Resumen

El objetivo de este artículo es analizar el efecto de oxidación térmica en la resistencia a la corrosión y las propiedades de dureza de nanoestructuras de TiO₂ obtenidas por procesos de anodizado en solución de HF/ H₃PO₄. Las nanoestructuras de TiO₂ sobre Ti6Al4V por procesos de anodizado fueron sometidas a tratamiento de oxidación térmica (OT) en un rango de 500 ºC a 620 ºC por dos (2) horas. La morfología superficial fue evaluada mediante microscopia electrónica de barrido; las propiedades de dureza de nanoestructuras de TiO₂ fueron obtenidas por medidas de nanoindentación usando una probeta Berkovich de radio 150 mm. El comportamiento a la corrosión de las muestras fue estudiado usando polarización potenciodinámica y espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS). Los resultados mostraron que la nanoestructuras de TiO₂, modificadas por oxidación térmica, incrementaron las propiedades superficiales de dureza y resistencia a la corrosión, comparadas a las del substrato, manteniendo su estructura mixta o tubular. Además, se evidenció una transformación de nanotubos a nanoporos después de 600 ºC generando cambios significativos en las propiedades mecánicas de estas estructuras.

INTRODUCCIÓN

El uso de las aleaciones de titanio en el ámbito médico ha respondido muy bien debido a sus propiedades de biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y bajo módulo elástico en comparación con los aceros inoxidables o las aleaciones con base de cobalto 1-4. Sin embargo, se ha comprobado que los iones cloruro presentes en los diferentes fluidos extracelulares del cuerpo, como la sangre y los fluidos intersticiales, generan una importante corrosión en este tipo de materiales 5-8. Los procesos de modificación superficial, como el anodizado y la oxidación térmica, han proporcionado una solución a los problemas tribológicos y de corrosión presentes en este tipo de aleaciones 9-11. El anodizado es un método de modificación superficial que produce diferentes tipos de películas de óxido en el metal, ya sean películas de tipo barrera o películas nanoestructuradas 12-13. Algunos de los electrolitos utilizados para la formación de estas estructuras son las diferentes soluciones diluidas de ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido acético, entre otros (14. Para la formación de nanotubos, es fundamental que el electrolito utilizado en el proceso de anodización del titanio contenga iones fluoruro (15 que permiten generar las picaduras de la capa de óxido en formación, facilitando así el proceso de crecimiento cinético de los nanotubos de TiO2 16. Además, es necesario aplicar un potencial constante mediante una fuente de alimentación de corriente continua para garantizar la homogeneidad de los nanotubos (17-18.

Las películas de nanotubos de TiO₂ autoorganizadas, generadas a partir de procesos de anodización, han permitido una mayor interacción con el tejido celular debido a su naturaleza, en comparación con las películas de tipo barrera.

• Materias:Reacción de oxidación Oxidación Nanoestructuras Corrosión
• Subjects:Oxidation reaction Oxidation Nanostructures Corrosion
• Palabras claves: Nanostructuras, TiO2, nanodureza, EIS, oxidación térmica
• Keywords:Nanostructures, TiO2, nanohardness, EIS, thermal oxidation.