Oxydation à hautes températures de matériaux à revêtement SiC - Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Oxydation à hautes températures de matériaux à revêtement SiC

Résumé

La température maximale de travail d'un récepteur solaire (élément clé d'une centrale solaire à tour) est limitée par sa résistance à l'oxydation, aux cycles thermiques et aux contraintes mécaniques. Les alliages à base nickel actuellement utilisés ne peuvent pas chauffer le fluide de transfert (de l'air pressurisé) à des températures supérieures à 1000 K en raison notamment de l'oxydation sévère qui se produit sur les parois du récepteur exposées au flux solaire concentré, affectant l’absorptivité de cette surface. Un revêtement SiC devrait protéger un alliage métallique de l'oxydation à haute température et améliorer sa capacité à absorber le flux solaire incident, à condition que l'accommodation entre le substrat métallique et le revêtement céramique soit optimale pour éviter la fissuration ou l’écaillage du revêtement qui pourrait être provoquée par la dilatation thermique de l'assemblage. Pour réduire les contraintes interfaciales, le SiC a été déposé par dépôt chimique en phase vapeur à haute température sur un alliage de Kanthal APMT (alliage commercial Fe-Cr-Al-Mo de Sandvik AB) pré-oxydé, de sorte qu'une couche d'alumine de 2 µm d'épaisseur puisse fonctionner comme une couche d’accommodation. Les oxydations réalisées dans des fours résistifs et solaires (associées à des caractérisations ex situ : MEB-EDS, DRX et mesures d'émissivité spectrale normale à température ambiante) ont démontré que cette structure multicouche pouvait tenir pendant plusieurs cycles d’oxydation sous air à 1400 K sans changements significatifs concernant l'émissivité spectrale, par contre le revêtement se décolle si l'échantillon est traité à 1600 K (figure 1). La structure multicouche peut donc fonctionner au-delà du point de fonctionnement actuel des récepteurs solaires, néanmoins l'accommodation doit encore être améliorée en cas d'exposition accidentelle à des flux solaires plus importants.

Domaines

Matériaux
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03933486 , version 1 (10-01-2023)

Licence

Domaine public

Identifiants

  • HAL Id : hal-03933486 , version 1

Citer

L Charpentier, F Mercier, D Chen, E Bêche, C Escape, et al.. Oxydation à hautes températures de matériaux à revêtement SiC. Matériaux 2018, Oct 2022, Lille, France. ⟨hal-03933486⟩
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