Obtención de Recubrimientos de TiO2 por el Proceso Electroquímico de Oxidación Anódica de la Aleación Ti-6Al-4V

VERA, MARÍA L.; ARES, ALICIA E; SCHVEZOV, CARLOS E

Posadas, Argentina

Jornada; VII Jornadas Científico Tecnológicas de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad Nacional de Misiones; 2009

Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, UNaM

<!-- /* Font Definitions */ @font-face {font-family:"CG Times (W1)"; mso-font-alt:"Times New Roman"; mso-font-charset:0; mso-generic-font-family:roman; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:0 0 0 0 0 0;} /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; mso-hyphenate:none; font-size:10.0pt; font-family:"CG Times (W1)"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:EN-US; mso-fareast-language:AR-SA;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:70.85pt 3.0cm 70.85pt 3.0cm; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} --> <!-- /* Font Definitions */ @font-face {font-family:"CG Times (W1)"; mso-font-alt:"Times New Roman"; mso-font-charset:0; mso-generic-font-family:roman; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:0 0 0 0 0 0;} /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; mso-hyphenate:none; font-size:10.0pt; font-family:"CG Times (W1)"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:EN-US; mso-fareast-language:AR-SA;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:70.85pt 3.0cm 70.85pt 3.0cm; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} --> Las excelentes propiedades de resistencia a la corrosión y biocompatibilidad de las aleaciones de Titanio se deben a la formación a temperatura ambiente de un óxido de titanio, que puede alcanzar naturalmente hasta 7 nm de espesor. Sin embargo, este óxido nativo presenta pobres propiedades mecánicas superficiales, tales como baja dureza, y reducida resistencia al desgaste y a la abrasión. El proceso electroquímico de oxidación anódica de metales permite obtener recubrimientos de óxidos de mayor espesor y densidad que el que crece naturalmente. Entre los parámetros de este proceso que afectan en mayor grado las características de los óxidos (espesor, color, homogeneidad, densidad, etc.) podemos mencionar: la concentración, pH y temperatura del electrolito, el tiempo de anodizado, la diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo (voltaje) y la densidad de corriente. Los objetivos del presente trabajo son: a) evaluar la influencia del voltaje aplicado para obtener los óxidos, en la morfología y estructura cristalina de los mismos; b) comparar la morfología de los óxidos obtenidos en iguales condiciones de oxidación sobre probetas de la misma aleación con distintas geometrías e historias térmicas. Se realizaron recubrimientos de TiO2 por oxidación anódica de la aleación Ti-6Al-4V a diferentes voltajes (10V a 100V) durante 1 minuto, empleando una solución de ácido sulfúrico 1 M como electrolito. Se utilizaron sustratos de la misma aleación pero de diferentes fuentes (barra cilíndrica de 3 cm de diámetro y plancha de 2 mm de espesor). La morfología de los óxidos se observó por microscopía óptica y electrónica de barrido y las fases presentes fueron analizadas por difracción de rayos X (DRX) con incidencia rasante de 1º. Se obtuvieron recubrimientos de TiO2 de diferentes colores de interferencia según el voltaje aplicado. A bajos voltajes los recubrimientos resultaron completamente homogéneos, de baja rugosidad y amorfos. Además, se observó una oxidación selectiva de las fases alfa y beta de la aleación empleada como sustrato, que se acentuó cuando la microestructura del material base presentaba cierta textura. A voltajes superiores a 70V, luego de observarse una descarga con chispas durante la oxidación de las probetas (Anodic Spark Deposition) se obtuvieron recubrimientos porosos y con presencia de las fases cristalinas de TiO2, anatasa y rutilo. Considerando las posibles aplicaciones biomédicas de estos recubrimientos de TiO2, los de mayor espesor y rugosidad, hallados a elevados voltajes, mediante ASD, podrían aplicarse para implantes de huesos debido a que el TiO2 en esas condiciones favorecería la osteointegración. Por otro lado, las películas más delgadas y de mayor uniformidad podrían utilizarse para aplicaciones cardiovasculares donde se busca hemocompatibilidad.