Etude structurale, mécanique et tribologique de multicouches ZrN/TaN pour des applications biomédicales
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Date
2022
Authors
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Publisher
Université Larbi Ben M'hidi Oum El Bouaghi
Abstract
Dans ce travail, la technique OAD est utilisée pour modéliser la tête fémorale d'une prothèse orthopédique. L'objectif est de mieux comprendre l'influence de l'angle d'incidence sur la morphologie de films de nitrures de métaux de transition déposés par OAD, pour estimer le comportement de ces revêtements sur une prothèse de hanche réelle. La méthodologie employée s'appuie sur une approche à la fois expérimentale (pulvérisation DC magnétron réactive) et numérique (SRIM, SIMTRA et NASCAM).
Les systèmes étudiés sont les métaux de transitions du groupe IV et leurs nitrures (TaN, ZrN) avec les multicouches architecturées, matériaux prometteurs pour des applications biomédicales. Structure cristalline, texture et morphologie de croissance sont étudiées par DRX, imagerie MEB et certaines de leurs propriétés (tribologique, résistance à la corrosion, résistivité électrique et mouillabilité) ont été déterminées. Les résultats expérimentaux et numériques se complètent mutuellement et permettent une meilleure compréhension des nombreux aspects de l'étude.
In this work, the OAD technique is used to model the femoral head of an orthopedic prosthesis. The aim is to better understand the influence of the angle of incidence on the morphology of thin films of transition metal nitrides deposited by OAD, to evaluate the behavior of these coatings on a real femoral head of a hip prosthesis. The methodology used is based on an approach that is both experimental (reactive DC magnetron sputtering) and digital (SRIM, SIMTRA and NASCAM).
The systems studied are transition metals of group IV and their nitrides compounds (TaN, ZrN) with structured multilayers, promising materials for biomedical applications. The crystalline structure, texture and growth morphology are studied by XRD, SEM imaging and some of their properties (tribological, corrosion resistance, electrical resistivity, and wettability) have been determined. The experimental and numerical results complement each other and allow a better understanding of the many aspects of the study.
Description
Keywords
Pulvérisation magnétron DC, Monte Carlo cinétique, Tête fémorale