Des vitesses supersoniques pour un impact maximal
Les revêtements sont largement utilisés pour améliorer les propriétés des matériaux de substrat. Par exemple, les pièces des machines sont dotées d'un revêtement pour réduire l'abrasion et l'usure et les dispositifs médicaux en sont également munis pour améliorer leur durabilité et assurer leur biocompatibilité. Le marché est vaste et compétitif. Des scientifiques européens ont lancé le projet SUPERSONIC («Supersonic deposition of nanostructured surfaces»), financé par l'UE, en vue de mettre au point des revêtements nanostructurés à partir de nanopoudres agrégées réactives multifonctionnelles. Le principe fondamental est que l'énergie résiduelle de réactions chimiques incomplètes dans les nanopoudres peut être exploitée au cours du dépôt supersonique. La pulvérisation à froid ou le processus de dépôt supersonique propulsent les particules dans un flux gazeux chauffé dans un substrat via une buse supersonique. La vitesse à haut impact libère l'énergie stockée, comme un combustible solide, réduisant l'énergie externe nécessaire et renforçant la liaison de particules sur le substrat. La pulvérisation à froid est un processus émergent qui apporte déjà des résultats prometteurs. SUPERSONIC a retiré des obstacles techniques importants à la mise en œuvre et la création d'une nouvelle plateforme de fabrication européenne pour les produits à haute performance. Les réactions mécanochimiques dans le broyage à boulets à haute énergie ont été exploitées pour fabriquer des nanopoudres. Les revêtements ont été appliqués grâce à la pulvérisation à froid ou la technologie de pulvérisation dynamique à gaz froid. Les scientifiques ont choisi trois applications industrielles dont des porteurs de charge aéronautiques, les composants mécaniques pour les moteurs automobiles et les revêtements biomédicaux pour les implants orthopédiques. L'équipe SUPERSONIC a réussi à développer des nanopoudres réactives adaptées au dépôt supersonique avec la technique de pulvérisation dynamique à gaz froid, ainsi qu'un équipement fiable et avancé pour le dépôt par pulvérisation. Le processus de broyage à boulets à haute énergie et le processus de pulvérisation pour le dépôt très et faiblement réactif ont été intégrés avec succès dans la chaîne de fabrication. Ils ont ensuite été utilisés pour produire des revêtements denses et durs avec des propriétés améliorées par rapport à ceux fabriqués en utilisant des matériaux et des processus de référence. Les revêtements qui avaient été pulvérisés avec la méthode supersonique ont démontré de bonnes caractéristiques tribologiques en situation humide et sèche et sont d'un grand intérêt pour l'industrie. Les résultats de SUPERSONIC ont clairement démontré la faisabilité et la rentabilité de la technologie ouvre la voie à une exploitation commerciale. La présentation des résultats par la publication dans plus de 20 revues scientifiques et la participation à près de 30 évènements publics devraient assurer une bonne diffusion du potentiel de ces applications.
Mots‑clés
Supersonique, pulvérisation à froid, réactif, nanopoudres, revêtement, matériaux de substrat, dépôt, surfaces nanostructurées, revêtements nanostructurés, dépôts supersoniques, broyage à boulets à haute énergie, pulvérisation dynamique à gaz froid
