Etude metallurgique d'alliages de titane pour applications biomedicales

• Auteur / Autrice : FABIEN GUILLEMOT
• Direction : Jean Debuigne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Rennes, INSA

Résumé

Ce travail porte sur une nouvelle famille d'alliages de titane dans l'objectif d'applications biomedicales. Ces alliages sont bases sur le systeme ternaire ti-mo-ta, la tantale ameliorant la resistance a la corrosion et le molybdene les proprietes mecaniques (abaissement de e). La principale faiblesse des protheses base titane demeurant la resistance a l'usure, l'effet de l'oxygene comme facteur durcissant a ete pressenti. Dans le but de maitriser la mise en equilibre des alliages, nous proposons une etude de la diffusion dans la solution solide ti-mo-ta (mo-ta et ti-mo-ta). La diffusion mo-ta procede d'un mecanisme lacunaire et conduit a des coefficients de diffusion, determines par la methode de den broeder entre 1500 et 1900\c, compris entre 10 1 1 et 10 1 3 cm 2/s. L'etude de la diffusion ternaire ti-mo-ta, a l'aide de la methode de boltzmann-matano generalisee, a permis de mettre en evidence l'analogie des mobilites du ta et du mo dans le ti. Cette derniere caracteristique permet de proposer une nouvelle methode de resolution des problemes de diffusion ternaire. Celle-ci, en considerant un pseudoelement x de composition mo m-ta n, conduit a la determination des parametres de diffusion a differentes compositions x ainsi qu'a differentes temperatures (1200-1600\c). Au regard des etudes precedentes, l'alliage tmt (ti-5mo-5ta) a ete caracterise du point de vue microstructural et a servi de cible pour l'application de l'oxydation thermique comme methode de durcissement, cette derniere etant etudiee sous l'aspect cinetique (atg) et microstructural (drx, textures, hv). Les cinetiques sont fortement influencees par les elements d'addition qui stabilisent la phase et ralentissent la dissolution de l'oxygene en phase en raison