ELABORATION ET CARACTÉRISATION DES COUCHES DE TiO2 DÉPOSÉES SUR UN ACIER 316L PAR LA METHODE PVDMAGNETRON
Loading...
Date
2016-06
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DES MINES ET DE LA METALLURGIE -ANNABA
Abstract
Dans ce travail, nous nous intéressons à l’élaboration et caractérisation des couches minces de TiO2 déposées sur un acier inoxydable (316L) utilisé comme un biomatériau. D'une part elles assurent des propriétés électrochimiques et mécaniques excellentes. D'autre part les films de TiO2 sont non toxiques, biocompatibles et empêchent la relargage de l'acier inoxydable 316L. Les couches minces ont été obtenues par pulvérisation cathodique magnétron (PCM). L’évolution des propriétés mécaniques, microstructurales, morphologiques et électrochimique des films a été étudiée en fonction des paramètres de dépôt (débit de gaz d'argon(Ar) et oxygène(O2), la fréquence, la puissance et la polarisation appliquée....), pour cela, nous avons utilisé les techniques d’investigation suivantes : Diffraction des rayons X (DRX), Microscope électronique à balayage (MEB), nano indentation, microscopie optique et la mesure électrochimique. Les observations sont discutées en fonction des aractéristiques microstructurales, physicochimiques et mécaniques des dépôts L'analyse quantitative EDX nous confirme la présence de l'oxyde de titane. Ainsi Nous constatons la formation de la phase cristalline du TiO2 sur les substrats d’acier inoxydable. L’analyse par diffraction X des couches minces élaborées à différentes polarisations montre que les couches minces se cristallisent dans la structure anatase. Nous notons que les échantillons sont polycristallins avec une orientation préférentielle (112) et la structure s’améliore en fonction de l’épaisseur et la puissance RF. Nous observons l’apparition d’autres raies de diffraction de TiO2 correspond à la phase anatase et la disparition d’autres pics. Les micrographies MEB montrent que les couches minces sont homogènes et exempts de fissuration. Elles révèlent une nanostructuration de la couche mince et qui est constituée de nano grains cohérents avec des dimensions variées. Les propriétés mécaniques, module d’élasticité et dureté, des divers revêtements sont déterminées à partir d’essais de nanoindentation. Dans des conditions d'élaboration optimales, la dureté de la couche atteint les 20GPa, alors que le module d'élasticité atteint 185.69GPa. Pour les mesures électrochimiques (polarisation potentiodynamique et cyclique), nous avons constaté que le potentiel de corrosion de l'acier revêtu est plus noble que celle de l’acier non revêtu
316L.