Résumé:
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 caractéristiques 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.
