ESTUDIO DE LA REACTIVIDAD DEL SISTEMA BaTiO3 + Ca10(PO4)6(OH)2

F. VOUILLOZ, M.S. CASTRO, MA FANOVICH

Mar del Plata

Congreso; X Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2014

INTEMA

En los últimos años, se ha comenzado a investigar la influencia de la polarización eléctrica sobre sistemas compuestos de BaTiO3 (BT) e hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2) (HA) con el fin de modular la respuesta bioactiva de estos materiales compuestos [1]. Sin embargo, la mayoría de los trabajos reportan resultados contradictorios respecto al tipo de carga superficial que es más beneficiosa para la respuesta biológica [2]. Más aún, pocos trabajos se centran en el estudio de la reactividad química entre las fases presentes que constituye el factor determinante para lograr una eficiente polarización del material [3]. La estabilidad térmica de la fase de HA depende fuertemente de la relación Ca/P del material de partida. Por otro lado, en los sistemas compuestos se busca estabilizar la fase tetragonal de BT debido a su alto grado de ferroelectricidad [1].  Dentro de este contexto, el objetivo de este trabajo es estudiar la reactividad del sistema BT-HA con vistas a lograr la estabilidad de la fase ferroeléctrica de BT en presencia de una fase bioactiva de HA. Se sinterizaron y caracterizaron muestras de BT e HA puros y con contenidos de HA variable entre 80% y 20% (v/v) BT-HA, utilizando materiales sintetizados (S) y comerciales (C). Los análisis por DRX mostraron estabilidad térmica para la HA sintetizada, y transformación en β-Ca3(PO4)2 e HA para la HA comercial. La fase de BT se mantuvo estable a la temperatura de sinterizado (1300ºC) evidenciando una estructura tetragonal mediante análisis de DRX y espectroscopía Raman. En los materiales sinterizados compuestos la fase de HA desaparece independientemente de la mezcla utilizada. Una fracción del BT reacciona para formar CaTiO3 y Ba3(PO4)2 en todos los casos. El contenido de fases secundarias resultó dependiente de las características estructurales y texturales de los materiales de partida. La muestra BT-HA proveniente de polvos comerciales presentó una distribución más homogénea del tamaño de grano con un valor medio de 8 μm, donde se observó la presencia de placas que fueron asociadas a la formación de las fases secundarias conteniendo Ba3(PO4)2 detectada por EDS. La reacción química entre las fases de BT y HA a la temperatura de sinterizado es independiente de la composición y naturaleza de las fases iniciales. Los análisis por DRX y por espectroscopía Raman permitieron distinguir la presencia de fases secundarias en las muestras densificadas. El contenido de la fase ferroeléctrica del BT resultó mayor en los sistemas que mostraron menor reactividad.