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Perspectives Régionales : Couches céramiques épaisses dans la Région de Tampere

Les revêtements céramiques sont largement utilisés dans l’industrie finlandaise du papier et de la pâte à papier.

Les revêtements des rouleaux de presse à papier modernes ont de larges surfaces de plusieurs dizaines de mètres carrés. Les recouvrements de cermet à base de carbure de tungstène ou de carbure de chrome sont également utilisés dans beaucoup d’applications de roulements.

En plus des applications sur les rouleaux, les couches céramiques sont utilisées pour augmenter la résistance à l’usure et à la corrosion des autres composés de l’industrie du papier et de la pâte à papier. Les revêtements céramiques utilisés dans ces applications sont principalement à base d’alumine et d’oxyde de chrome, souvent avec quelques autres additifs tels que l’oxyde de titane et la silice. Les cermets à base de carbure de tungstène et de carbure de chrome sont aussi largement utilisés dans de nombreuses applications pour lutter contre l’usure et la corrosion dans les industries du papier et du bois.

D’autres applications de ces revêtements céramiques épais sont les TBC(revêtements de barrières thermiques) pour les turbines à gaz et les moteurs Diesel. Les matériaux couramment utilisés dans ce cas sont à base de zircone.

Les principales sociétés productrices de revêtements par projection thermique sont :

  • TTT Technology Corp. – Toijala
    Cette société possède des systèmes de projection plasma, HVOF, arc et flamme, et produits des revêtements par projection thermique pour différentes applications anti-usure. Les revêtements céramiques obtenus par projection plasma (oxyde de chrome, alumine, alumine-oxyde de titane, oxyde de titane) sont utilisés dans le cas des pompes et des valves.
  • AK-Tehdas Oy – Tampere
    La société possède des systèmes de projection plasma, HVOF, arc et flamme et produit des revêtements métalliques, céramiques et à base de polymères pour les industries du papier et de la pâte à papier.
  • Patria Finnavitec Oy, Engine Maintenance Nokia, Linnavuori
    Cette société possède des systèmes automatiques modernes de projection thermique, plasma et HVOF pour l’entretien des turbines à gaz industrielles et d’aviation

Les couches épaisses de composites céramique-métal peuvent être aussi produites par métallurgie des poudres par pressage isostatique à chaud. Metso Powdermet Oy à Tampere fournit ces matériaux pour des applications telles que la production de courant, l’industrie du papier et de la pâte à papier, la métallurgie et l’exploitation minière, les structures côtières et les industries chimiques et pétrochimiques.

La recherche sur la projection thermique en Finlande est concentrée à l’Université de Technologie de Tampere. Les Laboratoires d’Ingénierie des Surfaces et l’Institut des Sciences des Matériaux sont impliqués dans la recherche et le développement de la projection thermique et des couches projetées thermiquement. Ce Ce Laboratoire possède différentes unités de projection dont le canon à projection plasma, le canon à détonation, le système à projection HVOF et le canon à jet de flamme. En plus de ces appareils de projection, l’Institut possède des équipements de caractérisations structurale, chimique et mécanique de base dont la résistance à l’usure et à la corrosion. Les sujets de recherches incluent tous les aspects du recouvrement depuis le développement des poudres et des paramètres de dépôts jusqu’à l’application des recouvrements en industrie. Les projets les plus récents sur le sujet sont :

  • Couches céramiques épaisses et céramiques monolithiques produites par projection plasma stabilisée par l’eau en collaboration avec l’Institut de Physique de Plasma à Prague, République de Tchéquie.
  • Etude des TBC dans trois différents projets (voir l’article annexé dans ce bulletin) :
    • TBC perfectionnés ;
    • Conception de nouvelles structures de paroi pour les moteurs diesel ;
    • Recouvrement des sections chaudes des turbines à gaz.
  • Nouvelles poudres cermet à base de TiC pour la projection thermique développées en collaboration avec l’Institut Fraunhofer pour les Technologies Céramiques et les Matériaux Frittés (FhG IKTS), Dresden, Allemagne.
  • Poudres et recouvrements Cr3C2-NiCr contenant des phases solides lubrifiantes pour glissements sec à hautes températures.
  • Films polymères et recouvrements composites polymère – céramique.
  • Recouvrements composites fonctionnels.
  • Recouvrements d’oxyde résistants à la corrosion et l’usure.
  • Fermeture de la porosité dans les recouvrements céramiques poreux.

Le Laboratoire d’Application Laser, récemment installé à l’Université Technologique de Tampere, offre de nouvelles possibilités pour étudier la préparation de revêtements cermets et céramiques sur une grande surface par la méthode de dépôt Laser. La laboratoire possède 2 Laser haute puissance complètement automatisés ; unités à longueur d’onde continue 6 kW HPDL et 4 kW Nd-YAG.

Le procédé SHS (Self-Propagating High Temperature Synthesis) pour la production de cermets pour la projection thermique et le dépôt Laser a été étudié au VTT Processes Tampere (anciennement VTT Manufacturing Technology Tampere).

          
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