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Offre proposée par

Cea

CEA

Modulation de la microstructure de revêtements réalisés par projection plasma

Tours, Centre-Val de Loire Energie / Matériaux / Mécanique
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Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Situé à 15km de Tours, le centre Le Ripault concentre tous les métiers et compétences scientifiques et techniques pour la mise au point de nouveaux matériaux, depuis leur conception (modélisation sur ordinateur, synthèse, …) jusqu'à leur fabrication (mise en forme, usinage, …) et leur caractérisation. Cette expertise, de l'amont à l'aval, développée au service de la Défense, trouve de nombreuses applications intéressant les activités civiles, profitant aussi bien à de grands industriels qu'à des PME.

Référence

2020-15665-S0245

Description de l'unité

Le Laboratoire de Revêtements par Projection du CEA Le Ripault (15 km de Tours) est en particulier spécialisé dans l'élaboration de revêtements par projection thermique et pneumatique. Créé au début des années 1980 pour répondre aux besoins de la DAM en termes de revêtements céramiques, il possède une expérience reconnue dans le domaine de la mise en forme de matériaux par projection plasma ou par projection dynamique à froid (cold spray) sur des installations de conception industrielle.

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Modulation de la microstructure de revêtements réalisés par projection plasma

Sujet de stage

Compte tenu de leurs résistances à très haute température et à très haute pression, les céramiques trouvent de nombreuses applications dans les domaines de l'aéronautique, de l'automobile, de l'aérospatial mais aussi dans le biomédical. La technique de projection plasma se prête particulièrement bien à la mise en œuvre de revêtements céramiques avec des épaisseurs de l'ordre de quelques centaines de microns. Ce procédé est basé sur l'injection, l'accélération et la fusion de particules au sein d'un jet plasma caractérisé par des températures de l'ordre de 10 000 K en sortie de torche. Le stage s'intéressera à la modulation de la microstructure de revêtements via l'utilisation de torches plasma de nouvelle génération. Le matériau sélectionné est la zircone yttriée (YSZ, Yttria Stabilized Zirconia), qui a particulièrement fait ses preuves en tant que barrières thermiques au sein des réacteurs aéronautiques.

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

De nouvelles générations de torche plasma, dites à neutrode ou anode segmentée, sont disponibles sur le marché. Afin de fixer la longueur de l'arc et augmenter la puissance utile de la torche, des étages supplémentaires, les neutrodes, sont introduits, segmentant l'anode et permettant in fine une meilleure stabilité du jet plasma et un traitement plus homogène des particules.

Le stage consistera à évaluer ces torches de nouvelle génération en réalisant des revêtements avec des microstructures variées, à partir de poudres de zircone stabilisée à l'yttrine présentant différentes granulométries et morphologies.

Les microstructures suivantes sont visées :
• microstructure micrométrique élaborée par projection plasma conventionnelle sous air à pression atmosphérique (APS, Atmospheric Plasma Spraying). Deux poudres de morphologies différentes seront employées : une poudre fabriquée par fusion-broyage (particules denses de forme angulaire) et une poudre fabriquée par agglomération-frittage (particules poreuses) ;
• microstructure nanométrique élaborée par un procédé de projection émergeant au niveau industriel, la projection plasma de suspensions de particules submicrométriques ;
• microstructure mixte élaborée par une projection simultanée d'une suspension et d'une poudre.

Les propriétés des particules en vol (vitesse et température) seront évaluées via l'utilisation de moyens dédiés commerciaux (AccuraSpray ou DPV 2000, Tecnar).

Les revêtements seront ensuite caractérisés, notamment en termes de microstructure (taux de porosité, micrographies), afin d'établir des corrélations entre les paramètres de projection, les propriétés des particules en vol et les propriétés des revêtements.



Profil du candidat

école d'ingénieur ou 2ème année de Master. Spécialisation en sciences des matériaux (procédés, caractérisation)
Machine de projection plasma de conception industrielle, moyens de diagnostics des propriétés des particules en vol, moyens de caractérisation (granulomètre laser, microscopie, DRX)
Diplôme École d'ingénieurs