Preparación y caracterización de recubrimientos de dióxido de titanio obtenidos por oxidación anódica de la aleación Ti-6Al-4V: primeros resultados

Abstract

El titanio y sus aleaciones son extensamente utilizados en una gran variedad de aplicaciones biomédicas debido a su resistencia a la corrosión y su biocompatibilidad. Las reconocidas propiedades del Titanio y sus aleaciones se deben a la formación a temperatura ambiente de un óxido, principalmente dióxido de titanio, que puede alcanzar naturalmente espesores de 2 a 7 nm. Sin embargo este óxido nativo presenta pobres propiedades superficiales, por lo que para aplicaciones biomédicas es necesario realizar recubrimientos de dióxido de titanio, que pueden obtenerse mediante la oxidación térmica u oxidación anódica del material ó a partir de la técnica sol-gel. En este trabajo se comparan los óxidos obtenidos por oxidación anódica de la aleación Ti-6Al-4V a diferentes voltajes (10V a 100V) durante 1 minuto, empleando una solución de ácido sulfúrico como electrolito. Se obtuvieron diferentes colores de interferencia según el voltaje aplicado. La morfología de los óxidos se observó por microscopía óptica y electrónica de barrido (MEB) y las fases presentes fueron analizadas por difracción de rayos X (DRX) de bajo ángulo. Se evaluó la influencia del voltaje aplicado para obtener el óxido, en la morfología y estructura cristalina del mismo. Se observó una oxidación selectiva de las fases alfa y beta de la aleación empleada como sustrato y se encontraron morfologías porosas a elevados voltajes. Cada tipo de estructura podría servir para aplicaciones biomédicas diferentes. Se compararon los resultados obtenidos con los informados por otros autores.

Titanium and titanium alloys are widely used in a variety of biomedical applications due to their corrosion resistance and biocompatibility. A protective passive titanium dioxide film covers the surface of Ti and its alloys in ambient conditions, which is 2 to 7 nm thick, and it is partially responsible for the success as an implant material. However, this oxide has poor surface properties. Therefore it is necessary to make titanium dioxide coatings for biomedical applications. Titania films can be produced on Ti6Al4V substrates by thermal oxidation, anodic oxidation, and by the sol-gel process to enhance its properties. In this study, TiO2 films produced on Ti-6Al-4V substrates by anodic oxidation technique, using H2SO4 solution as electrolyte at different voltages (from 10V to100V) were compared. Different colours of interference were obtained under different applied voltages. The morphology of the films were determined by optic microscopy and scanning electron microscopy (SEM) and phase structure and phase composition were analysed by X-ray diffraction (XRD). Influence at different voltages on morphology and phase structure of the films produced was analyzed. A selective oxidation of alpha and beta faces of the substrate was observed. Porous structures ware obtained at high voltages. Each type of coating will be able for using on different biomedical applications. Results are compared with those obtained by others authors