Elaboration de couches céramiques épaisses à structures micrométriques et nanométriques par projections thermiques pour des applications tribologiques

Des depots d'alumine-oxyde de titane (Al2O3-TiO2) contenant 13 et 45 % en masse de TIO2 (nommes AT-13 et AT-45) ont ete elabores par projection thermique et leur resistance a l'usure a ete correlee a leurs proprietes physico-chimiques et mecaniques, elles-memes liees aux conditions de projection. Deux types de projections thermiques ont ete utilises : la projection plasma a pression atmospherique et la projection a la flamme oxyacethylenique. Dans ce dernier cas, deux mises en forme des materiaux de depart ont ete projetes : des poudres et des cordons. Les materiaux de depart ont ete projetes selon differentes conditions a plusieurs enthalpies pour obtenir des depots avec des proprietes physico-chimiques diverses. L'effet de la structure des depots, de leur composition chimique et de leurs phases sur leurs proprietes mecaniques et leur resistance a l'usure a ete etudie. La resistance a l'usure a ete determinee par contact elastique abrasif glissant entre la surface des depots et une bille d'alumine de 6 mm de diametre. Une charge de 5 N et une vitesse tangentielle de rotation du disque recouvert de 10 cm/s ont ete appliques pendant 20. 000 cycles. L'effet du contact plastique a sec entre la surface des depots et un foret d'acier de 12,5 mm de diametre a ete etudie en appliquant une charge de 390 N et une vitesse de rotation de 360 rpm pendant 10 et 300 secondes. Les resultats obtenus indiquent que les depots AT-13 sont plus resistants a l'usure que ceux AT-45 du fait de la presence de l'alumine αet γ, qui sont des phases de haute resistance mecanique. Les depots AT-45 constitues par les phases Al2TiO5 et l'Al6Ti2O13, etaient fragiles et leur durete plus faible. Les depots elabores par projection plasma etaient plus resistants que ceux elabores par flamme oxyacetylenique du fait de leur cohesion interlamellaire superieure.