Modelado de la cinética de formación y crecimiento de películas nanoestructuradas de TiO2 generadas por vía electroquímica

O. E. LINAREZ PÉREZ; W. RAMOS CERVANTES; M. I. BROENS; M. LÓPEZ TEIJELO

Carlos Paz, Córdoba

Encuentro; 4ta Reunión NanoCórdoba 2017; 2017

El conocimiento de los mecanismos involucrados en el crecimiento de fases sólidas (partículas, películas, multicapas, materiales compositos, etc.) juega un papel importante en el control y diseño de nuevas nanoestructuras. Particularmente, es conocido que la anodización de Ti en condiciones específicas conduce a la generación de estructuras nanoporosas/nanotubulares (TiO2-NT) [1]. Es ampliamente aceptado que estas estructuras se generan por la competencia de la oxidación anódica del sustrato de titanio en presencia de agua y la disolución local promovida por los iones fluoruro contenidos en el baño electrolítico [1]. Algunos autores han postulado que el alto voltaje aplicado puede promover la reacción de desprendimiento de oxígeno en la interfase óxido/electrolito, la que sería responsable de la formación de los poros por el estrés mecánico causado en el óxido y el "flujo plástico" de iones dentro de la capa barrera de óxido [2]. A pesar de estas propuestas, estas ideas todavía son controversiales y el modelo de flujo plástico y la disolución asistida por campo en la base de los tubos son aún mecanismos válidos y aceptados.En este trabajo se propone un modelo físico que describe el comportamiento experimental de películas TiO2-NT durante la anodización de titanio en electrolitos conteniendo iones fluoruro. El modelo tiene en cuenta el crecimiento por la migración iónica y la disolución de óxido promovida por la difusión de fluoruro hacia la superficie de la película de óxido. Los cálculos realizados permiten predecir con gran exactitud tanto los perfiles corriente-tiempo potenciostáticos como así también la dependencia temporal del radio interno, la longitud y la densidad de los poros. El modelo propuesto describe satisfactoriamente la respuesta electroquímica y las características morfológicas de las películas TiO2-NT generadas para condiciones experimentales diversas.referencias1.J. M. Macak, H. Hildebrand, U. Marten-Jahns, P. Schmuki, J. Electroanal. Chem. 621 (2008) 254-266.2.D. Regonini, C. R. Bowen, A. Jaroenworaluck, R. Stevens, Mater. Sci. Eng. R 74 (2013) 377?406.