La modification de surface laser intégrant des phases céramiques est une approche efficace pour améliorer les performances de surface des implants métalliques, permettant la formation de revêtements résistants à la corrosion et renforcés mécaniquement via dépôt laser de métaux (LMD)1. L’alliage de titane TI6Al 4V est largement utilisé dans les implants biomédicaux en raison de sa biocompatibilité, de son rapport résistance/poids élevé et de sa résistance àla corrosion 2,3. Néanmoins, il reste vulnérable à la corrosion et à la tribocorrosion dans des environnements physiologiques agressifs, où l’usure mécanique et la dégradation électrochimique peuvent compromettre la performance de l’implant et déclencher des réactions biologiquesdéfavorables 4,5,6,7. Le LMD améliore les propriétés de surface grâce à la refusion localisée, à la solidification rapide et à l’intégration de phases de renfort, produisant des couches denses et métallurgiques liées avec des microstructures sur mesure. Comparé à des techniques alternatives telles que la nitration laser ou le traitement par faisceau d’électrons, le LMD offre une flexibilité compositionnelle, des coûts d’exploitation plus faibles et une large accessibilité 8,9,10. Ces avantages le rendent particulièrement adapté aux implants manufacturés par additifs (AM), où la résistance à la corrosion est cruciale pour la performance in vivo àlong terme 10.
Le comportement de corrosion et de tribocorrosion des implants AM est influencé par la porosité, la rugosité de surface, les contraintes résiduelles et l’hétérogénéitémicrostructurelle 11. Par conséquent, l’évaluation nécessite des essais électrochimiques sur des électrolytes agressifs (par exemple, NaCl/H₂SO₄), complétés par une caractérisation microstructurelle utilisant le MEB et l’EDS. Les stratégies de post-traitement, incluant le pressage isostatique à chaud, le polissage de surface et la refusion au laser, améliorent encore la résistance à la corrosion en réduisant les défauts et en affinant la topologie de surface.
Les composites renforcésTI 6Al4V contenant Zr, Ti et TiC présentent une meilleure résistance à la corrosion grâce à une combinaison de stabilité passive accrue de la couche et d’un raffinement microstructurel. Le zirconium stabilise l’oxyde mixte passif TiO₂ – ZrO₂, favorisant une re-passivation rapide et une résistance à la polarisation plusélevée 12,13. Les particules de TiC et Ti assurent un renforcement mécanique et agissent comme barrières de diffusion contre les ions corrosifs, tandis que les interfaces bien liées minimisent les microcrevasses pouvant initier une corrosionlocalisée 14. Le tableau des matériaux montre les matériaux utilisés, y compris les réactifs et les instruments.
L’objectif global de cette méthode est d’évaluer la performance de tribocorrosion des composites AMTI 6Al4V renforcés avec des particules céramiques (Zr/TiC et Ti/TiC), en capturant les mécanismes de dommages synergiques qui surviennent sous usure mécanique et exposition électrochimique simultanées. Les essais de tribocorrosion intègrent des mesures d’usure et électrochimiques, fournissant une évaluation en temps réel dans des conditions dynamiques et physiologiquementpertinentes 15,16,17,18,19,20. La méthode est adaptée aux implants biomédicaux porteurs ou aux composants soumis à des contraintes mécaniques et chimiques combinées, simulant des scénarios in vivo dans le pire des cas utilisant des électrolytes contenant du chlorure. Les performances optimales sont obtenues en équilibrant le renforcement mécanique avec la stabilité électrochimique, en soulignant l’importance de l’uniformité microstructurale et de l’intégrité passive du film. Ce protocole fournit un cadre reproductible et pertinent pour l’application afin d’évaluer les composites AMTI 6Al4Vdans des conditions de tribocorrosion, en soutenant la sélection éclairée des matériaux, l’ingénierie des surfaces et la conception des implants.