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Abstrait

La dépendance de la composition sur la stabilité de phase et les propriétés mécaniques de la couche mince Ti-Nb-Zr

Munkhbayar Baatarsukh

Énoncé du problème : Les alliages à mémoire de forme sont couramment utilisés pour diverses applications, par exemple l'aérospatiale, l'automobile, la robotique et le biomédical. Les alliages Ti-Ni ont été largement utilisés à ce jour pour des utilisations biomédicales, mais il a été souligné que le Ni pur est un élément toxique et provoque une hypersensibilité au Ni. Les alliages de titane de type β ont attiré l'attention dans le domaine biomédical en raison de leur faible rigidité, de leur bonne résistance à la corrosion et de leur biocompatibilité. Le but de cette étude est d'étudier la dépendance de l'ajout d'éléments Zr sur la stabilité de phase et les propriétés mécaniques des films minces β Ti-Nb-Zr.

Méthode : Les pellicules minces Ti-Nb-(3,6-12,7)Zr ont été préparées par pulvérisation magnétron. Les structures des pellicules minces ont été analysées par EDS et SEM. Les constitutions de phases ont été confirmées par XRD. Les propriétés mécaniques des échantillons de pellicules minces Ti-Nb-Zr ont été étudiées par essai de nanoindentation. La théorie des alliages d'électrons d est une méthode efficace pour concevoir des alliages de titane avec un module de Young contrôlé.
Résultats : La teneur supplémentaire en Zr ne change pas cristallographiquement dans l'alliage ternaire, les phases α et β apparaissent au niveau des alliages. Les structures poreuses ont été observées dans des films minces de Ti-Nb-3,6Zr et Ti-Nb-5,6Zr. Le module de Young a diminué de 94,65 Gpa à 79,78 Gpa dans un alliage ternaire avec une teneur supplémentaire en Zr.

Conclusion : L'ajout de Zr pour stabiliser les phases α et β dans les alliages de titane n'influence pas considérablement la formation de phases α dans l'alliage TiNbZr. En vrac, afin de contrôler la structure poreuse, un support spatial (NH4CO3) est utilisé dans la méthode de frittage. Dans le présent, on s'attendait à une structure poreuse dépendant de la composition. Le résultat du module de Young a confirmé la théorie des électroalliages d pour les alliages ternaires. Cependant, le module de Young des couches minces ternaires (80-95 Gpa) est inférieur à celui des alliages binaires (108-123Gpa).