Efecto del voltaje y electrolito en la morfología y comportamiento a la corrosión de capas nanoestructuradas de TiO2en sustratos de Ti6Al4Vpara uso biomédico

Abstract

El uso del titanio como biomaterial se ha traducido en un avance en la ciencia e ingeniería, puesto que permite la fabricación de prótesis medicas con mayor tiempo de vida útil junto con un incremento en la esperanza de vida de los pacientes. Sin embargo, se ha demostrado que la pasivación de la aleacion Ti6Al4V a través del proceso de anodizado electroquímico mejora las propiedades del material base debido a la formación deuna capa de nanotubos de dióxido de titanio (TiO2). Por tal motivo en la presente investigacion se evaluara el efecto de la variación del tipo de electrolito y del voltaje empleado en la formación de las nanoestructuras y su resistencia a la corrosión. Se obtuvieron nanotubos a partir de un electrolito de tercera generación con diámetros internos de 109,36 y 131,95 nm, espesor de 20,29 y 29,76 nm,respectivamentemientras que utilizandoun electrolito de cuarta generación no se obtuvo una capa tubular, debido a la poca estabilidad del ion Ti4+en la formación de compuestos intermedios. Adicionalmente, se comprobó que los procesos de anodizado en las cuatro condiciones en estudio mejoran la resistencia a la corrosión, puesto que se obtiene una disminuciónenla velocidad de corrosion de hasta del 26%, disminuyendo de 0,43mmpyen la condición de partida hasta un 0,11 mmpy para los nanotubos fabricados a través de anodizado de tercera generación, lo cual aunadoa los requerimientos de diámetro óptimo permite que la pieza cumpla su función en las aplicaciones biomédicas.

The use of titanium as a biomaterial has resulted in an advance in science and engineering, since it allows the manufacture of medical prostheses with a longer useful life together with an increase in the life expectancy of patients. However, it has been shown that passivation through the electrochemical anodizing process improves the properties of the base material through the formation of titanium dioxide (TiO2) nanotubes, so it is desired to study the variation of the type of electrolyte and voltage used in the formation of nanostructures and their resistance to corrosion. Nanotubes were obtained from a third generation electrolyte with internal diameters of 109.36 and 131.95 nm, thickness of 20.29 and 29.76 nm, on the other hand, in the process with a fourth generation electrolyte, no tubular layer, due to the poor stability of the Ti4+ion in the formation of intermediate compounds. Additionally, it was found that the anodizing processes in the four conditions under study improve corrosion resistance, since a decrease in the corrosion rate of up to 26% is obtained, decreasing from 0.43 mmpy in the starting condition. up to 0.11 mmpy for nanotubes manufacturedthrough third-generation anodizing, which, together with the optimal diameter requirements, allows the piece to fulfill its function in biomedical applications.