Brevet FR2762330A1 — publié le 19981023

La présente invention concerne un procédé de métallisation sous vide de substrats céramiques ou métalliques avec du dioxyde de zirconium, ainsi que les couches calorifuges qui peuvent être obtenues avec ce procédé. Les couches céramiques calorifuges destinées aux applications à haute température, par exemple sur des éléments de turbines à gaz, et produites par métallisation sous vide au moyen d'un faisceau d'électrons, de préférence de dioxyde de zirconium, avec une microstructure columnaire, ont été abondamment décrites et brevetées. L'état de la technique comprend les trois éléments essentiels de ces systèmes de couches calorifuges métallisés sous vide par faisceau d'électrons, qui se composent d'une couche d'adhérence métallique capable de former par oxydation une couche dense d'oxyde d'aluminium (corindon), puis de la couche d'oxyde d'aluminium proprement dite et d'une couche céramique calorifuge discontinue ayant une structure colunmaire (en forme de colonnes) caractéristique, qui permnet de supporter des extensions latérales du substrat. Ces extensions peuvent être dues à la dilatation thermique différente du substrat et de la couche céramique calorifuge, mais aussi à des déformations élastiques ou plastiques au sein du substrat ainsi qu'à des influences extérieures (par exemple une érosion particulaire). La fonctiomnnalité de ces couches reste maintenue 2 0 lorsque, outre une adhérence suffisante, les espaces libres présents entre les colonnes, qui jouent le rôle de joints d'expansion, restent également préservés. C'est pourquoi, ces espaces ne doivent pas être perturbés, voire disparaître complètement, à cause de ponts de frittage ou d'écrasements importants du substrat. La condensation de particules vaporisées sur un substrat solide se fait en trois étapes: - liaison lâche des atomes et des radicaux se condensant, sous la forme de ce que l'on appelle des "adatomes" qui ont une mobilité relativement grande le long de la surface, - diffusion des adatomes au cours de leur durée de vie vers un emplacement à faible niveau d'énergie de la surface ou revaporisation de ceux-ci dans le cas d'une recherche d'emplacements infructueuse, - diffusion volumique dans l'agencement atomique final d'adatomes inclus, afin de former des germes cristallins et croissance de ceux-ci en colonnes 3 5 cristallines. 2 /2762330 Or, plus le point de fusion de la substance et la température du substrat se rapprochent au cours du processus de métallisation sous vide, plus la mobilité des atomes est grande et plus de ce fait les couches formées deviennent denses. Il en résulte alors, en fonction de la température homologue des substances des couches, des structures caractéristiques de couches différentes. Ces structures de couches ont été abondamment décrites. Le modèle structure le plus connu est le modèle à trois zones de B.A. Movchan et Coll., Study of the structure and properties of thick vacuum condensates of nickel. titanium, tungsten, aluminium oxide and zirconium dioxide, Fiz. Met. NMletalloved. 28 (1969), pp. 83-90. Dans la zone 1, à des températures homologues Ts allant jusqu'à 0,26 environ (pour les oxydes, jusqu'à 0,3 pour les métaux), apparaissent des cristallites discontinues très fines en fonne d'aiguilles avec une grande densité de défauts. Sous cette forme, elles ne conviennent pas pour des contraintes thermiques et mécaniques élevées. La zone 2 (Ts jusqu'à 0,45), comme on l'a déjà mentionné pour la formnnation par croissance du ZrO2 des couches calorifuges, est marquée par une diffusion en surface prédominante. Les couches croissent de manière columnaire et continue, les colonnes basaltiques les plus épaisses croissant alors aux températures les plus élevées. Entre les colonnes basaltiques se trouvent des points de contact ainsi que des interstices, qui confèrent aux couches une certaine pseudoplasticité. Toutefois, le volume libre des interstices décroît à mesure que la température augmente. Au-dessus de 0,45 Ts, la diffusion volumique est prédominante et donne des structures denses. Or, lorsqu'on fait tourner le substrat de manière continue pendant la croissance des couches dans la plage de températures o la diffusion en surface est prédominante, par exemple pour le revêtir sur tout son pourtour, ces structures de couche subissent une nouvelle modification de leur configuration. Sous l'action de mécanismes de sélection de la croissance plus efficaces, la structure basaltique est forcée à prendre une configuration plus grossière et acquiert alors une texture marquée. Dans ce cas, la direction ou la direction se situe généralement dans la direction de l'axe de rotation, que le sens de rotation soit à droite ou à gauche. Des inversions même répétées n'ont aucun effet marquant. Non seulement le diamètre des colomnnes basaltiques augmente à mesure que la 3 2762330 température croît, mais aussi une augmentation de la vitesse de rotation les rend plus grossières ainsi que l'ont montré des essais réalisés par U. Schulz, Croissance, microstructure et durée de vie de systèmes de couches calorifuges métallisés sous vide par faisceau d'électrons pour augets de turbines, Editions Shaker, Aix-la-Chapelle (1995), pp. 1- 133. Les structures de couche réellement observées dans des couches calorifuges à base d'oxydes de zirconium présentent, par exemple, des structures basaltiques majoritairement parallèles en une fine formation lorsque la métallisation sous vide s'est faite de manière stationnaire à environ 0,4 Ts. Des structures basaltiques majoritairement parallèles, bien que dans une formation grossière, apparaissent lors d'une rotation à des températures sensiblement plus élevées, par exemple lorsqu'on atteint 0,55 Ti et 12 tr/min ou 0,46 Ts et 30 tr/min. A des températures/vitesses de rotation sensiblement inférieures (par exemple 0,4 Ts et 12 tr/min), on voit apparaître des colonnes basaltiques élancées ramifiées, qui ne s'étendent pas sur l'épaisseur totale de la couche. Dans un régime intermédiaire (par exemple 0,4 Ts et 30 tr/min ou 0,46 T, et 12 tr/min), des mécanismes de sélection de la croissance passent nettement au premier plan et ils donnent naissance à de nombreuses colonnes basaltiques minces au début de la croissance de la couche et, dans la suite de la croissance, en diminuent considérablement le nombre et font croître le diamètre des colonnes restantes. Il en résulte une structure conique et parfois légèrement en forme de massue, notamment parmi les colonnes qui ont crû de manière continue du pied jusqu'à la surface. Les poignées minces des massues adhèrent au substrat. La grande majorité des colonnes ayant germé dans la zone d'adhérence n'atteint pas la suiface de la couche et, au contraire, leur croissance se termine à un stade précoce ou intermédiaire. L'ajustement des structures de couche souhaitées se fait à l'échelle industrielle en contrôlant de manière appropriée les paramètres principaux que sont la température du substrat, la pression totale de gaz dans l'enceinte de métallisation sous vide ainsi que la pression partielle d'oxygène et la vitesse de rotation des substrats pendant le dépôt, ainsi que le rapportent Rigney et Coil., PVD thermal barrier applications and process development for aircraft engines, NASA conference publication, 3312 (1995), pp. 135- 149. Avant le dépôt, l'état de surface des échantillons est déterminant pour 4 2762330 l'adhérence et pour la formation des structures de couche. Une amélioration de l'adhérence de la couche calorifuge, obtenue grâce à une configuration particulièrement plane (polissage) de la couche d'adhérence métallique, est décrite dans le brevet américain US 4 321 310. Sur cette surface, on réalise par oxydation thermique, avant le dépôt, une mince couche de corindon, qui est formée aussi plane que le substrat. Sur cette couche, on dépose par métallisation sous vide une couche calorifuge dont les colonnes basaltiques doivent avoir une orientation verticale au sens de la présente invention. Bien entendu, il est également possible d'appliquer une couche calorifuge, ayant une bonne adhérence, sur des substrats plans composés exclusivement de corindon par une métallisation directe par faisceau d'électrons sur le corindon, ainsi que le montrent des essais réalisés par SchmUkker et Coll., Mécanismes d'adhérence dans des systèmes de couches calorifuges EB/PVD choisis, rapports de progrès de la Deutsche Keramische Gesellschaft, 10 (1995) 4, pp. 379- 384. La rugosité de la surface du substrat détermine la formation de structures de couche diversement ordonnées et perturbées, comme le montrent Rigley et Coll. (loc. cit.). Cela signifie que, dans le cas inverse, une sui-face très régulière (polie) favorise une croissance parallèle des colonnes basaltiques. Les perturbations des colonnes, qui peuvent être significatives par exemple poiur des questions de géométrie tensionnmelle, vont toutefois à l'encontre de l'adhérence car elles vont de pair avec une couche de Me/MeO intermédiaire fortement imbriquée, qui agit comme une source d'augmentation supplémentaire des tensions, sous l'effet de contraintes thermiques alternées, dans la zone d'adhérence. Ceci favorise une défaillance prématurée par rupture à l'intérieur de la couche céramique, au voisinage de la transition Nle/MeO. Dans cette mesure, un certain degré de rugosité favorisant une bonne adhérence en ces endroits critiques ne doit pas être dépassé. Compte tenu de ce qui précède, la présente invention a pour but essentiel de doter la surface d'adhérence critique Me/MeO d'une rugosité minime optimale et de la revêtir par dépôt d'une couche calorifuge ayant une structure de couche optimale pouvant être ajustée indépendamment de la rugosité de la couche d'adhérence. Pour ce faire la présente invention propose un procédé de métallisation 2762330 sous vide de substrats céramiques ou métalliques avec du dioxyde de zirconium, le cas échéant dopé avec des oxydes de métaux alcalino- terreux ou des mélanges d'oxydes, dans une plage de températures du substrat de 600 à 1550 C et avec une rotation du substrat dans une plage de vitesses de 1 à 300 tr/min, caractérisé en ce que, à la suite de la phase de germination à une faible vitesse de rotation du substrat, on règle la vitesse de rotation et la température dans la plage définie par les équations suivantes (a) T = co0 153 127 (b) T 1756 o00,153 127 dans lesquelles T est la température du substrat en K et o est la vitesse de rotation du substrat en tr/min, la vitesse de rotation étant modifiée de manière continue ou discrète et aussi, en variante, dans des sens de rotation alternés. Avantageusement, on fait varier la rotation du substrat d'une vitesse minimale à une vitesse maximale, au cours du procédé. De préférence, le rapport de la vitesse de rotation maximale à la vitesse de rotation minimale est d'au moins 2. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre pour produire des structures basaltiques qui deviennent plus grossières en allant vers l'extérieur, avec un diamètre extérieur des colonnes de 10 à 100 im. Avantageuseinent, on maintient constante ou on réduit la température du substrat au cours du procédé. Selon d'autres caractéristiques du procédé conforme à l'invention, on réduit la puissance introduite dans le système: 2 5 (a) en abaissant la température du substrat, (b) en abaissant la puissance du canon à électrons, (c) dans le cas d'une métallisation utilisant plusieurs creusets, en coupant/désactivant un ou plusieurs canons et/ou sources de métallisation, (d) en activant une paroi fi-oide ou une plaque froide dans le récipient de métallisation, (e) en introduisant un écran anti-rayonnement pour absorber la puissance rayonnée émise par le bain de fusion, (f) en augmentant le volume interne actif du récipient de 6 2762330 métallisation, en coupant un chauffage auxiliaire et/ou (g) en augmentant la distance entre le substrat et la source de métallisation. La présente invention porte également sur une couche céramique calorifuge à base de dioxyde de zirconium, le cas échéant dopé avec des oxydes de métaux alcalino-terreux ou des mélanges d'oxydes, avec des structures en forme de massues pouvant être obtenues selon le procédé précédemment indiqué. La présente invention est basée sur le constat que, du point de vue de la mécanique, de la géométrie tensiomnelle et de la thermodynamique, la microstructure columnaire des couches calorifuges à base d'oxyde de zirconium métallisées sous vide, qui est actuellement répandue et aussi utilisée ne représente toujours pas l'optimum. Elle s'est fixée pour but de fournir des structures plus favorables du point de vue de la durée de vie, du profil de détérioration et de la tenue à haute température. Des éléments de structure correspondants sont développés. On a également établi, au plan du procédé, qu'il est réellement possible de produire de manière adéquate par métallisation sous vide par faisceau d'électrons des couches avec les éléments de structure correspondants. Lorsque par exemple des augets de turbine munis de couches calorifuges sont en service, il se produit, comme on l'a dit plus haut, des déplacements relatifs entre le substrat et la couche calorifuge du fait de la sollicitation en extension. Cependant, ces déplacements ne doivent pas nécessairement se faire uniquement latéralement, c'est-à-dire 2 5 perpendiculairement à la structure en colonnes, cormmune on l'affirme généralement dans l'état de la technique. Le déplacement peut également être influencé par des couples de basculement ou de levier. Comme le montrent des considérations mécaniques, ces couples se traduisent également par des composantes de tension transversales. Cette situation est représentée de manière simplifiée dans un schéma de principe sur la figure 1. La figure 1 illustre le comportement en déformation de la zone d'adhérence métallique d'une colonne soumise à une contrainte de basculement, en particulier une colonne (isolée) fixée par adhésion (chimique) par sa surface de base sur la couche d'adhérence et d'oxyde 7 2762330 d'aluminium sous-jacente. Lorsqu'il s'exerce sur cette colonne, dans la zone de la tête, une force latérale G, la colonne bascule sur une distance a. Pour des poutres fixées d'un seule côté, les lois de la mécanique des poutres de flexion indiquent que la tension la plus élevée s'applique dans le pied de la poutre. C'est à cet endroit qu'une rupture de la poutre se produira préférentiellement. Transposons ce cas à une colonne. Supposons qu'une adhérence totale est maintenue entre la surface de base et la couche d'adhérence, même lorsque la tête de la colonne se déplace d'une distance a. En fonction du module d'élasticité et de la limite apparente d'élasticité des matériaux mis en oeuvre, ce moment de flexion conduit à une sollicitation plus ou moins forte dans la racine. Des parties de la racine sont sollicitées élastiquement mais, à des températures plus élevées, les zones externes de la racine, en particulier, subissent également une déformation de plus en plus plastique. Dans le cas de la forme géométrique en colonne prédéfinie, on peut s'attendre, avec une tension alternée mécanique appliquée de + G, à des phénomènes de fatigue du matériau et au décollement de la colonne ou de la couche qu'ils provoquent. Par contre, si au lieu de la forme géométrique en colonnes orientées parallèlement, on suppose une forme géométrique modifiée en massue selon 2 0 la présente invention, la pointe amincie de la massue représentant le pied, et si la massue se déplace de la même distance a, ainsi que le montre schématiquement la figure 1, le pied de la racine reste alors entièrement dans le domaine élastique. Il y a donc absence de tout phénomène de fatigue du matériau. La figure 2 représente la subdivision d'une tension latérale s en deux composantes de tension transversales q et r plus petites, au niveau d'une colonne en forme de massue. et montre que même pour l'absorption de tensions latérales, les structures en forme de massue sont particulièrement avantageuses. Le vecteur de tension s peut, en fonction de la valeur de 3 0 l'angle a de l'enveloppe conique, se diviser en deux vecteurs partiels r et q, r participant au frottement dissipateur d'énergie. Ce terme avantageux devient proportionnellement d'autant plus grand que la valeur de l'angle a de l'enveloppe conique peut être ajusté à une valeur plus élevée. En d'autres termes, plus l'angle d'ouverture a de la massue est grand, plus la dégradation de la tension par conversion en énergie de frottement sera 8 2762330 efficace. La structure en forme de massue peut être ajustée et renforcée de manière appropriée par la conduite de processus selon la présente invention. Le modèle de base de la forme géométrique en massue ressort déjà au départ du diagramme de structure connu d'après Movchan et Coll. (loc. cit.), qui a toutefois été établi sur des substrats rigides, c'est-à-dire non rotatifs. Les essais conformes à la présente invention ont montré que la vitesse de rotation to des substrats pendant la formation du revêtement a une importance prépondérante pour la réalisation d'une forme géométrique partiellement en massue et en calice ou semblable à un crocus. La plage optimale pour obtenir cette structure peut être limitée par les deux équations mathématiques suivantes: (a) T = 2 toO, 153 127 (b) T = 7 C00,153 127 dans lesquelles T est la température du substrat en K et wo est la vitesse de rotation du substrat en tr/min, la vitesse de rotation étant modifiée de manière continue ou discrète et aussi, en variante, dans des sens de rotation alternés. Ce couloir de températures est particulièrement bien adapté, selon la présente invention, pour imprimer à la couche un striage grossier dans sa zone de pied et pour produire des colonnes cristallines continues en forme de massue ainsi que des colonnes voisines plus élancées courbées et entrelacées, ces caractéristiques étant conditionnées ou renforcées par une commande correspondante de la vitesse de rotation. La vitesse de rotation 2 5 minimale du début et la vitesse de rotation maximale doivent, de préférence, différer d'un facteur deux ou plus. Lors d'essais internes, il a été procédé à des modifications brusques de la vitesse de rotation, de rapide à lente ou de lente à rapide. Ces essais ont montré que la couche est immédiatement marquée conformément aux conditions de condensation en cours. De cette manière, il est possible d'obtenir de nombreuses modifications structurelles par l'intermédiaire du paramètre de vitesse. Par contre, la modification de la vitesse de rotation ne modifie pas, ou pas de manière sensible, la densité globale (il s'agit ici de la 9 2762330 densité qui peut être déterminée géométriquement et qui résulte de la densité des colonnes de céramique et des pores intercalés sous forme de joints d'expansion) de la couche calorifuge, comme l'ont également montré des essais internes. Ainsi, lors d'essais comparatifs dans le cas de la production de couches de 250 ipm d'épaisseur sur des barreaux ronds identiques de 7 mm de diamètre dont seule la vitesse de rotation autour de leur axe a été modifiée, tous les autres paramètres tels que les pressions de gaz, la température du substrat et la vitesse de métallisation ayant été maintenus constants, on a déterminé les densités suivantes Vitesse de rotation 10 trn/min 27 tr/min Densité géométrique 4,84 g'cm-3 4,86 g'cm'3 La valeur moyenne du diamètre supérieur de la colonne peut à nouveau, comme cela est comnu dans l'état de la technique, être fortement influencée par la vitesse de rotation. A cause de la densité constante, la taille du joint d'expansion est influencée dans le même sens que le diamètre de la colonne: à mesure que la vitesse de rotation augmente, le diamètre de la colonne et la taille du joint d'expansion s'accroissent. Par conséquent, dans des couches contenant des éléments de colonne fortement coniques avec des zones de pied minces. il faut s'attendre à une largeur croissant vers l'extérieur des joints d'expansion. Ceci est également un aspect plus avantageux et donc plus significatif pour la pseudoplasticité des couches céramiques. Une vitesse de rotation lente favorise la formation de nombreuses colonnes basaltiques courtes et aussi ramifiées; en d'autres termes on est en présence d'un taux de formation de germes particulièrement élevé. Les hautes températures ont pour effet de faire régresser cette particularité. Dans cette mesure, il est opportun, pour atteindre une densité de germes élevée, de réaliser la phase de germination tant à des vitesses de rotation basses qu'à des températures plus basses en dehors des plages données par les équations (a) et (b). Au cours de la phase de germination, on produit jusqu'à 25 % environ de l'épaisseur totale de la couche. L'expression " températures plus basses " définit ici la plage de températures située au- dessous de celle nécessaire pour la formation d'éléments de structure 2762330 fortement coniques et pour l'obtention de la structure en forme de massue. Dans un mode d'exécution préféré de la présente invention, la rotation du substrat n'est pas maintenue constante tout au long du processus, mais au contraire on la fait varier d'une vitesse de rotation minimale à une vitesse de rotation maximale. A cet égard, il est particulièrement préféré d'avoir un rapport de la vitesse de rotation maximale à la vitesse de rotation minimale au moins égal à 2. Le procédé selon la présente invention convient particulièrement pour produire des structures basaltiques qui deviennent plus grossières vers l'extérieur, avec un diamètre supérieur de la colonne de 10 à 100 jIm. Une autre variante possible du procédé selon la présente invention consiste à réduire la puissance effectivement introduite dans le système, par exemple à maintenir constante ou à réduire la température du substrat tout au long du processus. Ainsi, dans le cas o la température du substrat diminue au cours du processus, la diminution de température étant quelconque, il est préférable de la régler principalement en abaissant la puissance du canon à électrons, dans le cas d'une métallisation utilisant plusieurs creusets en coupant/désactivant un ou plusieurs canons ou sources de métallisation, en activant une paroi froide ou une plaque froide dans le récipient de métallisation, en introduisant un écran anti-rayonnement pour absorber la puissance rayonnée émise par le bain de fusion, en augmentant le volume interne actif du récipient de métallisation, en coupant un chauffage auxiliaire ou en augmentant la distance entre le substrat et le bain de métallisation. Dans le cadre du procédé selon la présente invention, il est préférable de rester en premier lieu dans le domaine de la formation des massues pour imprimer une croissance avec structure en forme d'ampoule, puis de continuer à des températures identiques, mais à des vitesses de rotation plus élevées. Cette transition peut se faire de manière progressive ou brusque. Dans ce cas, la formation de gernnes peut se situer tout à fait audessous du couloir de températures pour la formation des massues. A la suite du procédé selon la présente invention, il est possible d'effectuer un recuit à des températures plus élevées à l'intérieur ou au- dessus de la plage de formation des massues. La figure 3 montre la structure d'une couche de 250 pm d'épaisseur 1 1 2762330 produite selon la manière spécifique de la présente invention avec des éléments de structure marqués qui diffèrent de la forme en colonnes, sous forme d'un enregistrement au microscope électronique à balayage d'une fracture, et elle pennrmet de mieux voir la disposition spatiale de la structure. La figure 4 est un schéma de principe tiré de la vue au MEB obtenue comme sur la figure 3. Les deux figures montrent la colonne en forme de massue a entourée de colonnmles voisines b et c élancées et courbées en forme de S. La couche est déposée sur un substrat présentant une rugosité minime de seulement Ra= 2 tim, de la manière suivante: On chauffe le substrat à 980 C et on effectue ensuite le dépôt en rotation entre 960 et 980 C. La phase de germination commence à 4 tr/min. puis la vitesse de rotation est augmentée jusqu'à 50 tr/min de manière continue, en l'espace de 30 minutes. La figure 5 montre le profil de vitesse correspondant choisi pendant la métallisation sous vide. De cette façon, environ 25 % de l'épaisseur totale de la couche ont été appliqués initialement par métallisation au-dessous du "couloir de massues". La structure obtenue se caractérise ainsi dans la zone de pied par une foirte formation de germes. A la suite de cela, on réalise la métallisation dans le "couloir de massues" dans lequel la croissance de la couche est déterminée par les conditions d'une sélection plus stricte de la croissance. Celle-ci conduit, d'une part, à la formation de colonnes en forme de massue renflée (l'angle ax de l'enveloppe conique est de 15 à 20 pour des cristallites isolées, comme le montre la figure 2) et, d'autre part, à une croissance courbe et entrelacée (en forme de S) des colonnes voisines plus élancées, qui est imposée à ces dernières par les colonnes en forme de massue dominantes de plus grand diamètre, comme on peut le voir sur les figures 3 et 4. L'apparition de ces éléments de structure était surprenante et non prévisible, mais elle présente un intérêt sur le plan mécanique. C'est précisément grâce à leur voisinage étroit avec les colonnes renflées qu'ils amortissent l'effet des tensions latérales, comme s'ils représentaient un tampon fait du matériau de la couche, à module d'élasticité réduit. La conduite variable du processus est visible sur le détail agrandi de la figure 6 (ZRO2#8). Ici, on a fonnmé un revêtement en dents de scie d'environ 1,5 rtm par couche dans la zone de pied, qui résulte de la rotation lente au 12 2762330 cours de la phase initiale - une couche de croissance par tour. Ce striage caractéristique de la zone de pied de ces couches à structure spécifique devient de plus en plus fin, et donc de moins en moins nettement perceptible, par suite de l'augmentation continue de la vitesse de rotation au cours de la poursuite de la croissance de la couche. Les zones essentielles des structures obtenues par la mise en oeuvre du procédé conforme à la présente invention sont récapitulées ci- après palr l'indication de la fonctionnalité obtenue. La zone de pied se caractérise par - son striage grossier, - une germination intense (pour l'obtention d'une densité de germes élevée par réglage d'un mouvement de rotation lent et, le cas échéant, par une conduite en température additiomnelle en dessous du couloir de températures qui convient de manière optimale pour former des éléments de structure coniques), - une adhérence chimique par la liaison réalisée de la couche céramique, - un ancrage mécanique avec les cristallites voisines grâce au profilage grossier en dents de scie des deux côtés (striage), qui confère notamment une tenue supplémentaire aux cristaux lourds et épais en forme de 2 0 massue, - transition à effet élastomécanique entre lesubstrat et la couche calorifuge. La zone intermédiaire se caractérise par des éléments de structure coniques à grand angle d'ouverture et par un affaiblissement du striage, ainsi que par des colonnes voisines courbées et entrelacées, plus élancées, qui servent de - zone d'absorption pour une paltie des tensions latérales palr conversion en énergie de frottement (sur les flancs des massues) et - abaisseur du module d'élasticité (par l'intermédiaire d'éléments de structure courbés en forme de S). La zone de tête se caractérise par un diamètre palticulièrement grand des colonnes cristallines, qui sonlt particulièrement résistantes à la contrainte thermodynamique du frittage du fait de ce grand diamètre et des joints d'expansion relativement grands. Les composants indiqués de la structure sont à apprécier comme des 13 2762330 particularités structurelles et ils peuvent être cultivés de manière adéquate sous forme cristalline. On a montré que ces composants structurels apportent des avantages du point de vue de la mécanique, de la géométrie tensionnelle et de la thermnnodynamique. De plus, on indique un moyen pour la réalisation rationnelle de ces composants structurels, quelle que soit la rugosité du substrat, uniquement par le biais du mode particulier de conduite de processus, lors de la métallisation sous vide par faisceau d'électrons. Un autre mode de réalisation de la présente invention englobe par conséquent des couches céramiques calorifuges à base de dioxyde de zirconium, le cas échéant dopé avec des oxydes de métaux alcalino-terreux ou des mélanges d'oxydes, notamment avec du Y203, du CeO2, du Sc203, du Yb2O3 ou des mélanges de ceux-ci, qui présentent une structure en forme de massues et qui peuvent être obtenues à l'aide du procédé conforme à la présente invention. De manière particulièrement préférée dans le cadre de la présente invention, le procédé est utilisé pour revêtir des augets de turbines. 14 2762330 REVENDICATIONS 1. Procédé de métallisation sous vide de substrats céramiques ou métalliques avec du dioxyde de zirconium, le cas échéant dopé avec des oxydes de métaux alcalino-terreux ou des mélanges d'oxydes, dans une plage de températures du substrat de 600 à 1550 C et avec une rotation du substrat dans une plage de vitesses de I à 300 t'/min, caractérisé en ce que. à la suite de la phase de germination à une faible vitesse de rotation du substrat, on règle la vitesse de rotation et la température dans la plage définie par les équations suivantes (a) T 242 (a) T oo0,153 127 1 0(b) T 175 () (co00,153 127 dans lesquelles T est la température du substrat en K et o) est la vitesse de rotation du substrat en tr/min, la vitesse de rotation étant modifiée de manière continue ou discrète et aussi, en variante, dans des sens de rotation alternés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait varier la rotation du substrat d'une vitesse minimale à une vitesse maximale, au cours du procédé. 3. Procédé selon la revendication 2. caractérisé en ce que le rapport de la xvitesse de rotation maximale à la vitesse de rotation minimale est d'au moins 2. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour produire des structures basaltiques qui deviennent plus grossières en allant vers l'extérieur, avec un diamètre extérieur des colonnes de 10 à 100 pm. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on maintient constante ou l'on réduit la température du substrat au cours du procédé. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on réduit la puissance introduite dans le système (a) en abaissant la température du substrat, 3 0 (b) en abaissant la puissance du canon à électrons, (c) dans le cas d'une métallisation utilisant plusieurs creusets, en 2762330 coupant/désactivant un ou plusieurs canons et/ou sources de métallisation, (d) en activant une paroi firoide ou une plaque froide dans le récipient de métallisation, (e) en introduisant un écran anti- rayonnement pour absorber la puissance rayonnée émise par le bain de fusion, (f) en augmentant le volume interne actif du récipient de métallisation, en coupant un chauffage auxiliaire et/ou (g) en augmentant la distance entre le substrat et la source de métallisation. 1 0 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour le revêtement d'augets de turbines. 8. Couche céramique calorifuge à base de dioxyde de zirconium, le cas échéant dopé avec des oxydes de métaux alcalino-terreux ou des mélanges d'oxydes, avec des structures en formnne de massues pouvant être 1 5 obtenues selon le procédé conformne à l'une quelconque des revendications 1 à7.