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Effet de la température de frittage sur le comportement mécanique et tribologique de l’alliage TiNi poreux

Effect of sintering temperature on the mechanical and tribological behavior of porous TiNi alloy

¹ Laboratoire de Métallurgie et Génie des Matériaux (LMGM) Université Badji Mokhtar, Annaba, Algérie
² École Nationale Supérieure des Mines et Métallurgie (ENSMM), Annaba, Algérie
³ Arts et Métiers Paris Tech, MSMP, 8 Boulevard Louis XIV, Lille, France

^* e-mail: latifabiomat@gmail.com

Reçu : 12 Avril 2017
Accepté : 5 Janvier 2018

Résumé

Le frittage en phase solide des poudres élémentaires de titane et de nickel a été utilisé pour élaborer l’alliage TiNi poreux. Dans ce travail, on a étudié l’effet de la température de frittage sur les comportements mécanique, tribologique et électrochimique de cet alliage. L’analyse par la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage (MEB) et l’analyse EDS révèlent la formation de la phase TiNi majoritaire pour tous les échantillons frittés aux différentes températures. L’échantillon fritté à 950 °C présente une dureté élevée, un module d’Young et un taux d’usure plus faibles que celui fritté à 850 °C. Les techniques : polarisation à circuit ouvert, potentiodynamique, et spectroscopie d’impédance électrochimique ont été utilisées pour vérifier l’influence de la température de frittage sur les paramètres électrochimiques de l’alliage dans des conditions physiologiques reproduisant celles rencontrées dans le corps humain (phosphate buffered saline solution). Les résultats des investigations montrent que l’alliage TiNi poreux présente un caractère passif et la cinétique de corrosion dépend dans une large mesure de la porosité ainsi que de la température de frittage.

Abstract

Solid phase sintering of elemental titanium and nickel powders was used to process the porous TiNi alloy. In this work, the effect of the sintering temperature on the mechanical, tribological and electrochemical behavior of this alloy was studied. Analysis by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and EDS analysis reveal the formation of the TiNi phase which is the main one for all the sintered samples at different temperatures. The sintered sample at 950 °C has high hardness, a Young’s modulus and a wearing rate lower than the one sintered at 850 °C. The techniques: open-circuit polarization, potentiodynamics, and electrochemical impedance spectroscopy were used to test the influence of sintering temperature on the electrochemical parameters of the alloy under physiological conditions reproducing those encountered in the human body (the phosphate buffered saline solution). The results of the investigations show that the porous TiNi alloy has a passive character and the kinetics of corrosion depends to a large extent on the porosity as well as the sintering temperature.