Caractérisation nano-mécanique et tribologique des revêtements TiO2 et TiN déposés sur acier inoxydable 316L pour applications biomédicales

2021 ◽  
Vol 109 (1) ◽  
pp. 104
Author(s):  
Chokri Ben Aissa ◽  
Kaouther Khlifi

Dans ce travail, nous avons développé des couches nanométriques biocompatibles à base de titane (TiN et TiO2) sur acier inoxydable 316L, par CAE-PVD (Cathodic Arc Evaporation), qui est un procédé efficace pour la synthèse de revêtements de haute qualité. Nous avons axé notre étude sur une caractérisation mécanique et tribologique des revêtements par des tests d’indentation et des rayures. Les résultats obtenus montrent une morphologie dense et uniforme couplée à des propriétés mécaniques et interfaciales importantes. Les revêtements TiN et TiO2 ont montré une dureté comprise entre 5,9 GPa et 8,23 GPa. La mesure de l’adhérence par des tests de rayure a montré que les deux revêtements ont une qualité d’adhérence légèrement différente. Les couches développées en TiN et TiO2 ont montré des charges de cohésion critiques comprises entre 1,8 N et 3,3 N avec une charge d’adhérence critique de 13,1 N. Les propriétés tribologiques ont été étudiées, en utilisant un test de Scratch multi-passes à charge constante, ce qui a permis de déterminer le coefficient de frottement et le taux d’usure énergétique. Les coefficients de frottement des deux couches étudiées sont du même ordre de grandeur (0,1), mais on peut dire que la résistance au frottement varie d’une couche à l’autre. L’énergie spécifique d’usure était comprise entre 3,09 × 10−5 J/μm3 et 8,36 × 10−5 J/μm3, et elle n’a pas changé après immersion de la couche de TiN pendant 48 h dans une solution de NaCl à 3 %. Le film mince de TiN, connu pour sa biocompatibilité et ses performances biologiques, a montré des propriétés mécaniques et tribologiques qui lui permettent d’être utilisé dans les implants de hanche et de genou.

2008 ◽  
Vol 2008 (27) ◽  
pp. 245-252 ◽  
Author(s):  
M. Dopita ◽  
Ch. Wüstefeld ◽  
V. Klemm ◽  
G. Schreiber ◽  
D. Heger ◽  
...  

2011 ◽  
Vol 205 (21-22) ◽  
pp. 5116-5123 ◽  
Author(s):  
David Rafaja ◽  
Conrad Polzer ◽  
Gerhard Schreiber ◽  
Peter Polcik ◽  
Martin Kathrein

1999 ◽  
Vol 308-311 ◽  
pp. 283-289 ◽  
Author(s):  
A.M. Peters ◽  
John J. Moore ◽  
Ivar Reimanis ◽  
Brajendra Mishra ◽  
Roland Weiss

2005 ◽  
Vol 46 (6) ◽  
pp. 1417-1424 ◽  
Author(s):  
Cheng-Hsun Hsu ◽  
Jung-Kai Lu ◽  
Kuei-Liang Lai ◽  
Ming-Li Chen

2016 ◽  
Vol 2016 ◽  
pp. 1-7 ◽  
Author(s):  
Lorenzo Montesano ◽  
Annalisa Pola ◽  
Marcello Gelfi ◽  
Giovina Marina La Vecchia

A microblasting treatment carried out on CrN coated samples was studied to investigate the induced effect on corrosion and wear resistance. CrN coating was deposited through Cathodic Arc Evaporation technique on quenched and tempered steel. The properties of the coating were studied by hardness measurements, scratch, potentiodynamic, and pin-on-disk tests. The results show that microblasting reduces the corrosion resistance while improving the wear behavior.


1997 ◽  
Vol 90 (1-2) ◽  
pp. 178-183 ◽  
Author(s):  
F. Richter ◽  
G. Krannich ◽  
J. Hahn ◽  
R. Pintaske ◽  
M. Friedrich ◽  
...  

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