Céramique Al2O3/GdAl2O3 obtenue par solidification dirigée pour application aube de turbine

Pour les turbomachines de nouvelles générations et pour des températures de fonctionnement plus élevées que 1600°C, une voie concurente aux matériaux métalliques (titane, superalliage à base nickel) consiste à élaborer in-situ des céramiques à base de composition eutectique d'oxydes en utilisant la technique de fusion et de solidification dirigée.

Microstructure d'une céramique Al2O3/GdAl2O3 obtenue par
solidification dirigée à haute température (1800°C)

Une résistance quasi-constante jusqu'à température de fusion
La structure obtenue est constituée d'un entrelacement tridimensionnel de phases sous forme monocristalline et sans joint de grains, c'est à dire sans phase vitreuse et avec des interfaces cohérentes. Il en résulte une résistance mécanique quasi-constante jusqu'à la température de fusion, contrairement au cas des céramiques polycristallines dont la dégradation est croissante.

Remédier à la fragilité intrinsèque des céramiques
De plus, une augmentation de la contrainte à rupture peut être obtenue en réduisant la taille caractéristique des deux réseaux sans pour autant diminuer la résistance au fluage. L'enjeu majeur consiste à trouver des associations de phases qui puissent remédier à la fragilité intrinsèque des céramiques ; c'est le cas notamment des oxydes à structure pérovskite qui présentent de la plasticité à haute température.

Source : www.onera.fr