Un revêtement plus résistant à la corrosion, l'usure et la température développé en Russie

Selon les scientifiques, l'architecture originale d'obtention des revêtements renforce de 50% la résistance à la corrosion, à l'oxydation à haute température par rapport aux solutions actuelles. Les résultats de l'étude sont publiés dans le magazine Ceramics International.

L'originalité de cette technologie, d'après les chercheurs, réside dans la combinaison dans un seul cycle technologique sous vide des avantages de trois méthodes de dépôt basées sur différents principes physiques. En appliquant ces méthodes, les chercheurs de l'Université nationale de science et de technologies MISIS ont obtenu un revêtement multicouche avec de hautes caractéristiques de résistance à l'usure, à la corrosion et aux hautes températures.

"Nous avons obtenu pour la première fois des revêtements de protection à partir d'électrodes à base de carbure de chrome allié au nickel-aluminium (Cr3C2-NiAl) grâce à l'utilisation successive dans un même dispositif de méthodes d'alliage par électro-étincelles, de dépôt à l'arc cathodique et de pulvérisation magnétron. Le revêtement créé possède une microstructure composite qui permet de combiner les effets bénéfiques des trois méthodes", a déclaré Filipp Kirioukhantsev-Korneïev, directeur du laboratoire In situ diagnostics des transformations structurelles.

D'après l'expert, la surface a d'abord été traitée par la méthode d'alliage par électro-étincelles à vide, qui transfère le matériau à partir de l'électrode céramique Cr3C2-NiAl sur l'objet, garantissant une forte adhérence du revêtement avec le substrat.

Processus d'auto-propagation de la synthèse à haute température

À l'étape suivante, lors de la combustion dans le vide de l'arc cathodique, les ions provenant de la cathode comblent les défauts de la première couche, guérissant les fissures et créant une couche structurellement homogène plus dense avec une haute résistance à la corrosion.

Lors de la dernière étape de pulvérisation magnétron est créé un flux d'atomes qui égalise le relief de la surface. Ce qui forme finalement une couche supérieure hermétique résistante aux hautes températures qui empêche la diffusion d'oxygène en provenance de milieux agressifs, en d'autres termes, des processus destructeurs d'oxydation.

"En étudiant la structure de chaque couche en utilisant la microscopie électronique en transmission, nous avons découvert deux effets de protection: l'augmentation de la capacité porteuse grâce à la couche inférieure de la substance et l'hermétisation des défauts lors du dépôt des deux couches suivantes. Ce qui donne au final un revêtement en trois couches 50% plus résistant que les analogues: à la fois à la corrosion et à l'oxydation à haute température, et ce, aussi bien dans les milieux liquides que gazeux. Sans exagération, c'est un résultat important", a souligné Filipp Kirioukhantsev-Korneïev.

Selon les scientifiques, de tels revêtements permettent de prolonger la durée de vie et les performances des pièces de moteur, des pompes à pétrole et d'autres équipements soumis à l'usure et à la corrosion.

Des chercheurs russes créent une matière prédite il y a 50 ans

7 Septembre 2021, 11:41

Le collectif du Centre scientifique et académique d'auto-propagation de la synthèse à haute température, dirigé par le professeur Evgueni Levachov, réunit des chercheurs de l'université MISIS et de l'Institut de macrocinétique structurale et des problèmes de génie des matériaux Merjanov de l'Académie des sciences de Russie. Prochainement, les scientifiques comptent élargir les domaines d'application de la technologie combinée à la modification des alliages de titane et de nickel résistant aux hautes températures utilisées dans la construction aéronautique.