El efecto del tratamiento con PEO en un electrolito rico en Ta sobre las propiedades de superficie y corrosión del acero de bajo carbono para un posible uso como material biomédico
Autores: Marcuz, Nádia; Ribeiro, Rafael Parra; Rangel, Elidiane Cipriano; da Cruz, Nilson Cristino; Correa, Diego Rafael Nespeque
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Materiales a base de hierro
Resistencia a la corrosión
Oxidación electrolítica por plasma
Acero de bajo carbono
Enriquecido con ta
Biomaterial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Los materiales a base de Fe tienen amplias aplicaciones en las industrias de la construcción y automotriz debido a sus excelentes propiedades mecánicas y bajo costo. Sin embargo, su uso biomédico está restringido por la propensión a la corrosión al estar en contacto con fluidos corporales. En este estudio, se utilizó por primera vez un tratamiento de Oxidación Electroquímica por Plasma, PEO, en un electrolito rico en Ta, para mejorar la resistencia a la corrosión del acero de bajo carbono SAE 1020 para un posible uso como implantes de dispositivos. Se abordó el efecto del voltaje aplicado en la composición química y de fase, topografía, humectabilidad, rugosidad y propiedades de corrosión. Los resultados indicaron que los recubrimientos de óxido a base de Fe tenían una superficie rugosa e hidrofílica, aumentando el contenido de Ta con el potencial aplicado. La composición de fase de los recubrimientos estaba compuesta principalmente de hematita (Fe2O3), con los espectros de Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier, FTIR, indicando la presencia de algunas moléculas de agua y orgánicas absorbidas. La resistencia a la corrosión de las muestras tratadas con PEO fue mejor que la del sustrato contra solución salina (0.9% NaCl) debido al crecimiento de Fe2O3 decorado con partículas de Ta, especialmente la muestra tratada a 200 V. Los resultados indican que los recubrimientos de óxido a base de Fe enriquecidos con Ta podrían mejorar significativamente la aplicabilidad del acero de bajo carbono SAE 1020 como biomaterial de bajo costo, particularmente para dispositivos médicos.
Descripción
Los materiales a base de Fe tienen amplias aplicaciones en las industrias de la construcción y automotriz debido a sus excelentes propiedades mecánicas y bajo costo. Sin embargo, su uso biomédico está restringido por la propensión a la corrosión al estar en contacto con fluidos corporales. En este estudio, se utilizó por primera vez un tratamiento de Oxidación Electroquímica por Plasma, PEO, en un electrolito rico en Ta, para mejorar la resistencia a la corrosión del acero de bajo carbono SAE 1020 para un posible uso como implantes de dispositivos. Se abordó el efecto del voltaje aplicado en la composición química y de fase, topografía, humectabilidad, rugosidad y propiedades de corrosión. Los resultados indicaron que los recubrimientos de óxido a base de Fe tenían una superficie rugosa e hidrofílica, aumentando el contenido de Ta con el potencial aplicado. La composición de fase de los recubrimientos estaba compuesta principalmente de hematita (Fe2O3), con los espectros de Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier, FTIR, indicando la presencia de algunas moléculas de agua y orgánicas absorbidas. La resistencia a la corrosión de las muestras tratadas con PEO fue mejor que la del sustrato contra solución salina (0.9% NaCl) debido al crecimiento de Fe2O3 decorado con partículas de Ta, especialmente la muestra tratada a 200 V. Los resultados indican que los recubrimientos de óxido a base de Fe enriquecidos con Ta podrían mejorar significativamente la aplicabilidad del acero de bajo carbono SAE 1020 como biomaterial de bajo costo, particularmente para dispositivos médicos.