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Fabricación de Ti-Zr-Nb biomédico mediante la reducción de óxidos metálicos con hidruro de calcio

Autores: Yudin, Sergey; Alimov, Ivan; Volodko, Sergey; Gurianov, Alexander; Markova, Galina; Kasimtsev, Anatoly; Sviridova, Tatiana; Permyakova, Darya; Evstratov, Evgeny; Cheverikin, Vladimir; Moskovskikh, Dmitry

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En el presente estudio, se obtuvo un polvo de aleación biomédica Ti-18Zr-15Nb con morfología esponjosa y con más del 95% en volumen de beta-Ti mediante la reducción de los óxidos constituyentes con hidruro de calcio. Se estudió la influencia de la temperatura de síntesis, el tiempo de exposición y la densidad de la carga (TiO + ZrO + NbO + CaH) en el mecanismo y la cinética de la síntesis de hidruro de calcio de la aleación beta Ti-18Zr-15Nb. La temperatura y el tiempo de exposición se establecieron como parámetros cruciales con la ayuda de análisis de regresión. Además, se muestra la correlación entre la homogeneidad del polvo obtenido y la microdeformación de la red de beta-Ti. Como resultado, se requieren temperaturas superiores a 1200 grados C y un tiempo de exposición mayor a 12 h para obtener un polvo de Ti-18Zr-15Nb con una estructura de fase beta única y elementos distribuidos uniformemente. El análisis de la cinética de crecimiento de la fase beta reveló que la formación de beta-Ti ocurre debido a la interacción de difusión en estado sólido entre Ti, Nb y Zr bajo la reducción de hidruro de calcio de TiO + ZrO + NbO, y la morfología esponjosa de alfa-Ti reducido es heredada por la fase beta. Así, los resultados obtenidos proporcionan un enfoque prometedor para la fabricación de implantes porosos biocompatibles a partir de aleaciones de beta-Ti que se consideran candidatos atractivos para aplicaciones biomédicas. Además, el estudio actual desarrolla y profundiza la teoría y los aspectos prácticos de la síntesis metalotérmica de materiales metálicos y puede ser convincente para especialistas en metalurgia de polvos.

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