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Chapitre 5 : Vieillissement de matériaux

2. Optimisation et caractérisation de revêtement multicouches multifonctionnels

2.3. Premiers résultats obtenus

2.3.1. Tenue à l’oxydation 2.3.1.1. En four résistif

La figure 5.3 montre l’évolution du gain de masse avec le temps lors de l’oxydation à 1373 K de substrat Inconel 625, FeCrAlloy et Kanthal Super ER sous air en four résistif, essais menés au laboratoire PROMES.

Figure 5.3. Evolution du gain de masse avec le temps lors de l’oxydation à 1373 K des substrats Inconel 625, FeCrAlloy et Kanthal Super ER en four résistif.

72 La figure 5.3 montre que le substrat Inconel 625 forme très rapidement une couche épaisse d’oxyde qui se détache au bout de 36 h d’oxydation (perte de masse observée). La figure 5.4 présente les résultats de diffraction de rayons X sur les fragments d’oxyde récupérés. La couche est principalement composée d’oxyde de chrome Cr2O3 rhomboédrique (Indexé d’après la fiche ICDD 38-1479). Les autres oxydes identifiés sont l’oxyde de nickel NiO rhomboédrique (ICDD 71-6723) et des oxydes mixtes Nb0.6Cr0.4O2 tétragonal (ICDD 31-0927) et NiMn2O4 cubique (ICDD 01-1110).

Figure 5.4. Analyse par diffraction de rayons X des fragments de la couche d’oxyde formés à la surface de l’Inconel 625 après 36h d’oxydation sous air à 1373 K.

La cinétique d’oxydation du FeCrAlloy est plus lente que celle de l’Inconel, et aucun décollement de la couche d’oxyde n’est observé. La figure 5.5 présente les résultats de l’analyse par diffraction de rayons X de la surface de l’échantillon après différents temps d’oxydation.

73 Figure 5.5. Analyse par diffraction de rayon X de la surface de l’échantillon de FeCrAlloy, à l’état de

référence (as-received) et après 6, 24, 36 et 48h d’oxydation sous air à 1373 K.

La figure 5.5 montre la croissance à la surface d’un substrat principalement composé de la phase Fe2CrAl cubique (ICDD 54-0387) d’une couche d’oxyde composée d’Al2O3 rhomboédrique (ICDD 75-0782) et de l’oxyde mixte MgAl2O4 cubique (70-6023). La figure 5.6 montre les sections de l’échantillon observé par MEB à 24 et 36h d’oxydation, ainsi que l’analyse par EDS de cette couche d’oxyde au bout de 24h (confirmant la présence des éléments Al, Mg, O présentes dans les phases identifiées par DRX dans la couche d’oxyde, les signaux des éléments chrome et fer peuvent provenir du substrat). D’après les images MEB, la couche d’oxyde est continue à la surface du substrat, son épaisseur (≈ 1µm) est constante, et varie peu entre 24 et 36h d’oxydation, confirmant la faible variation de masse observée sur la figure 5.3.

Enfin, le Kanthal Super ER est a priori le substrat le plus résistant à l’oxydation d’après la faible variation de masse observée sur la figure 5.3. La diffraction de rayon X (figure 5.7) permet d’identifier des traces d’alumine rhomboédrique, également présente dans l’échantillon de référence (l’alumine ayant été utilisée comme additif de frittage lors de l’élaboration des échantillons). Les autres pics correspondent au substrat, ceux des phases Mo-Si-Al hexagonale (ICDD 74-6555) et Mo5Si3 tétragonale (ICDD 76-1578). La spectrométrie Raman permet d’identifier la présence de silice amorphe et d’alumine (dont les pics ont été identifiés grâce à la littérature [50, 51] à la surface des échantillons oxydés (figure 5.8).

74 Figure 5.6. Images MEB des sections de l’échantillon de FeCrAlloy après a) 24h et b) 36h d’oxydation

sous air à 1373 K. c) analyse de la composition de la couche d’oxyde formée au bout de 24h d’oxydation par EDS.

0 2 4 6 8 10 keV 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 cps/eV O Al Mg Fe Fe Fe Cr Cr Cr spectre-FCAM_Ox24h_OxideScale a) b) c)

75 Figure 5.7. Diffractions de rayon X des échantillons de Kanthal Super ER de référence et après 24, 36

et 48 h d’oxydation sous air à 1373 K.

Figure 5.8. Spectres µ-Raman des échantillons de Kanthal Super ER après 24, 36 et 48h d’oxydation sous air à 1373 K.

76 Les substrats nus et avec revêtements AlN ont également été testés au laboratoire SIMaP sur de plus longues durée (pouvant aller jusqu’à 1500 h), et les résultats sont comparés à la bibliographie existante [52-54] sur la figure 5.9. L’oxydation rapide des alliages à base Nickel, comme observée sur la figure 5.3, est confirmé par la littérature, qu’il s’agisse de l’alliage Inconel 625 [54] ou HR230 [53]. La cinétique d’oxydation du FeCralloy n’est pas semi-parabolique, l’exposant n (associé à la relation m/S = k.tn) est inférieur à 0,5. L’interpolation des résultats expérimentaux donne n = 0,3. Naumenko et al. [55] ont expliqué que cet écart est lié à l’évolution de la structure de la couche d’oxyde. Pour des temps d’oxydation inférieurs à 90h, le coefficient d’exposition est proche de 0,5, il diminue ensuite (ralentissant la cinétique d’oxydation) à cause de la croissance des grains de la couche d’oxyde. En effet, la diffusion de l’oxygène au travers de la couche d’oxyde s’effectuant via les joints de grain, la cinétique d’oxydation est donc inversement proportionnelle à la taille des grains.

Pour les échantillons revêtus d’AlN (figure 5.9 b), l’oxydation a lieu en deux étapes. La première étape suit une cinétique linéaire, elle semble correspondre à la consommation du revêtement AlN transformé en alumine, ce qui est confirmé par les observations par sonde ionique focalisée (FIB) présentée sur la figure 5.10. La cinétique d’oxydation rapide est linéaire s’explique par le fait que la couche est poreuse, permettant une diffusion rapide de l’oxygène à travers la couche d’alumine formée. La couche d’AlN déposée sur le FeCralloy est plus épaisse (45µm) que celle déposée sur l’APMT (15 µm), ce qui explique pourquoi elle met plus de temps à être consommée (400 h vs. 100 h). Lors de la seconde étape, nous retrouvons une cinétique d’oxydation en tn avec n = 0,3, ce qui correspond à l’oxydation du substrat, le revêtement ayant été intégralement consommé.

De ces observations, il ressort que les revêtements AlN sont inenvisageables pour travailler à des températures de 1400 K. Toutefois, l’oxydation serait plus lente à des températures de 1100 et 1200 K (figure 5.11), qui reste des points de fonctionnement supérieurs à ceux des matériaux actuellement utilisés pour les récepteurs solaires de centrale à tour.

77 Figure 5.9. a) Comparaison entre les mesures expérimentales de cinétiques d’oxydation réalisées au

laboratoire SIMaP et les données bibliographiques [52-54] b) Comparaison des cinétiques d’oxydation des deux substrats FeCrAlloy et APMT revêtus d’AlN.

Inconel 625 isothermal oxidation at 1423 K [53] AlN/FeCrAl, cyclic oxidation at 1373 K HR230 cyclic oxidation at 1323 K [52]

APMT cyclic oxidation at 1373 K [51]

as-cast FeCrAl, cyclic oxidation at 1373 K

AlN/Al2O3/APMT, cyclic oxidation at 1373 K

Experimental

Literature

a)

78 Figure 5.10. Image FIB de l’échantillon APMT intialement recouvert d’AlN, après 100 h d’oxydation

sous air à 1400 K

Figure 5.11 cinétique d’oxydation de l’AlN et produit principal d’oxydation formé en fonction de la température.

Ces études permettent de suivre l’oxydation des matériaux sur de longues durées. Toutefois, les matériaux des récepteurs solaires sont soumis à des conditions différentes du four résistif : l’échauffement du matériau est localisé sur une face, et les chocs thermiques sont plus importants. Il est donc nécessaire de mener des essais en four solaire pour comparer l’endommagement dans des conditions plus proches de celles de l’application visée.

2.3.1.2. En four solaire (REHPTS)

Comme dit au point 2.2.1, le TZM (alliage à base Molybdène) a été envisagé comme substrat, mais cette solution a rapidement été abandonnée bien que cet alliage présent le coefficient d’expansion thermique le plus proche des revêtements AlN et SiC. En effet, comme le montre la figure 5.12, nous avons observé, dès 1100 K, la formation d’une importante fumée blanche due à la formation de MoO3

gazeux, à cause de la mauvaise étanchéité du revêtement sur le substrat. Si des travaux sont en cours au SIMaP pour améliorer cette étanchéité, ils n’ont pas encore donné lieu à des résultats satisfaisants,

Résine

≈ 20 µm d’alumine

APMT

α-Al2O3

79 nous avons donc préféré nous focaliser sur d’autres solutions avec des alliages ne produisant pas d’oxydes gazeux en cas de défaut d’étanchéité.

Figure 5.12. Image vidéo de l’échantillon de TZM revêtu d’AlN au bout de 45 s d’oxydation (a) et image du réacteur à la fin d’un essai d’oxydation de 10 minutes sous airà une température maximale

de 1100 K (b).

La figure 5.13 compare ainsi les résultats obtenus en four solaire sur l’oxydation de l’Inconel 625, sans revêtement et avec un revêtement de 50µm d’épaisseur d’AlN. L’important gain de masse observée sur l’Inconel nu suit une tendance semi-parabolique, comme rapporté précédemment lors des essais en four (figure 5.3). L’échantillon revêtu perd en revanche de la masse, à cause de l’écaillage du revêtement comme le montre les photos de l’échantillon après chaque cycle sur la figure 5.12. Cet écaillage débute sur les côtés de l’échantillon, avant qu’un décollement important ne soit observé au centre de l’échantillon. Cet écaillage est probablement dû à l’importante différence de coefficient d’expansion thermique, d’après la figure 5.1, il est à 1400 K autour de 17 µm.m-1.K-1 pour l’Inconel 625 contre 6 µm.m-1.K-1 pour l’AlN. A cause de cet écaillage, l’Inconel 625 revêtu ne présente pas de résistance supérieure à celle du matériau nu et ce matériau n’a donc pas été davantage exploré.

80 Figure 5.13. Evolution du gain de masse au cours du temps des échantillons d’Inconel nu et revêtu de

50µm d’AlN oxydé sous air à 1400 K

0 min (référence) 20 min 40 min 60 min

Figure 5.14. Photographies des échantillons (20x20mm2) d’Inconel revêtu de 50µm d’AlN, évolution de la surface à différents temps d’oxydation sous air à 1400 K.

Le FeCrAlloy revêtu de 40 µm d’AlN présente une meilleure résistance aux chocs thermiques, comme le montre la figure 5.15. Le revêtement reste adhérent à la surface, comme le montre la photographie de l’échantillon après essai (figure 5.16 a)). En revanche, le revêtement AlN/SiC s’écaille (figure 5.16 b), ce qui se traduit par une perte en masse observée sur la figure 5.15. L’observation de la surface de l’échantillon FeCrAlloy/AlN au MEB montre la présence d’importantes fissures en surface (figure 5.17). De ce fait, si le revêtement AlN protège le FeCrAlloy de l’oxydation comme le montre une cinétique d’oxydation plus lente pour l’échantillon revêtu d’AlN que pour l’échantillon non revêtu sur la figure 5.15, cette fissuration irréversible sera amenée à nuire à cette protection à terme.

81 Figure 5.15. Evolution du gain de masse au cours du temps des échantillons de FeCrAlloy nu, revêtu

de 40 µm d’AlN et revêtu de 15µm d’AlN + 80µm SiC oxydés sous air à 1400 K

Figure 5.16. Image de l’échantillon de FeCrAlloy revêtu de 40µm d’AlN après 4 cycles d’oxydation (a) et de l’échantillon FeCrAlloy revêtu de 15 µm d’AlN + 80 µm de SiC après 3 cycles (b). Les cycles

d’oxydation sont effectués pendant 20 min. sous air ambiant, à 1400 K.

82

Figure 5.17. Image MEB (en électron secondaire) de la surface de l’échantillon FeCrAlloy + 40 µm d’AlN après 4 cycles d’oxydation sous air à 1400 K aux grandissements x150 (a) et x2000 sur la zone

encadrée (b).

La figure 5.18 montre l’évolution du gain de masse pour les échantillons APMT non revêtus, revêtus avec 40µm d’AlN, et revêtus avec 15 µm d’AlN + 15 µm SiC. Les revêtements semblent protéger le matériau vis-à-vis de l’oxydation, toutefois on note un accroissement de la cinétique d’oxydation lors du 4e cycle qui peut être lié à la fissuration du revêtement.

Figure 5.18. Evolution du gain de masse au cours du temps des échantillons d’APMT nu, préoxydé, revêtu de 40 µm d’AlN et revêtu de 15µm d’AlN + 15µm SiC oxydés sous air à 1400 K.

La figure 5.19 montre que les revêtements restent adhérents à la surface, aucune trace de décollement n’est observée. Toutefois les images MEB (figure 5.20) mettent en évidence la fissuration (certes moins prononcée qu’avec le FeCrAlloy) des deux revêtements. Le fait que les fissures soient plus larges à la surface de l’échantillon revêtu de SiC/AlN peut expliquer que ce matériau s’oxyde plus rapidement que celui qui n’est revêtu que d’AlN.

a)

b

83 Figure 5.19. Image de l’échantillon d’APMT revêtu de 40µm d’AlN (a) et de l’échantillon d’APMT revêtu de 15 µm d’AlN + 80 µm de SiC (b après 4 cycles d’oxydation effectués pendant 20 min. sous

air ambiant, à 1400 K.

Figure 5.20. Image MEB (en électron secondaire) de la surface de l’échantillon APMT + 40 µm d’AlN (a-b) et APMT + 15µm AlN + 15 µm SiC (c-d) après 4 cycles d’oxydation sous air à 1400 K aux

grandissements x150 (a ; c) et x2000 (b ; d) 2.3.1.3. Conclusions et perspectives

Les revêtements peuvent donc limiter l’oxydation du substrat mais ils se fissurent lors des essais menés en four solaire, probablement à cause des contraintes mécaniques dues à la différence de coefficient d’expansion thermique entre substrats et revêtements. De plus, les essais en four résistif ont montré que le revêtement d’AlN serait entièrement consommé au bout de 100 à 400 h de travail à 1400 K sous air. La fin du projet sera donc focalisée sur le développement du revêtement SiC, en travaillant sur l’accommodation entre le subtrat et le revêtement. Le laboratoire SIMaP a réussi récemment à déposer le SiC directement sur un échantillon d’APMT préoxydé, la couche d’alumine formée empêchant la carburation du substrat. Cette solution d’assemblage est à étudier, une couche intermédiaire d’alumine pouvant a priori mieux accommoder les différences de coefficient

a) b)

a) b)

84 d’expansion thermique qu’une couche d’AlN. Le dépôt de SiC sur KSER pré-oxydé a également été réalisé et cet échantillon pouvait tenir au moins 50h sous atmosphère oxydante à 1400 K [25].

2.3.2. Mesures optiques 2.3.2.1. A température ambiante

La figure 5.21. montre les comparaisons des émissivités spectrales hémisphériques à température ambiante des échantillons de FeCrAlloy et de Kanthal APMT, comparant des échantillons de référence non oxydés, des échantillons préoxydés pendant 96h sous air à 1373 K, des échantillons revêtus de 50µm d’AlN et de 15µm d’AlN + 80 µm de SiC.

Figure 5.21. Emissivités spectrales hémisphériques mesurées à température ambiante. a) comparaison FeCrAlloy de référence (polished)/ FeCrAlloy préoxydé b) comparaison FeCrAlloy de référence/FeCrAlloy revêtu AlN/FeCrAlloy revêtu AlN+SiC c) comparaison Kanthal APMT de référence

(polished)/ APMT préoxydé b) comparaison APMT de référence/APMT revêtu AlN/APMT revêtu AlN+SiC.

Comme le montrent les figures 5.21 a) et c), l’oxydation du matériau fait augmenter l’émissivité spectrale des deux substrats dans le spectre solaire ( < 2,5 µm, le trait vertical marque la limite du spectre solaire), mais l’émissivité spectrale monte aussi dans le domaine infrarouge. Les revêtements AlN et AlN/SiC permettent aussi de faire accroître l’émissivité spectrale, celle-ci étant notamment proche de 0,9 dans le domaine du spectre solaire.

La figure 5.22 montre les valeurs calculées à 300 K, d’après les mesures d’émissivité spectrales présentées sur la figure 5.6, de l’absorptivité solaire  et de l’émissivité totale  et du rapport / pour les 4 types d’échantillons, en fonction du substrat FeCrAlloy ou Kanthal APMT. Pour les échantillons de référence, l’absorptivité solaire et l’émissivité totale du Kanthal APMT (0,51 et 0,15) sont plus élevées

a) b)

85 que celles du FeCrAlloy (0,39 et 0,05). Pour le FeCrAlloy nu, le rapport / est donc de 7, alors qu’il est de 3,4 pour le Kanthal APMT. Les différences s’estompent toutefois après plusieurs heures d’oxydation, qui font augmenter les valeurs d’absorptivité et d’émissivité solaire, et chuter le rapport entre les deux. Ainsi l’absorptivité solaire  augmente de 0,39 à 0,72 pour le FeCrAlloy après 96h d’oxydation, de 0,51 à 0,73 pour le Kanthal APMT après 99h d’oxydation. L’émissivité totale  augment aussi, de 0,05 à 0,4 pour le FeCrAlloy, de 0,15 à 0,23 pour le Kanthal AMPT. Le rapport / est donc après oxydation de 1,78 pour le FeCrAlloy, de 3,15 pour le Kanthal APMT. Les revêtements contribuent à améliorer l’absorptivité solaire des matériaux, mais font également s’accroître l’émissivité totale. L’absorptivité solaire  est de 0,87 pour l’échantillon AlN/FeCralloy, de 0,89 pour l’échantillon AlN/APMT. L’émissivité totale  du premier échantillon est de 0,62 contre 0,71 pour le second. Enfin, les rapports / valent respectivement 1,4 et 1,2. Pour les échantillons SiC/AlN/FeCrAlloy et SiC/AlN/APMT, les valeurs calculées sont respectivement 0,92 et 0,91 (), 0,56 et 0,6 (), 1,6 et 1,5 (/). Les matériaux revêtus ont finalement des propriétés optiques assez voisines, leur principal intérêt par rapport aux substrats de référence ou pré-oxydés étant une absorptivité solaire élevé, proche de un. Par contre, l’émissivité totale des matériaux revêtus est également plus élevée que celle des substrats de référence ou pré-oxydés, donc les pertes de chaleur par rayonnement seront aussi plus importantes.

Figure 5.22. Absorptivité solaire  et émissivité totale , ainsi que le rapport / calculées à partir des données de la figure 5.3. a) substrat FeCrAlloy b) Substrat Kanthal APMT.

Les propriétés optiques de l’échantillon APMT revêtu d’AlN après oxydation autour de 1400 K sous air en four solaire (4 cycles de 20 min.) et en four résistif (100 h) ont été récemment mesurées. Les résultats présentés sur la figure 5.23 montrent un effondrement spectaculaire de l’émissivité spectrale dans le domaine du spectre solaire après 100 h d’oxydation (les 4 cycles d’oxydation sur REPHTS ont une influence bien moindre sur cette émissivité). Cela est dû à la consommation du revêtement AlN, oxydé en alumine. Après 100 h d’oxydation en four résistif, l’absorptivité solaire  chute de 0,89 à 0,49, tandis que l’émissivité totale  passe de 0,71 à 0,67. Du coup, le revêtement ne serait plus sélectif avec un rapport / qui chute de 1,2 avant oxydation à 0,7 après 100 h d’oxydation. Ces résultats confirment que le revêtement AlN ne permet pas d’améliorer les propriétés optiques du substrat.

86 Figure 5.23. Emissivités spectrales hémisphériques mesurées à température ambiante sur l’échantillon APMT nu et revêtu de 50µm d’AlN, avant et après oxydation sous air à 1400 K en four

solaire (pendant 4 cycles de 20 min.), à 1373 K en four résistif (100h). 2.3.2.2. A haute température (MEDIASE)

La figure 5.24 montre les mesures d’émissivité effectuées sur les échantillons de Kanthal APMT et de FeCrAlloy nus en fonction de la température. Au-delà de 1200 K, l’émissivité varie à cause de la croissance d’une couche d’oxyde. Les mesures d’émissivité effectuées à l’ambiante après les essais sur MEDIASE sont également différentes à cause de la présence de la couche d’oxyde formée pendant les essais.

Si les mesures sur un échantillon non-oxydé permettent d’accéder aux propriétés thermo-radiatives d’un matériau en début d’utilisation, il est plus intéressant (et pertinent) d’effectuer des mesures sur un matériau ayant déjà subi une importante oxydation, ces mesures donnant des valeurs stables qui ne sont plus affectées par l’avancement de l’oxydation, comme le montre la figure 5.25. Les échantillons de FeCrAlloy et de Kanthal APMT ont été préoxydé en four résistif sous air à 1373 K pendant 96 et 99 h, respectivement. L’émissivité spectrale, élevée dans le domaine visible, diminue progressivement et remonte autour de 10 µm. La valeur du maximum d’émissivité qui apparaît au-delà de cette longueur d’onde augmente légèrement avec la température. Il est à noter que les émissivités spectrales mesurées à température ambiante avant et après les mesures sur MEDIASE sont très proches, montrant que la surface du matériau évolue peu lors de la campagne de mesure en température, bien moins que celle du matériau initialement non oxydé.

87 Figure 5.24. Variations des émissivités normales spectrales mesurées sous air à différentes

températures sur le réacteur MEDIASE et comparaison avec les émissivités spectrales hémisphériques mesurées à l’ambiante avant (noir, continu) et après (noir, pointillés) les mesures

MEDIASE pour les échantillons de FeCrAlloy (a) et de Kanthal APMT (b), initialement non oxydés. a)

88 Figure 5.25. Variations des émissivités normales spectrales mesurées sous air à différentes

températures sur le réacteur MEDIASE et comparaison avec les émissivités spectrales hémisphériques mesurées à l’ambiante avant (noir, continu) et après (noir, pointillés) les mesures MEDIASE pour les échantillons de FeCrAlloy (a) et de Kanthal APMT (b), initialement préoxydés sous

air à 1373 K pendant 96 et 99h, respectivement.

La figure 5.26 présente les mesures d’émissivité spectrale faites sur les échantillons de FeCrAlloy (Fig. 5.26 a) et de Kanthal APMT (Fig. 5.26 b) revêtus d’AlN. La semi-transparence de l’AlN fait que la mesure de la température par pyroflectométrie, nécessaire pour accéder à la valeur de l’émissivité spectrale, n’a pu être effectuée pour tous les essais, d’où un nombre restreint de résultats expérimentaux, en particulier pour le Kanthal APMT. L’émissivité spectrale est notamment proche de 1 sur l’intervalle 8-12 µm. Des chute d’émissivité caractéristique de la présence d’AlN [56] sont observables. Il n’y a pas

a)

89 de changement significatif sur les mesures d’émissivité spectrale effectuée à 300 K avant et après les mesures en température sur l’échantillon de FeCrAlloy revêtu, en revanche des creux caractéristiques de la présence d’alumine [56] sont observés après les mesures effectuées sur l’échantillon de Kanthal APMT revêtu.

Figure 5.26. Variations des émissivités normales spectrales mesurées sous air à différentes températures sur le réacteur MEDIASE et comparaison avec les émissivités spectrales hémisphériques mesurées à l’ambiante avant (noir, continu) et après (noir, pointillés) les mesures

MEDIASE pour les échantillons de FeCrAlloy (a) et de Kanthal APMT (b), revêtus d’AlN a)

90 La figure 5.27 représente les mesures d’émissivité spectrale faite sur les échantillons d’APMT revêtus d’AlN et de SiC. Le creux observé entre 13 et 14 µm est caractéristique du SiC [56].

Figure 5.27. Variations des émissivités normales spectrales mesurées sous air à différentes températures sur le réacteur MEDIASE et comparaison avec les émissivités spectrales hémisphériques mesurées à l’ambiante avant les mesures MEDIASE pour l’échantillon de Kanthal

APMT revêtu d’AlN puis de SiC.

La figure 5.28 montre les valeurs d’émissivité intégrée selon les équations (1) et (2) présentées au chapitre 3, ainsi que l’évolution du rapport entre ces deux valeurs (≈ / ), pour les échantillons FeCrAlloy préoxydés et revêtus d’AlN et pour les échantillons APMT préoxydés, revêtus d’AlN, et revêtus d’AlN/SiC.

Cette dernière figure montre que la nature du substrat influence très peu les propriétés radiatives du matériau, qui dépendent essentiellement de la composition du revêtement (oxyde majoritairement composé d’alumine, AlN ou SiC). Le revêtement AlN n’apporte pas d’intérêt par rapport au substrat oxydé, l’absorptivité solaire n’augmenterait pas alors que l’émissivité totale augmenterait. Le revêtement SiC semble davantage prometteur car il semble permettre d’augmenter significativement l’absorptivité solaire du matériau, et s’il fait aussi s’accroître l’émissivité totale du matériau, le rapport entre les deux valeurs reste supérieur à 1.