INVESTIGADORES
ARES alicia esther
congresos y reuniones científicas
Título:
RESISTENCIA AL DESGASTE DE RECUBRIMIENTOS ANÓDICOS DE TiO2 SOBRE Ti-6Al-4V
Autor/es:
M.L. VERA; M.R.ROSENBERGER; C.E. SCHVEZOV; A.E. ARES
Lugar:
Universidad Técnica Federico Santa María, Chile
Reunión:
Congreso; 12º CONGRESO BINACIONAL DE METALURGIA Y MATERIALES, CONAMET/SAM 2012; 2012
Institución organizadora:
CONAMET - Universidad Técnica Federico Santa María
Resumen:
Los recubrimientos de TiO2 tienen propiedades de hemocompatibilidad apropiadas para ser utilizados en prótesis de válvulas cardíacas. La técnica de oxidación anódica de las aleaciones de titanio permite obtener estos recubrimientos con diferentes espesores, morfología, rugosidad y estructura cristalina, dependiendo de los parámetros empleados en el proceso. Entre los requisitos que deben cumplir los materiales para ser empleados en dispositivos cardiovasculares se halla la resistencia mecánica, fundamentalmente la resistencia al desgaste. En la literatura hay escasa información sobre la resistencia al desgaste de estos recubrimientos, debido a su bajo espesor y a la gran dependencia de las propiedades con los parámetros de fabricación. En el presente trabajo se estudia la resistencia al desgaste de recubrimientos de TiO2 obtenidos mediante oxidación anódica de la aleación Ti-6Al-4V con diferentes voltajes (de 10 a 70 V), empleando ácido sulfúrico 1 M como electrolito. De acuerdo a estudios previos, hasta 60 V los recubrimientos son amorfos, por lo que se realizaron tratamientos térmicos de 1h a 500 ºC para obtener recubrimientos cristalinos. Se ha estimado que las condiciones de régimen de desgaste del recubrimiento en servicio durante el funcionamiento real de la prótesis corresponden a cargas en el orden de 20 mN. Para realizar los ensayos de desgaste se utiliza un equipo Ball on flat reciprocante que permite aplicar cargas de 20 a 500 mN durante diferentes tiempos con una punta de diamante como contraparte. La velocidad media de aplicación de la carga es de 30 ciclos/min y la amplitud es de 4 mm. Se adoptó un ensayo sin lubricación para obtener las condiciones más severas de desgaste. Para cuantificar el desgaste se utiliza el volumen desgastado/longitud de la escara. El volumen de la escara se calcula a partir de la sección transversal de la misma determinada mediante un perfilómetro. En la Figura 2 se presenta un perfil representativo. Estos ensayos permitieron identificar dos regimenes de desgaste diferentes con una carga de transición de desgaste moderado a severo.  A bajas cargas el régimen es de desgaste moderado y a altas cargas dan un desgaste severo. Esto indicaría que para estimar las velocidades de desgaste del material no sería posible utilizar ensayos acelerados con cargas superiores pues se incurriría en mediciones erróneas debido a que puede estar actuando otro mecanismo de desgaste. Por lo tanto, para los ensayos acelerados será necesario modificar otras condiciones tales como la velocidad de ensayo. Se evalúa la influencia del espesor de los recubrimientos (de 20 a 170 nm), que se controla a partir del voltaje aplicado durante la oxidación; de la morfología y rugosidad de las películas y de la estructura cristalina del TiO2. La resistencia al desgaste es superior en las probetas recubiertas con respecto a la aleación de Ti sin recubrir, y aumenta con el espesor de los recubrimientos y con la presencia de fases cristalinas del TiO2.