Tenue à l'usure et à la corrosion des revêtements à base de titane déposés sur l’acier inoxydable 316L

Wear and Corrosion Resistance of Titanium Based Coatings Deposited on Cold Spray 316L Stainless Steel

• Auteur / Autrice : Ahlam Belgroune
• Direction : Akram Alhussein, Mourad Zaabat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Optique et Nanotechnologie
• Date : Soutenance le 11/07/2023
• Etablissement(s) : Troyes en cotutelle avec Université Larbi Ben M'hidi (Oum El Bouaghi, Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Systèmes Mécaniques et d'Ingénierie Simultanée / LASMIS
• Jury : Président / Présidente : Abdelouahad Chala
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Akram Alhussein, Mourad Zaabat, Abdelouahad Chala, Nicolas Martin, Linda Aissani, Régis Barillé, Albano Cavaleiro, Faycal Goumeidane
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdelouahad Chala, Nicolas Martin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactéries

Corrosion

Usure (mécanique)

Frottement

Acier inoxydable

Titane

Traitements de surface

Couches minces

Mots clés libres

Couches minces

Traitements de surface

Titane

Acier inoxydable

Frottement

Usure (mécanique)

Corrosion

Bactéries

Thin films

Surface preparation

Titanium

Steel, Stainless

Friction

Mechanical wear

Corrosion

Bacteria

Résumé

Dans ce travail nous avons réalisé un traitement duplex qui s'articule en deux étapes à savoir une première partie sur la réalisation et la caractérisation de l'acier inoxydable 316L élaboré par jet froid puis l’application et la caractérisation des couches minces à base de TiN. TiAlN, TiAlMoN et TiMoONAg ont été déposées par pulvérisation magnétron et les effets de différents paramètres de dépôt sur la microstructure et les propriétés du revêtement ont été évalués.L'objectif de ce travail est de développer une nouvelle génération de revêtements optimisés à base de titane qui peuvent être proposés avec des bonnes propriétés tribo-mécaniques et électrochimique, et de performance antibactérienne améliorée. Les résultats obtenus ont montré un grand potentiel du procédé hybride (jet froid et pulvérisation magnétron) pour améliorer les propriétés d’un produit. L'acier inoxydable 316L pulvérisé à froid puis recouvert d'un film de TiAl (16,09 at.% Mo)N a présenté le meilleur comportement tribo-mécanique et anticorrosion. Il pourrait être qualifié comme un bon revêtement de protection de surface pour différentes applications industrielles.Le revêtement TiOMoN (7,4 at. % Ag) a montré le meilleur comportement antibactérien, ce qui présente un avancé dans la désinfection des surfaces et présente un potentiel dans le domaine biomédical.

In this work a duplex treatment was developed in two steps. The first part was based on the elaboration and characterization of stainless steel 316L performed by cold spray. The second step was devoted to the application and characterization of TiN-based thin films. TiAlN, TiAlMoN and TiMoONAg films were deposited by magnetron sputtering and the effects of different deposition parameters on the microstructure and coating properties were evaluated.The objective of this work was to develop a new generation of optimized titanium-based coatings that can be proposed with improved tribo-mechanical properties, electrochemical behavior and antibacterial performance. The results obtained showed a great potential of hybrid process (Cold spray and Magnetron sputtering) to enhance the product properties. The stainless steel 316L cold-sprayed and then coated with TiAl(16.09 at.% Mo)N film presented the best tribo-mechanical behavior and corrosion resistance. It can be qualified as a good surface protection coating for different industrial applications.The TiOMoN (7.4 at. % Ag) thin film had the best bacterial inactivation, which presents an advancement for surface disinfection showing a great potential in the biomedical field.