Joint céramique haute température
Joint céramique haute température obtenu par projection thermique

Afin de réaliser une étanchéité efficace entre deux couches composant une pile à combustible solide de type SOFC, un joint composite solide à matrice céramique chargé de particules de fondant céramique ou verre est mis en œuvre par projection plasma sur l’une ou les deux faces à assembler .

Le joint est solide, non déformable et adhère à son support à température ambiante. Il se forme et acquiert ses propriétés lors de la mise en service en température du système grâce à un mécanisme de migration de la phase fondante par capillarité dans le volume de la matrice céramique préférentiellement vers l’interface à assembler.

La figure  présente le mécanisme de conditionnement du joint.

Brut de projection thermique, le matériau se compose d’une matrice céramique microfissurée dans les trois directions, typique d’un dépôt plasma, incluant les particules de fondant disséminées de manière homogène dans le matériau. À la mise en service, lors de la phase de montée en température, la phase fondante passe d’un état solide à un état visqueux, voire liquide selon sa nature. À ce stade, le fondant migre par capillarité à travers le réseau de microfissures vers la surface du joint et colmate l’espace libre à l’interface joint/matériau. À mesure que le fondant diffuse dans la matrice, les particules initiales de fondant se vident, créant de nouvelles porosités fermées. Si la quantité de fondant introduite initialement dans la matrice est suffisante, on obtiendra un matériau présentant un taux de porosité ouverte nul et dont le réseau de microfissures initial sera intégralement colmaté par le fondant. Les surfaces libres du matériau seront alors revêtues d’une couche de fondant qui assurera une étanchéité avec la pièce mise en regard.