Brevet FR2907797A1 — publié le 20080502

Dispositif de nitruration par implantation ionique d'une pièce en alliage à mémoire de forme nickel titane et procédé mettant en oeuvre un tel dispositif. Domaine de l'invention L'invention a pour objet un dispositif de nitruration par implantation ionique d'une pièce en en alliage à mémoire de forme nickel titane à partir d'un faisceau d'ions d'azote émis par une source d'ions. L'invention a également pour objet un procédé de nitruration d'une pièce en alliage à mémoire de forme nickel titane mettant en oeuvre un tel dispositif. L'invention trouve des applications par exemple dans le domaine orthopédique où les pièces constituées d'un alliage à mémoire de forme nickel titane, présentent l'inconvénient de se corroder et libérer dans l'organisme du nickel. L'invention perrnet de durcir superficiellement la pièce et d'augmenter fortement la résistance à la corrosion. Etat de la technique Les alliages à mémoire de forme nickel titane constituent des alliages prometteurs dans le domaine de l'orthopédie. Ils ont pour particularité de revenir à leur forme d'origine après déformation ou bien encore de prendre deux formes distinctes selon la température. Les alliages à mémoire de forme nickel titane sont constitués d'un mélange équi-atomique de nickel et de titane. Le nickel est nocif pour les cellules osseuses en culture, mais moins que d'autres matériaux tels que le cobalt ou le vanadium, utilisés fréquemment dans des alliages implantaires La toxicité in vitro d'ions métalliques a été établie dans l'ordre décroissant qui suit : cobalt > vanadium > nickel > chrome > titane > fer. Des tests de cytotoxicité ont également montré le potentiel carcinogène du cobalt, du nickel et du chrome. 2907797 2 Une fois implanté, l'alliage à mémoire de forme nickel titane se corrode et libère dans l'organisme du nickel. Compte tenu de ce qui vient d'être dit sur le nickel, le phénomène de corrosion réduit la biocompatibilité. 5 On pourrait essayer de traiter les pièces en alliage à mémoire de forme nickel titane par des procédés de dépôt que l'on désigne sous le nom de dépôt chimique en phase vapeur ou bien encore de dépôt phase vapeur. Ces dépôts permettent de revêtir la surface du métal d'une couche 10 protectrice épaisse de 1 à 2 micromètres. Lorsqu'une déformation de l'alliage se produit la couche protectrice peut s'écailler en raison du gradient de contrainte extrêmement fort existant entre la couche et le substrat. A partir du moment ou le métal a perdu sa couche protectrice, des ions présents dans l'organisme, comme le chlorure, peuvent corroder la surface, de sorte que la 15 pièce risque de libérer à nouveau du nickel. L'implantation d'ions mono chargés par immersion plasmas a été appliquée sur des pièces. Ses faiblesses sont liées à la faiblesse de la profondeur d'implantation due à la production d'un seul état de charge N+. 20 Exposé de l'invention L'invention a pour but de remédier aux inconvénients et problèmes des techniques exposées précédemment. 25 Il est notamment visé par la présente invention de proposer un dispositif d'implantation ionique, notamment d'ions azote, dans une pièce en alliage à mémoire de forme nickel titane pour améliorer la dureté superficielle de cette dernière et réduire les problèmes de corrosion. II est visé par la présente invention d'effectuer le traitement sur une 30 épaisseur suffisante pour être efficace sur une durée dépassant celle de la vie du patient. 2907797 3 Il est encore visé par la présente invention de proposer un tel dispositif qui permette un traitement en profondeur de l'alliage à mémoire de forme nickel titane, typiquement sur une épaisseur de l'ordre de 0 à 1 pm, et dont la mise en oeuvre ne provoque pas une altération des caractéristiques 5 mécaniques de la pièce à traiter. Il est également visé par la présente invention de proposer un tel dispositif qui ne nécessite pas des temps de traitement qui soient longs. II est enfin visé par la présente invention de proposer un tel dispositif qui soit peu coûteux pour permettre son utilisation dans un cadre industriel, 10 son coût ne devant pas être rédhibitoire par rapport aux coûts d'autres procédés de traitement. La démarche inventive de la présente invention a consisté à proposer de réaliser à basse température, le traitement d'une pièce en alliage à 15 mémoire de forme nickel titane par implantation simultanée d'ions multiénergies. Ces derniers sont obtenus en extrayant avec une même et unique tension d'extraction des ions mono- et multi-chargés créés dans la chambre à plasma d'une source d'ions à résonance cyclotronique électronique (source RCE). Chaque ion produit par ladite source présente une énergie qui est 20 proportionnelle à son état de charge. Il en découle que les ions dont l'état de charge est le plus élevé, donc d'énergie la plus élevée, s'implantent dans la pièce en alliage à mémoire de forme nickel titane à des profondeurs plus importantes. On notera à ce stade de la description que cette implantation est 25 rapide et peu coûteuse puisqu'elle ne nécessite pas une tension d'extraction élevée de la source d'ions. En effet, pour augmenter l'énergie d'implantation d'un ion, il est économiquement préférable d'augmenter son état de charge plutôt que d'augmenter sa tension d'extraction. On notera également que ce dispositif permet de traiter une pièce 30 sans altérer ses propriétés mécaniques. 2907797 4 Le dispositif d'implantation d'ions dans une pièce en alliage à mémoire de forme nickel titane comporte une source délivrant des ions accélérés par une tension d'extraction et des premiers moyens de réglage d'un faisceau initial d'ions émis par ladite source en un faisceau d'implantation. 5 Selon la présente invention, un tel dispositif est principalement reconnaissable en ce que ladite source est une source à résonance cyclotronique électronique produisant des ions multi-énergies qui sont implantés dans la pièce à une température inférieure à celle du recuit, l'implantation des ions du faisceau d'implantation étant effectuée 10 simultanément à une profondeur contrôlée par la tension d'extraction de la source. Plus particulièrement, le procédé de l'invention propose d'utiliser des ions d'azote multi-énergies produits par la source d'ions RCE à l'intérieur de laquelle de l'azote a été préalablement introduit et d'implanter les ions 15 produits simultanément dans la pièce en alliage à mémoire de forme nickel titane, ce qui engendre des ions d'azote en interstitiel dans la structure du titane, des microcristaux pouvant être selon la concentration du Ti2N ou du TiN induisant à leur tour une augmentation de la dureté. L'implantation simultanée de ces ions d'azote peut se faire à des profondeurs variables, en 20 fonction des besoins et de la forme de la pièce. Ces profondeurs dépendent des énergies d'implantation des ions du faisceau d'implantation; elles peuvent varier de 0 à environ 1 pm. Compte tenu d'un effet de pulvérisation différent selon l'énergie donc l'état de charge de l'ion incident, on n'obtient pas le même profil de 25 concentration d'ions implantés selon, par exemple, que l'on implante simultanément N+, N2+, N3+, ou que l'on implante successivement par état de charge d'ordre croissant N+, N2+, puis N3+, ou encore que l'on implante successivement par état de charge d'ordre décroissant N3+, N2+, puis N+. L'implantation successive par état de charge d'ordre croissant donne un 30 profil d'épaisseur large mais de faible concentration. L'implantation successive par état de charge d'ordre décroissant donne un profil 2907797 5 d'épaisseur étroite mais de forte concentration. L'implantation simultanée est un compromis entre les deux types d'implantation précédents, on obtient un profil d'épaisseur moyenne et de concentration moyenne. II est coûteux en terme de temps d'implanter des ions successivement par ordre croissant et 5 décroissant. Le procédé de l'invention préconise l'implantation simultanée d'ions multi-énergies avec un faisceau multi-énergies et est de ce fait à la fois avantageux techniquement et optimal sur le plan du compromis physique obtenu (profil de concentration équilibré). L'intérêt consiste à obtenir un profil de concentration comportant un plateau de large épaisseur, dont on puisse 10 contrôler la hauteur. Cette hauteur de plateau devra se situer en dessous d'une concentration critique fixée par le type de nitrure que l'on cherche à favoriser : Ti2N ou TiN. L'augmentation de la dureté de l'alliage à mémoire de forme nickel titane est liée à la concentration en ions d'azote implantés. 15 Le procédé de l'invention présente un avantage très intéressant par rapport à l'implantation effectuée avec un faisceau d'ions d'azote mono-énergie. Pour une même concentration d'ions implantés, on favorise avec un faisceau d'ions d'azote multi-énergies l'apparition de nanoprécipités de nitrure de titane. L'implantation simultanée d'ions multi-énergies engendre 20 par collisions et cascades un brassage plus efficace des différentes couches de nitrure de titane (qui s'étagent à différentes profondeurs d'implantation dans l'épaisseur traitée). L'efficacité des processus de fragmentation et de dispersion des microcristaux dont sont constituées les couches implantées est à l'origine d'un accroissement supplémentaire de dureté obtenu par 25 implantation avec un faisceau d'ions d'azote multi-énergies. Contrairement aux procédés par dépôt, la couche implantée a un profil de concentration progressif : elle ne s'écaille jamais au rythme des déformations de la pièce. On réduit ainsi fortement les risques de libération de nickel. 30 Dans une application à des pièces en alliage à mémoire de forme nickel titane, le procédé de l'invention permet d'obtenir une dureté 2907797 6 superficielle proche de celle de l'acier, tout en conservant les propriétés mécaniques de masse d'origine. Le dispositif de la présente invention comporte en outre avantageusement des deuxièmes moyens de réglage de la position relative 5 de la pièce et de la source d'ions. On comprendra qu'un déplacement relatif entre la source d'ions et la pièce est mis en oeuvre pour pouvoir traiter cette dernière. Selon une forme préférée de réalisation du dispositif de la présente invention dans laquelle la pièce est mobile par rapport à la source, les 10 deuxièmes moyens de réglage comportent avantageusement un porte-pièce qui est mobile pour déplacer la pièce au cours de son traitement. Dans une autre forme non préférée de réalisation du dispositif, c'est la source d'ions qui est déplacée par rapport à la pièce à traiter; cette dernière forme de réalisation pouvant être mise en oeuvre lorsque les pièces à traiter 15 représentent ensemble un poids trop important. Le porte-pièce est de préférence équipé de moyens de refroidissement pour évacuer la chaleur produite dans la pièce lors de l'implantation des ions multi-énergies. Les premiers moyens de réglage du faisceau d'ions comportent 20 accessoirement un spectromètre de masse pour trier les ions produits par la source en fonction de leur charge et de leur masse. De préférence, les premiers moyens de réglage du faisceau initial d'ions comportent en outre des moyens optiques de focalisation, un profiteur, un transformateur d'intensité et un obturateur. 25 Le dispositif est avantageusement confiné dans une enceinte équipée d'une pompe à vide. Les deuxièmes moyens de réglage de la position relative de la pièce et de la source d'ions comportent avantageusement des moyens de calcul de cette position à partir d'informations relatives à la nature du faisceau d'ions, à 30 la géométrie de la pièce, à la vitesse de déplacement du porte-pièce par rapport à la source et au nombre de passes précédemment réalisées. 2907797 7 Selon une première variante du procédé de traitement d'alliages à mémoire de forme nickel titane par implantation ionique mettant en oeuvre un dispositif selon la présente invention, ce procédé est principalement reconnaissable en ce que le faisceau d'ions multi-énergies se déplace de 5 façon relative par rapport à la pièce à une vitesse constante. Selon une deuxième variante du procédé de traitement d'alliages à mémoire de forme nickel titane par implantation ionique mettant en oeuvre un dispositif selon la présente invention, ce procédé est principalement reconnaissable en ce que le faisceau d'ions multi-énergies se déplace de 10 façon relative par rapport à la pièce à une vitesse variable tenant compte de l'angle d'incidence du faisceau d'ions multi-énergies par rapport à la surface de la pièce. Que ce soit la pièce à traiter ou la source d'ions qui est déplacée, la vitesse de déplacement relative entre ces deux éléments peut être constante 15 ou variable en fonction de l'angle d'incidence du faisceau par rapport à la surface, au moins pendant le traitement. La vitesse dépend du débit du faisceau, du profil de concentration des ions implantés et du nombre de passes. La vitesse peut varier en fonction de l'angle d'incidence du faisceau par rapport à la surface, pour compenser la faiblesse de la profondeur 20 d'implantation par une augmentation du nombre d'ions implantés. Le faisceau d'ions multi-énergies est émis avec un débit et des énergies d'émission qui sont constants et commandés par la source d'ions. Comme expliqué précédemment, le procédé de l'invention permet d'agir sur les profondeurs de pénétration des ions multi-énergies dans la pièce. Ces 25 profondeurs de pénétration, qui s'étagent dans l'épaisseur traitée, varient en fonction des différentes énergies d'entrée des ions au niveau de la surface de la pièce. L'implantation des ions d'azote dans la structure cristalline de la pièce à traiter a pour effet d'insérer des ions d'azote en interstitiel et de créer des 30 microcristaux de nitrure de titane extrêmement durs. Cela entraîne le blocage des plans de glissement des dislocations qui sont à l'origine des 2907797 8 déformations. En d'autres termes, le fait d'implanter des ions d'azote dans la pièce à traiter permet d'augmenter la dureté superficielle de la pièce et de la rendre ainsi très résistante à l'usure. Le procédé de l'invention permet, par le phénomène de pulvérisation 5 superficielle induit par le passage des ions incidents, de gommer les micro-rugosités de la pièce. On diminue ainsi la surface de contact entre l'implant et l'organisme et on diminue en même temps les possibilités de production de débris d'usure provenant des microrugosités. Le procédé de l'invention permet de ralentir considérablement la 10 corrosion de l'alliage à mémoire de forme nickel titane, en implantant sous la surface une barrière d'atomes d'azote, réputés pour leur inertie chimique, leur biocompatibilité ou encore la barrière anti-diffusion atomique qu'ils constituent en s'interposant entre le métal et l'organisme. II résulte de ces dispositions que le procédé de l'invention permet de 15 traiter efficacement des pièces en alliage à mémoire de forme nickel titane, sans pour autant augmenter ni la durée du traitement et ni les risques d'échauffement de la pièce. Brève description des dessins 20 La figure 1 représente un diagramme fonctionnel du dispositif de l'invention. La figure 2 représente des exemples de distribution d'implantation, dans un alliage équi-atomique nickel titane, par une source à résonance cyclotronique électronique produisant des ions N+, N2+, N3+, N4+, N5+ avec 25 une même tension d'extraction de 200 KV. La figure 3 représente le profil d'implantation obtenu avec un faisceau de N+(1,5mA), N2+(1,5mA), N3+(1,5mA), N4+(1,5mA), N5+(1,5mA), une tension d'extraction de 200 KV, concentré sur une surface de 1 cm2 pendant 30 secondes. Ce profil représente en ordonnée la concentration atomique 30 N/(Ti+Ni) (%) d'ions azote implantés en fonction de la profondeur d'implantation exprimée en Angstrêm. 2907797 9 La figure 4 représente le profil d'implantation optimal, du même type que le profil précédent, qui est obtenu avec un faisceau de N+(0,5mA), N2+(1mA), N3+(1,5mA), N4+(2mA), N5+(2,5mA), une tension d'extraction de 200 KV, concentré sur une surface de 1 cm2 pendant 30 secondes. 5 Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Sur la figure 1, un dispositif selon la présente invention est placé dans une enceinte 3 mise sous vide grâce à une pompe à vide 2. Ce vide a pour but d'empêcher l'interception du faisceau par des gaz résiduels et d'éviter la 10 contamination de la surface de la pièce par ces mêmes gaz lors de l'implantation. Ce dispositif comporte une source d'ions 6 à résonance cyclotronique électronique, dite source RCE. Cette source RCE 6 délivre un faisceau initial f1' d'ions multi-énergies d'azote pour un courant total d'environ 7,5 mA 15 (toutes charges confondues N+, N2+, etc.), sous une tension d'extraction pouvant varier de 20 KV à 200 KV. La source RCE 6 émet le faisceau d'ions f1' en direction de premiers moyens de réglage 7-11 qui assurent la focalisation et le réglage du faisceau initial f1' émis par la source RCE 6 en un faisceau f1 d'implantation d'ions qui vient frapper une pièce à traiter 5. 20 Ces premiers moyens de réglage 7-11 comportent, de la source RCE 6 vers la pièce 5, les éléments suivants : - un spectromètre de masse 7 apte à filtrer les ions en fonction de leur charge et de leur masse. Cet élément est facultatif ; en effet, dans le cas ou l'on injecte un gaz d'azote pur (N2), il est possible de récupérer l'ensemble 25 des ions d'azote mono et multi-chargés produits par la source pour obtenir un faisceau d'ions d'azote mufti-énergies. Le spectromètre de masse étant un élément très cher on réduit fortement le coût du dispositif en utilisant un faisceau d'ions d'azote multi-énergies obtenus à partir d'un gaz d'azote pur livré en bouteille. 30 - des lentilles 8 dont le rôle est de donner au faisceau initial f1' d'ions une forme choisie, par exemple cylindrique, avec un rayon choisi. 2907797 10 - un profileur 9 dont le rôle est d'analyser l'intensité du faisceau dans un plan de coupe perpendiculaire. Cet instrument d'analyse devient facultatif dès lors que les lentilles 8 sont réglées définitivement lors de la première implantation. 5 - un transformateur d'intensité 10 qui mesure en continu l'intensité du faisceau initial f1' sans l'intercepter. Cet instrument a pour fonction essentielle de détecter toute interruption du faisceau initial f1' et de permettre l'enregistrement des variations d'intensité du faisceau f1 durant le traitement. - un obturateur 11 qui peut être une cage de Faraday, dont le rôle est 10 d'interrompre la trajectoire des ions à certains moments, par exemple lors d'un déplacement sans traitement de la pièce. Selon la forme préférée de réalisation du dispositif représentée sur la figure 1, la pièce 5 est mobile par rapport à la source RCE 6. La pièce 5 est montée sur un porte-pièce mobile 12 clont le déplacement est commandé par 15 une machine à commande numérique 4, elle-même pilotée par un post-processeur calculé par un système de CFAO (conception et fabrication assistées par ordinateur) 1. Le déplacement de la pièce 5 prend en compte le rayon du faisceau f1, les contours externes et internes des zones à traiter de la pièce 5, une 20 vitesse de déplacement constante, ou variable en fonction de l'angle du faisceau f1 par rapport à la surface et un nombre de passes précédemment réalisées. Des informations de contrôle (inf1) sont transmises de la source RCE 6 vers la machine à commande numérique 4. Ces informations de contrôle 25 concernent l'état du faisceau. En particulier, la source RCE 6 informe la machine 4 lorsque le faisceau f1 d'ions est prêt à être envoyé. D'autres informations de contrôle (inf2) sont transmises par la machine 4 à l'obturateur 11, à la source RCE 6 et, éventuellement, à une ou plusieurs machines extérieures au dispositif. Ces informations de contrôle peuvent être 30 les valeurs du rayon du faisceau d'ions, son débit et toutes autres valeurs connues de la machine 4. 2907797 11 Par ailleurs, le porte-pièce 12 est équipé d'un circuit de refroidissement 13 pour évacuer la chaleur produite dans la pièce 5 lors de l'implantation des ions multi-énergies. Le fonctionnement du dispositif de l'invention est le suivant : 5 - on bride la pièce à traiter 5 sur le porte-pièce 12, - on ferme l'enceinte 3 abritant le dispositif, - on met éventuellement en marche le circuit de refroidissement 13 du porte-pièce 12, - on met en marche la pompe à vide 2 de manière à obtenir un vide 10 poussé dans l'enceinte 3, - dès que les conditions de vide sont atteintes, on procède à la production et au réglage du faisceau f1' d'ions grâce aux moyens de réglage 7-11, - lorsque le faisceau est réglé, on lève l'obturateur 11 et on lance la 15 machine à commande numérique 4 qui exécute alors le déplacement en position et en vitesse de la pièce 5 devant le faisceau en une ou plusieurs passes, -lorsque le nombre de passes requis est atteint, on baisse l'obturateur 11 pour couper le faisceau f1, on arrête la production du faisceau fi', on 20 casse le vide en ouvrant l'enceinte 3 à l'air ambiant, on arrête éventuellement le circuit de refroidissement 13 et on sort la pièce traitée 5 hors de l'enceinte 3. II existe deux manières de diminuer le pic en température lié au passage du faisceau f1 en un point donné de la pièce 5: augmenter le rayon 25 du faisceau (donc réduire la puissance par cm2) ou augmenter la vitesse de déplacement. Si la pièce est trop petite pour évacuer par rayonnement la chaleur liée au traitement on peut soit diminuer la puissance du faisceau f1 (donc augmenter la durée de traitement), soit mettre en marche le circuit de 30 refroidissement 13 logé dans le porte pièce 12. 2907797 12 La figure 2 représente un exemple de distribution d'ions d'azote N implantés dans de le titane. Dans cet exemple, la source d'ions délivre des ions N+, N2+, N3+, N4+ et N5+ qui sont tous extraits avec une seule et unique tension d'extraction, par exemple, de 200 KV. Ainsi les ions N+ émis 5 par la source d'ions ont une énergie de 200 KeV, les ions N2+ ont une énergie de 400 KeV, les ions N3+ ont une énergie de 600 KeV, les ions N4+ ont une énergie de 800 KeV et les ions N5+ ont une énergie de 1000 KeV. Les ions N+ atteignent une profondeur de 0,23 pm +1- 0.07 pm. Les ions N2+ atteignent une profondeur d'environ 0,41 pm +/- 0,11 pm, les ions 10 N3+ une profondeur d'environ 0.57 pm +/- 0,12 pm, les ions N4+ une profondeur d'environ 0.68pm +/- 0, 12 pm et les ions N5+ une profondeur d'environ 0.79 pm +1- 0,13 pm. La distance maximale atteinte par des ions dans cet exemple est d'environ 1, 2 prn. La spécificité d'une source d'ions RCE 6 réside dans le fait qu'elle 15 délivre des ions mono- et multi-chargés ce qui permet d'implanter simultanément des ions multi-énergies avec la même tension d'extraction. Il est ainsi possible d'obtenir simultanément sur toute l'épaisseur traitée un profil d'implantation plus ou moins bien réparti. On obtient pour le profil d'implantation une répartition optimale en 20 réglant la source 6 de manière à avoir une distribution équirépartie des états de charge des ions de la source (même nombre d'ions N+, N2+, N3+, N4+, N5+ par cm2 et par seconde). Par exemple, en reprenant l'exemple précédent, si l'on considère une source RCE délivrant un courant total de 7,5 mA (0,5 mA pour Ni-, 1mA pour 25 N2+, 1,5mA pour N3+, 2mA pour N4+, 2,5mA pour N5+,) avec une tension d'extraction de 200 KV, dans un alliage à mémoire de forme nickel titane et sur 1 cm2, pendant environ 30 secs, le profil d'implantation représenté sur la figure 4 comporte un plateau constant de 9% dans une épaisseur comprise entre 0.2 pm et 0,8 pm. 30 Pour une même concentration d'ions implantés, l'effet physique en terme de dureté obtenue par implantation simultanée d'ions multi-énergies 2907797 13 est supérieur à celui obtenu par implantation d'ions mono-énergie. En effet la dispersion des microcristaux de nitrure de titane due à l'efficacité du brassage des ions multi-énergies (qui s'implantent à des profondeurs étagées), induit un accroissement supplémentaire de dureté qui s'ajoute à 5 celle qui serait obtenue avec un faisceau d'ions mono-énergies. REVENDICATIONS 1 û Dispositif d'implantation d'ions dans une pièce en alliage à mémoire de forme nickel titane(5) comportant une source (6) délivrant des ions accélérés par une tension d'extraction et des premiers moyens de réglage (7-11) d'un faisceau initial (f1') d'ions émis par ladite source (6) en un faisceau d'implantation (fi) caractérisé en ce que ladite source (6) est une source à résonance cyclotronique électronique produisant des ions mufti-énergies qui sont implantés dans la pièce (5) à une température inférieure à 10 celle du recuit de l'alliage, l'implantation des ions multi-énergies du faisceau d'implantation (fi) étant effectuée simultanément à une profondeur contrôlée par la tension d'extraction de la source. 2 û Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des deuxièmes moyens de réglage (1,4,12) de la position relative de 15 la pièce (5) et de la source d'ions (6). 3 û Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de réglage (1,4,112) comportent un porte-pièce qui est mobile (12) pour déplacer la pièce (5) au cours de son traitement. 4 û Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le porte- 20 pièce (12) est équipé de moyens de refroidissement (13) pour évacuer la chaleur produite dans la pièce (5) lors de l'implantation des ions multiénergies. û Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers moyens de réglage (7-11) du faisceau 25 d'ions comportent un spectromètre de masse (7) pour trier les ions produits par la source (6) en fonction de leur charge et de leur masse. 6 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de réglage (7-11) du faisceau initial (f1') d'ions comportent en outre des moyens optiques de focalisation (8), un 30 profiteur (9), un transformateur d'intensité (10) et un obturateur (11). 2907797 15 7 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est confiné dans une enceinte (3) équipée d'une pompe à vide (2). 8 û Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les 5 deuxièmes moyens de réglage (1,4,12) de la position relative de la pièce (5) et de la source d'ions (6) comportent des moyens de calcul (1) de cette position à partir d'informations relatives à la nature du faisceau d'ions, à la géométrie de la pièce (5), à la vitesse de déplacement du porte pièce (12) par rapport à la source (6) et au nombre de passes précédemment réalisées. 9 û Procédé de traitement d'un alliage à mémoire de forme nickel titane par implantation ionique mettant en oeuvre un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le faisceau d'ions multi-énergies se déplace de façon relative par rapport à la pièce (5) à une vitesse constante. 10 û Procédé de traitement d'un alliage à mémoire de forme nickel titane par implantation ionique mettant en oeuvre un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le faisceau d'ions multi-énergies se déplace de façon relative par rapport à la pièce (5) à une vitesse variable tenant compte de l'angle d'incidence du faisceau d'ions multi-énergies par rapport à la surface de la pièce (5).