Détermination des contraintes résiduelles par piézospectroscopie dans les couches d'alumine à l'interface des barrières thermiques

Résumé
Nous présentons une méthode de mesure de l'intensité des contraintes résiduelles dans les couches d'oxyde d'alumine alpha formées sur un alliage aluminoformeur initialement proposée par Clarke [1]. L'application de ce travail vise à comprendre les mécanismes de vieillissement conduisant à l'endommagement des barrières thermiques. La discussion porte sur l'exploitation des données pour remonter au niveau des contraintes. Pour cela nous avons utilisé un échantillon de superalliage AMl avec une sous-couche NiAl (Zr 500 ppm) déposée par PCT et polie avant le dépôt de la barrière thermique en zircone stabilisée déposée par EB-PVD. Le traitement thermique a consisté en 1809 cycles à 1100 C. Le spectre de fluorescence permet de montrer qu'il existe un gradient de contraintes dans la couche d'oxyde. De plus, l'échantillon présente après traitement thermique un réseau d'ondulations macroscopiques en surface (plusieurs centaines de microns de période). Une mesure suivant une ligne d'acquisition de la fluorescence montre l'établissement de variations des contraintes et de la largeur des raies sur des périodes correspondant aux observations macroscopiques. Nous montrons qu'il est possible d'associer ces variations à des contraintes hors plan.