Etude du couple métal-polymère pour applications orthopédiques. Influence d'un traitement de surface par implantation ionique.

The behavior in friction and wear of two tribological couples, TA6V / UHMWPE and 316L / UHMWPE, is studied for their use as components of the friction parts of articular prostheses. Nitrogen ion implantation treatment is performed on the metal antagonist. Knowledge of the new phases formed and the understanding of the mechanisms of reduction of wear are then sought.With respect to the titanium alloy, the initiation of the wear mechanism of the untreated metal is the consequence of the local breakdown of the passive oxide. The behavior of oxide particles in the control of the internal wear of the parts. The principal phases produced by the implantation of nitrogen ions on TA6V are: the solid solution of Ti alpha enriched in nitrogen, the cubic oxynitride Ti (Nx, Oy), the nitride TiNx and the oxide TiOx. The solid solution appears to be the optimal structure for the friction of TA6V against UHMWPE, in a configuration approaching that of the hip.In the case of stainless steel, the mechanism of degradation of the metal surface is close to that of crevice corrosion, activated by friction. The implantation of nitrogen ions on 316L leads, depending on the implantation parameters, the formation of numerous compounds: chromium nitrides, iron nitrides, nickel nitrides and iron oxides. Martensitic transformations are also noted. A reduction in friction-corrosion wear is then measured.Le comportement en frottement et usure de deux couples tribologiques, TA6V/UHMWPE et 316L/UHMWPE,est étudié en vue de leur utilisation comme composants des parties frottantes de prothèses articulaires. Un traitement par implantation d'ions azote est effectuée sur l'antagoniste métallique. La connaissance des nouvelles phases formées et la compréhension des mécanismes de réduction de l'usure sont alors recherchées.En ce qui concerne l'alliage de titane, l'amorçage du mécanisme d'usure du métal non traité est la conséquence de la rupture locale de l'oxyde passif. Le comportement des particules d'oxydes dans le contrôle de l'usure intérieure des pièces. Les principales phases produites par l'implantation d'ions azote sur le TA6V sont : la solution solide de Ti alpha enrichie en azote, l'oxy-nitrure cubique Ti (Nx ,Oy), le nitrureTiNx et l'oxyde TiOx. La solution solide semble être la structure optimale pour le frottement du TA6V contre le UHMWPE, dans une configuration s'approchant de celle de la hanche.Dans le cas de l'acier inoxydable, le mécanisme de dégradation de la surface métallique est proche de celui de la corrosion par crevasse,activé par le frottement. L'implantation d'ions azote sur le 316L entraîne, suivant les paramètres de l'implantation, la formation de nombreux composés : nitrures de chrome, nitrures de fer, nitrures de nickel et oxydes de fer. Des transformations martensitiques sont aussi relevées. Une réduction de l'usure par frottement-corrosion est alors mesurée