céramisation de surface

céramisation de surface – projection plasma et synthèse auto-entretenue à haute température
La projection plasma produit un arc électrique continu entre la cathode et l'anode. Cet arc ionise le gaz vecteur en un plasma à haute température. La flamme de plasma ainsi formée fait fondre la poudre et la transforme en gouttelettes. Le jet de gaz à haute vitesse atomise ces gouttelettes puis les projette sur le substrat, formant ainsi un revêtement. L'avantage de la projection plasma réside dans sa température de projection très élevée (plus de 10 000 K au cœur du plasma), permettant la préparation de revêtements céramiques à point de fusion élevé. Ces revêtements présentent une bonne densité et une forte adhérence. En revanche, malgré une efficacité de projection relativement faible, le procédé nécessite un équipement coûteux et engendre des coûts d'investissement initiaux importants.

La synthèse auto-propagée à haute température (SHS) est une technologie de synthèse de nouveaux matériaux par autoconduction de la chaleur de réaction chimique entre les réactifs. Elle présente l'avantage d'un équipement et d'un procédé simples, d'une productivité élevée, d'une faible consommation d'énergie et d'une absence de pollution. Technique de traitement de surface, elle est particulièrement adaptée à la protection des parois internes des canalisations. Le revêtement céramique obtenu par SHS se caractérise par une forte adhérence, une dureté élevée et une excellente résistance à la corrosion, prolongeant ainsi la durée de vie des pipelines. Le principal composant de ce revêtement, utilisé dans les oléoducs, est un mélange de Fe et d'Al₂O₃. Le procédé consiste à mélanger uniformément de la poudre d'oxyde de fer et de la poudre d'aluminium dans un tube en acier, puis à centrifuger le mélange à grande vitesse avant de l'enflammer par étincelle électrique. La combustion de la poudre induit une réaction de déplacement, formant une couche fondue de Fe et d'Al₂O₃. Sous l'effet de la force centrifuge, cette couche se solidifie par stratification. Le fer (Fe) est proche de la paroi intérieure du tuyau en acier, et l'oxyde d'aluminium (Al2O3) forme un revêtement intérieur en céramique éloigné de la paroi du tuyau.