OXIDACIÓN ANÓDICA DE Ti-6Al-4V EN ELECTROLITOS ALCALINOS

ALEX I. KOCIUBCZYK; GUSTAVO R. KRAMER; CARINA A. BUTTNER; MARÍA L. VERA; CARLOS E. SCHVEZOV; ALICIA E. ARES

Mar del Plata

Encuentro; 4to ENCUENTRO DE JÓVENES INVESTIGADORES EN CIENCIA DE MATERIALES; 2012

INTEMA-Universidad Nacional de Mar del Plata.

INTRODUCCIÓN Como material para la construcción de un nuevo diseño de válvula cardiaca  mecánica  se ha seleccionado una aleación de Ti-6Al-4V recubierta con TiO2 [1]. Una de  las características requeridas en las superficies en contacto con sangre es un nivel de  rugosidad inferior a  1 micrómetros para no favorecer la formación de coágulos [2]. Una técnica para obtener recubrimientos  lisos  de TiO2  es la oxidación anódica de  aleaciones de Ti empleando bajos voltajes de oxidación  [3]. En este trabajo se comparan  la rugosidad y homogeneidad de  los  recubrimientos  obtenidos por oxidación anódica de la aleación Ti-6Al-4V a diferentes voltajes (10V a 50V), empleando  NaOH e KOH como electrolitos, a los efectos de encontrar el valor máximo de voltaje hasta el cual se puedan obtener recubrimientos lisos y homogéneos.   MATERIALES Y MÉTODOS Las probetas de Ti-6Al-4V de  4 cm2 se prepararon mediante pulido mecánico-químico hasta terminación especular  (Ra  =  0,035 micrómetros).  La oxidación anódica se realizó  haciendo  circular corriente continua entre un ánodo de la aleación de Ti y un  cátodo  de Pt  sumergidos en un recipiente conteniendo el electrolito.  Como electrolito se utilizaron soluciones 1M de NaOH e KOH. El proceso de oxidación se realizó  con una intensidad de  corriente de 50 mA  hasta  alcanzar diferentes voltajes  (10 a  50V) que se mantuvieron constantes durante 1 min. En todas las experiencias, durante el proceso de oxidación se registró la variación del voltaje (V) y  de  la densidad de corriente (i) en función del tiempo de oxidación. La observación superficial de  los recubrimientos se realizó con un microscopio óptico  y  con un microscopio electrónico de barrido FEI Quanta 200. La rugosidad superficial  promedio (Ra)  se determinó con un perfilómetro Time Group TR200.  RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se obtuvieron  recubrimientos de  diferentes colores de interferencia según el voltaje aplicado, que coinciden para NaOH y KOH (Fig 1). Con voltajes de 10V a 40V, para ambos electrolitos, se obtuvieron  recubrimientos  uniformes de Ra  = 0,022 micrómetros. Sin embargo a voltajes superiores a 40V se produce una descarga con chispas sobre el ánodo (spark discharge)  que desencadena numerosas reacciones que impiden que se estabilicen los valores de i durante el crecimiento del óxido como ocurre a menores voltajes  (resultados no mostrados). Debido a este fenómeno  se producen recubrimientos no homogéneos con  rugosidades de hasta Ra = 0,7 micrómetros. De acuerdo a los resultados obtenidos, se concluye que para la aplicación deseada, el voltaje a utilizar no debe superar los 40V si se utilizan KOH ó NaOH como electrolitos  en las condiciones de oxidación utilizadas.