Oxidación química de Nitinol y Ti-6Al-4V en presencia de peróxido de hidrógeno. Caracterización y evaluación del comportamiento frente a la corrosión.

ALEJANDRA MARTÍNEZ; MELISA SAUGO; DANIEL FLAMINI; SILVANA SAIDMAN

Mar del PLata

Congreso; 20º Congreso Internacional de Materiales SAM CONAMET 2022; 2022

El titanio metálico y sus aleaciones se convirtieron en materiales de sumo interés para su aplicación en implantes quirúrgicos. Específicamente, la aleación equimolar de Ni y Ti conocida como Nitinol (NiTi) y la aleación Ti-6Al-4V han sido extensamente estudiadas debido a su buena resistencia a la corrosión, biocompatibilidad, baja densidad y buenas propiedades mecánicas [1]. Una de las limitaciones que presentan estas aleaciones a la hora de su utilización, es la liberación de iones al medio fisiológico. Los iones Ni, Al y V pueden generar reacciones adversas para la salud de los seres humanos [2,3]. Es por esto, que se han desarrollado distintas técnicas para modificar la superficie de estas aleaciones y así mejorar su resistencia a la corrosión. Entre las diferentes técnicas existentes, la oxidación química se presenta como una opción atractiva debido a su simplicidad y bajo costo. En este trabajo, se estudió el efecto de la oxidación química en presencia de peróxido de hidrógeno (H2O2) sobre el comportamiento frente a la corrosión de NiTi y Ti-6Al-4V. Ambas superficies metálicas fueron modificadas mediante inmersión en una solución de H2O2 al 30% v/v. La oxidación de ambos sustratos se llevó a cabo durante 1 hora a una temperatura de 80 °C, dando como resultado óxidos adherentes sobre ambas aleaciones. El comportamiento frente a la corrosión de las superficies modificadas fue evaluado en solución Ringer a 25 °C mediante distintas técnicas electroquímicas (Potencial de circuito abierto (PCA), voltametría de barrido lineal, polarizaciones de Tafel y cronoamperometrías (CA)). Se encontró que los óxidos formados disminuyen la densidad de corriente de corrosión (icorr) y aumentan el potencial de corrosión (Ecorr) de ambas aleaciones, siendo Ti-6Al-4V la que registró los mayores desplazamientos. Específicamente para NiTi, no se observó un potencial de picado cuando la muestra se encontró oxidada en H2O2. El registro del potencial a circuito abierto para los electrodos tratados se mantuvo en valores más positivos que los registrados para las aleaciones desnudas incluso luego de 1 semana de inmersión en solución Ringer, lo que sugiere que los nuevos óxidos son capaces de proteger a las aleaciones en el medio fisiológico elegido. Por otra parte, los recubrimientos fueron caracterizados mediante microscopía electrónica de barrido (MEB), dispersión de energía de rayos X (EDX), espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) y difracción de rayos X (DRX). Los resultados de XPS y DRX muestran que los óxidos formados mediante esta técnica se encuentran constituidos mayoritariamente por TiO2 en ambas aleaciones.Por otro lado, el análisis de iones en solución Ringer mediante espectroscopía de emisión atómica (ICP-AES) de las aleaciones tratadas luego de una semana de inmersión muestra que para NiTi la concentración de iones Ni y Ti es 25 y 10 veces menor, respectivamente al compararlas con la liberación de iones de la aleación desnuda mientras que para Ti-6Al-4V la concentración de Ti, Al y V disminuyó 10, 16 y 25 veces respectivamente, en relación al electrodo sin tratamiento.