Brevet FR3072975A1 (20190503)

REVENDICATIONS1. Pièce mécanique (1) comportant au moins partiellement un matériau composite à matrice céramique, ledit matériau composite étant recouvert au moins localement d'au moins une couche de protection (2) contre les dégradations environnementales, caractérisée en ce que la couche de protection (2) comporte une couche de revêtement à composition graduelle (3), cette couche à composition graduelle (3) comportant au moins un matériau de phase MAX de silicium et un matériau de phase MAX d'aluminium, la couche à composition graduelle (3) s'étendant au sein de la couche de protection (2) entre une première hauteur (h3) par rapport à la pièce mécanique (1) et une deuxième hauteur (h4) par rapport à la pièce mécanique (3), la composition de la couche à composition graduelle (3) à la première hauteur (h3) ne comportant pas d'aluminium, la composition de la couche à composition graduelle (3) à la deuxième hauteur (h4) ne comportant pas de silicium, une hauteur intermédiaire (h) située entre la première hauteur (h3) et la deuxième hauteur (h4) présentant une composition comportant de l'aluminium et du silicium, la part d'aluminium et la part de silicium évoluant graduellement dans la couche à composition graduelle (3) en fonction de la position de la hauteur intermédiaire (h), la part d'aluminium augmentant lorsque la hauteur intermédiaire (h) se rapproche de la deuxième hauteur (h4).\n<CLM>\1\tPièce mécanique (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la part d'aluminium et la part de silicium évoluent linéairement en fonction de la hauteur intermédiaire (h) dans la couche à composition graduelle (3).\n<CLM>\1\tPièce mécanique (1) selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisée en ce que la somme des proportions molaires de silicium 21 et d'aluminium est constante quelle que soit la position de la hauteur intermédiaire (h) dans la couche composition graduelle (3).\n<CLM>\1\tPièce mécanique (1) selon l'une des revendications précédentes, 5 caractérisée en ce que la couche à composition graduelle (3) comporte les matériaux de phase MAX Ti3AIC2 et Ti3SiC2.\n<CLM>\1\tPièce mécanique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comporte : 10 - Une sous-couche (4), comportant essentiellement du Silicium dont l'épaisseur peut être comprise entre 10pm et 100 pm ; - Une couche à composition graduelle (3) d'une épaisseur comprise entre 50 pm et 500 pm, avec une substitution du Si par l'Al en s'éloignant de la pièce à un taux compris entre 0.1 15 et 0.4 atWo/pm ; - Une couche génératrice (6) d'une épaisseur de 10 à 300 pm, composée essentiellement de Ti2AIC de manière à générer de l'alumine en surface lorsqu'elle est oxydée, pour augmenter la résistance en milieu humide ; 20 - Une couche d'alumine (7) ; - Une barrière environnementale (8) formée de céramique, d'une épaisseur comprise entre 50 pm à 1000 pm, configurée pour limiter les transferts entre le milieu extérieur et la pièce (1). 25\n<CLM>\1\tPièce mécanique (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte : - Une sous-couche (4) de silicium dont l'épaisseur peut être comprise entre 10pm et 100 pm ; 30 - Une couche à composition graduelle (3) d'une épaisseur comprise entre 50 pm et 500 pm, avec une substitution du Si par l'Al en s'éloignant de la pièce à un taux compris entre 0.1 et 0.4 atWo/pm ; 22 - Une couche génératrice (6) d'une épaisseur de 50 à 300 pm composée essentiellement de Ti2AIC de manière à générer de l'alumine en surface lorsqu'elle est oxydée ; - Une couche d'alumine (7). 5\n<CLM>\1\tPièce mécanique (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre : - Une couche à composition graduelle (3) d'une épaisseur comprise entre 50 pm et 500 pm, avec une substitution du Si 10 par l'Al en s'éloignant de la pièce à un taux compris entre 0.1 et 0.4 atWo/pm ; - Une couche génératrice (6) d'une épaisseur de 50 à 300 pm composée essentiellement de Ti3AIC2, configurée pour générer de l'alumine en surface lorsqu'elle est oxydée ; 15 - Une couche d'alumine (7).\n<CLM>\1\tProcédé de dépôt (9) d'au moins une couche de protection (2) sur une pièce mécanique (1), la couche de protection (2) comportant au moins une couche à composition graduelle (3), le procédé (9) comportant les 20 étapes suivantes : - Réalisation de la couche à composition graduelle (3) par projection thermique des espèces composant ladite couche (3) ; caractérisé en ce que la couche à composition graduelle (3) comporte 25 au moins un matériau de phase MAX de silicium et un matériau de phase MAX d'aluminium, et en ce que la couche à composition graduelle (3) est réalisée en injectant dans un dispositif de projection thermique (11) d'une part des particules de matériau de phase MAX d'aluminium et d'autre part des particules de matériau de phase MAX 30 de silicium, le matériau de phase MAX d'aluminium se substituant peu à peu au matériau de phase MAX de silicium en fonction de la hauteur de couche réalisée. 23\n<CLM>\1\tProcédé de dépôt (9) d'au moins une couche de matière sur une pièce (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les particules de matériau de phase MAX d'aluminium et de matériau de phase MAX de silicium sont des poudres de Ti3AIC2 et de Ti3SiC2 mises en suspension 5 dans un solvant dans deux contenants respectifs, les suspensions de Ti3AIC2 et de Ti3SiC2 étant ensuite injectées en proportion contrôlée dans un plasma (10) configuré pour chauffer et projeter les suspensions de matériau de phase MAX sur la pièce (1), réalisant ainsi le dépôt. 10 10.Procédé de dépôt (9) d'au moins une couche de matière sur une pièce (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le solvant est un solvant non aqueux configuré pour limiter la l'oxydation des particules de Ti3AIC2 et de Ti3SiC2, de manière à limiter la présence d'oxydes dans la couche à composition graduelle (3). 15 11.Dispositif de projection thermique (11) en voie liquide pour mettre en oeuvre un procédé de dépôt (9) d'au moins une couche de matière sur une pièce (1) selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en qu'il comporte : 20 Un premier réservoir (15) contenant une suspension particules de matériau de phase MAX d'aluminium dans solvant ; Un deuxième réservoir (16) contenant une suspension particules de matériau de phase MAX de silicium dans 25 solvant ; Un premier (13) et un deuxième (14) injecteurs de suspension, le premier injecteur de suspension (13) étant lié au premier réservoir (15) par l'intermédiaire d'une première conduite (17), le deuxième injecteur de suspension (14) étant lié au 30 deuxième réservoir (16) par l'intermédiaire d'une deuxième conduite (18), les injecteurs de suspension (13,\n<CLM>\1\tétant configurés pour piloter le débit d'injection de particules d'aluminium et de silicium ; ce de un de un 24 Une torche de projection thermique (12), configurée pour générer un plasma ou une flamme (10) dans lequel sont injectées les particules de matériau de phase MAX d'aluminium et de matériau de phase MAX de silicium, le plasma ou la 5 flamme (10) chauffant et projetant ainsi les particules injectées en son sein sur la pièce (1).\n<CLM>\1\tDispositif de projection thermique (11) selon la revendication 11, caractérisé en ce que les particules d'aluminium et de silicium sont des 10 poudres de Ti3AIC2 et de Ti3SiC2.