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Investigación de la microestructura y propiedades mecánicas de material en capas producido al añadir Al2O3 al acero inoxidable 316L

Autores: Albahlol, Osama Albahl Alshtewe; Elkilani, Rajab; Çu, Harun; Erden, Mehmet Akif; Özmen, Ramazan; Esen, Ismail

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Materiales compuestos
316L
Al2O3
Aplicaciones biomédicas
Propiedades mecánicas
Gradación funcional

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio desarrolló nuevos materiales compuestos avanzados que consisten en un gradiente funcional de 316L y Al2O3, diseñados especialmente para aplicaciones biomédicas potenciales. Las propiedades mecánicas se caracterizaron mediante ensayos de tracción, y las propiedades microestructurales mediante microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido (SEM) y análisis de dispersión de energía de rayos X (EDX). La mezcla uniforme en el material, de hasta el 40% en peso de Al2O3, está distribuida uniformemente en la matriz de 316L que muestra desintegración. Luego, se produjeron muestras con 2, 3, 4 y 5 capas en tipos de material gradualmente funcionales 6, 7, 8 y 9, respectivamente. Los grosores de las capas se formaron con un promedio de 900 um. Los resultados muestran que se pueden producir nuevos materiales compuestos de manera funcional utilizando 316L y Al2O3 de forma estratificada. Como resultado de los experimentos mecánicos, se ha observado que la resistencia a la tracción de las estructuras compuestas en capas se mantiene dentro del rango de 91-191 MPa, dependiendo del tipo de capa. Se ha observado que la elongación varía entre 3.16 y 12.46%. De acuerdo con estos resultados, los materiales obtenidos se consideran adecuados para su uso como material protésico alternativo en aplicaciones biomédicas. La resistencia a la tracción, % de elongación de la Composición 7, y la resistencia al rendimiento del material gradualmente funcional (316 + (316L-10 Al2O3) + (316L-20 Al2O3) + (316L-30 Al2O3)) son 123 megapascales (MPa), 7.3% y 111 MPa, respectivamente, y según la literatura, la resistencia mecánica del hueso humano está muy cerca de las propiedades de esta composición.

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