Revêtements aluminium-platine obtenus par dépôt chimique en phase vapeur pour la protection de l'alliage TI6242 contre l'oxydation à des températures inférieures à 600°C

摘要

L'extension de l'emploi des alliages de titane à des températures plus élevées nécessite leur protection par application d'un revêtement à leur surface. Le projet APROSUTIS a pour objet le développement de tels systèmes. L'application de revêtements composés d'aluminium et de platine à but protecteur a été réalisé par la technique de dépôt chimique en phase vapeur, utilisant des précurseurs métalorganiques. Le couplage de l'élaboration des couches et du criblage des performances par des essais d'oxydation a nécessité la conception d'un réacteur de dépôt original. Les composés métalorganiques Me3(MeCp)Pt, et TIBA et DMEAA on été utilisés pour le dépôt du platine et de l'aluminium, respectivement. Les revêtements ont été élaborés selon deux architectures distinctes, d'une part la superposition d'une couche d'aluminium sur une sous-couche de platine pour former un dépôt séquentiel, d'autre part le dépôt simultané de ces deux éléments pour former un revêtement de composition uniforme. Les dépôts ont été réalisés entre 200°C et 300°C sous des pressions comprises entre 10 torr et 70 torr. La microstructure des ces dépôts a été rendue compacte par l'utilisation de surfactifs. Les essais d'oxydation isotherme, effectués durant 100 h à 600°C, ont mis en évidence que les dépôts séquentiels et co-dépôts utilisant le DMEAA conduisent à la diminution de la cinétique d'oxydation d'un ordre de grandeur. Les morphologies des alumines métastables développées en surface (principalement γ-Al2O3 et χ-Al2O3) sont très variées. Des phénomènes de diffusion lors des essais d'oxydation mènent à la formation d'une zone d'interdiffusion composée majoritairement de Al3Ti, et à l'apparition de nodules riches en platine à l'interface revêtement-zone d'interdiffusion. L'utilisation des revêtements Al-Pt déposés par MOCVD pour la protection des pièces en titane de géométrie complexe dans le domaine de l'aéronautique s'avère prometteuse. La maîtrise et l'optimisation des microstructures obtenues sont cependant nécessaires pour diminuer davantage la cinétique d'oxydation des pièces revêtues.