Étude de la propagation sous critique dans les phosphates de calcium : cas de l’hydroapatite et du phosphate tri-calcique

Abstract

Dans ce travail, des essais de double torsion ont été réalisés pour étudier la propagation lente de fissures dans l’hydroapatite (HAP, Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂), le phosphate tricalcique (TCP, Ca₃( PO₄)₂) et un composite de composite HAP/ß-TCP (70/30) sous forme dense. Les lois de variation de la vitesse, V, en fonction du facteur d’intensité de contrainte K₁, qui sont des lois intrinsèques de propagation de fissure pour chaque céramique, ont été obtenues dans différents environnements et conditions d’élaboration. Les courbes V- K₁ des trois matériaux se composent de trois stades bien distincts, dus aux mécanismes de corrosion sous contrainte par les molécules d’eau. Ces biocéramiques semblent être très sensibles à la propagation sous-critique de fissures, qui peut se produire même pour de facteurs d’intensité de contrainte très faibles. Ceci peut être attribué aux groupes hydroxyles, favorisant l’adsorption de l’eau, à l’origine d’une forte chute de l’énergie de surface. La présence d’un seuil définissant l’intervalle de sécurité d’utilisation a été également observé. Cette étude démontre en outre que les conditions d’élaboration doivent être soigneusement contrôlées, en particulier, la température de frittage, qui a un effet significatif sur les lois V- K₁. un frittage 50°C au-dessus ou au dessous de la température optimale, par exemple, peut décaler les lois de propagation verts de très faible facteurs d’intensité de contrainte. Des essais sont aussi réalisés en vue de révéler l’influence du vieillissement sur les lois V- K₁.