Vapor deposition from solid precursors in thermal plasma processes

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Modeling plasma based processes for finely structured zirconia coatings deposition

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Suspension plasma spraying

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Thermally Sprayed Nanoceramic and Nanocomposite Coatings

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What Do We Know, What are the Current Limitations of Suspension Plasma Spraying?

International audienceNano-structured coatings should exhibit better properties than micro-structured coatings because of a high volume fraction of internal interfaces. Since the mid-nineties a large body of works have been devoted to suspension and solution plasma spraying for the deposition of finely and even nanometer-structured coatings. The aim of this paper is to take stock of our present knowledge in the field of suspension plasma spraying that is, at the moment, essentially used for oxide ceramic coatings. It will first tackle the injection of the suspension in the plasma jet and the behavior of nano or sub-micro-meter particles processed in the plasma jet core involving the liquid breakup and vaporization that releases the solid particles from the solvent droplets. It will, then, deal with the plasma torches and liquid feeding systems available to suspension spraying. It will finally discuss the key characteristics of suspensions (solvent, dispersant, and particle morphologies), designing of coating microstructure, and potential industrial applications, with the developments requested to cope with these applications

Emerging processes in plasma spraying in the context of sustainable manufacturing

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Plasma assisted waste to energy processes

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Contribution à la modélisation instationnaire et tridimensionnelle du comportement dynamique de l'arc dans une torche de projection plasma

Ce travail, mené dans le cadre d'une collaboration avec le CEA-DAM du Ripault et le laboratoire Mécanique des Fluides et Transferts Thermiques d'EDF, porte sur la modélisation 3D et instationnaire du comportement de l'arc électrique et de la formation du jet de plasma dans une torche de projection plasma. Après avoir rappelé les différents modes de fonctionnement de ce type de torche : mode stationnaire, mode fluctuant et mode de claquage-réamorçage, nous détaillons la structure de l'arc électrique, et, en particulier, les zones cathodiques et anodiques. Puis, nous résumons les principaux modèles numériques proposés dans la littérature pour simuler le comportement de l'arc dans la tuyère. Cette revue permet de définir les hypothèses les plus couramment formulées pour étudier les arcs électriques : E.T.L., fluide newtonien, écoulement laminaire, incompressible et stationnaire, plasma optiquement mince. Nous présentons ensuite la formulation mathématique du modèle magnéto-hydrodynamique 3D et instationnaire mis en œuvre pour décrire l'interaction entre l'écoulement de gaz et l'arc électrique, ainsi que les principales hypothèses et conditions aux limites que nous avons utilisées. Dans ce modèle, le claquage de l'arc repose sur une valeur limite Ec du champ électrique local alors que le réamorçage est réalisé grâce à une colonne chaude imposée dans la zone de la tuyère où la valeur locale du champ électrique dépasse la valeur de consigne Ec. Les équations du modèle sont résolues à l'aide de la chaîne logicielle ESTET 3.4. Ce modèle prédit bien de façon qualitative le comportement dynamique de l'arc, en particulier en fonction de la nature du gaz plasmagène ; il conduit à des températures et vitesses de gaz en sortie de tuyère présentant un accord raisonnable avec celles déterminées expérimentalement. Par contre, il surestime la tension d'arc et les dimensions de la tacheLIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Key Challenges and Opportunities in Suspension and Solution Plasma Spraying

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Direct current plasma spraying : diagnostics and process simulation

International audienceThis paper presents our current knowledge in direct current (d.c.) plasma spraying with conventional stick-type cathode plasma torches. It deals with the experimental methods and models used to better understand and /or control the characteristics of plasma jet, particles in-flight and at impact. The first part refers to measurements and on-line monitoring or control. The emphasis is on (i) the effect of arc root fluctuations and electrode wear on particle treatment and coating formation; (ii) the drastic importance of the interface between the flattening particles and substrate. The second part examines the models used to predict gas flow field and particle parameter distributions at impact. It presents: (i) steady and 2-D models that allow optimal experimental design with a limited number of experiments as well as education and training; (ii) 3-D and time dependent models that make it possible to take account of the arc root fluctuation at the anode and a stochastic and time-dependent particle injection description