CHAPITRE 7 - ÉTUDE DE CAS
29 1
En appliquant des impulsions de 350 à 650 V pendant des durées de 50 à
200 ,us combinées avec u n chauffage à 700-900 OC, on obtient la formation d’une
couche de quelques dizaines de pm. Cette couche est formée de TiN, de Ti,N, de
Ti,AlN et d’une importante couche de diffusion ; elle est très dure (plus de
2 O00 HK ou unités de dureté Knoop).
2.4. Caractérisation et test des traitements
2.4. I. Analyses de surface
Lorsqu’on traite des surfaces dans le cadre d’une telle expérimentation, il est
nécessaire de les caractériser convenablement afin de s’affranchir de tout artefact susceptible de compromettre la reproductibilité ultérieure en conditions
industrielles. Pour caractériser l’implantation ionique, il faut vérifier que les ions
azote ont été effectivement implantés et mesurer leur profil de répartition.
Diverses méthodes ont été mises en œuvre(6) :
le S I M S (voir Chap. 5, Sect. 6.4) avec l’analyse de la surface par pulvérisation
progressive de couches sous l’effet d’un bombardement par des ions argon ;
on peut ainsi déterminer la forme du profil en profondeur d’une couche
implantée ;
le RBS (Rutherford backscattering) qui est une technique nucléaire, nécessitant u n accélérateur de particules, permettant de mesurer l’épaisseur et la
composition des couches.
Par des réactions nucléaires, on peut effectuer des dosages absolus des
concentrations en éléments légers comme l’azote à l’aide de réactions telles
que 14N(d, (x)12C ou 15N(p, a, Y)l2C.
L’implantation ionique est maintenant considérée comme u n procédé industriel, par contre les accélérateurs relèvent généralement des laboratoires de
recherche fondamentale ; l’étalonnage des implanteurs est u n motif supplémentaire, s’il en fallait, de collaborations recherche-industrie.
Les couches déposées par plasma ou par CVD sont caractérisées à l’aide des
méthodes classiques de la métallographie : micrographie, microdureté, rugosité,
mesure des contraintes superficielles.
L a diffraction de rayons X rasants permet de rechercher les composés susceptibles de se former pendant l’implantation ionique (nitrures).
(6) Cornet A. et al., Méthodes d e traitements d e surface des implants chirurgicaux, eualuation critique, geS journées de l’Institut européen des biomatériaux, Nancy, 26-27 sept. 1996
(Romillat Ed.).
29 1
En appliquant des impulsions de 350 à 650 V pendant des durées de 50 à
200 ,us combinées avec u n chauffage à 700-900 OC, on obtient la formation d’une
couche de quelques dizaines de pm. Cette couche est formée de TiN, de Ti,N, de
Ti,AlN et d’une importante couche de diffusion ; elle est très dure (plus de
2 O00 HK ou unités de dureté Knoop).
2.4. Caractérisation et test des traitements
2.4. I. Analyses de surface
Lorsqu’on traite des surfaces dans le cadre d’une telle expérimentation, il est
nécessaire de les caractériser convenablement afin de s’affranchir de tout artefact susceptible de compromettre la reproductibilité ultérieure en conditions
industrielles. Pour caractériser l’implantation ionique, il faut vérifier que les ions
azote ont été effectivement implantés et mesurer leur profil de répartition.
Diverses méthodes ont été mises en œuvre(6) :
le S I M S (voir Chap. 5, Sect. 6.4) avec l’analyse de la surface par pulvérisation
progressive de couches sous l’effet d’un bombardement par des ions argon ;
on peut ainsi déterminer la forme du profil en profondeur d’une couche
implantée ;
le RBS (Rutherford backscattering) qui est une technique nucléaire, nécessitant u n accélérateur de particules, permettant de mesurer l’épaisseur et la
composition des couches.
Par des réactions nucléaires, on peut effectuer des dosages absolus des
concentrations en éléments légers comme l’azote à l’aide de réactions telles
que 14N(d, (x)12C ou 15N(p, a, Y)l2C.
L’implantation ionique est maintenant considérée comme u n procédé industriel, par contre les accélérateurs relèvent généralement des laboratoires de
recherche fondamentale ; l’étalonnage des implanteurs est u n motif supplémentaire, s’il en fallait, de collaborations recherche-industrie.
Les couches déposées par plasma ou par CVD sont caractérisées à l’aide des
méthodes classiques de la métallographie : micrographie, microdureté, rugosité,
mesure des contraintes superficielles.
L a diffraction de rayons X rasants permet de rechercher les composés susceptibles de se former pendant l’implantation ionique (nitrures).
(6) Cornet A. et al., Méthodes d e traitements d e surface des implants chirurgicaux, eualuation critique, geS journées de l’Institut européen des biomatériaux, Nancy, 26-27 sept. 1996
(Romillat Ed.).