Title

CARACTERIZAÇÃO TRIBOLÓGICA, ELETROQUÍMICA E TRIBO-ELETROQUÍMICA DA LIGA DE TITÂNIO Ti6Al4V NITRETADA EM SOLUÇÃO DE PBS

TRIBOLOGICAL, ELECTROCHEMICAL AND TRIBO-ELECTROCHEMICAL CHARACTERIZATION OF BARE AND TRITRIDED Ti6Al4V IN PBS SOLUTION

Authorship

Tamborim, Sílvia; Manhabosco, Taíse; Müller, Iduvirges Lourdes

Tamborim, Sílvia

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Manhabosco, Taíse

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Müller, Iduvirges Lourdes

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DOI

10.5151/2594-5327-16147

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Abstract

Biomateriais, como a liga de titânio Ti6Al4V, são introduzidos no corpo humano e expostos a ação química/eletroquímica e mecânica simultaneamente, isto é, expostos à tribocorrosão. Neste sentido considerando a importância comercial da liga Ti6Al4V com e sem camada superficial nitretada foi avaliado o comportamento tribológico e eletroquímico destes materiais em solução que simula o fluído humano. As amostras foram nitretadas a plasma pela empresa PLATEG (Siegen - Alemanha). Segundo informado, a pressão na câmara foi de 300 Pa, durante 10 horas com tensão elétrica pulsada. A temperatura de tratamento foi de 1.073 K, abaixo da temperatura de transição de fase a-b para a liga (1228 K). A atmosfera gasosa para o processo era composta de: 10% Ar, 50% H2 e 40% N2. O processo de degradação destes materiais foi avaliado através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), curvas de polarização, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e testes de tribocorrosão. Foi constatado que o óxido de titânio na superfície da liga oferece boa proteção a corrosão para a liga de Ti6Al4V o qual aumenta o tempo de vida do material devido ao crescimento de um filme de óxido compacto. A liga também apresenta tendência a repassivar quando o óxido é danificado, o que é bastante interessante sob o ponto de vista da aplicação biomédica. Após o processo de nitretação foi possível observar um relevante aumento da dureza do material, além de maior resistência à tribocorrosão.

Biomaterials, such as Ti6Al4V titanium alloy, are introduced in human body and exposed to chemical/electrochemical and mechanical action simultaneous, that is., tribocorrosion. Considering the commercial relevancy of these alloys with and without superficial nitride layer it, the tribological and electrochemical behavior in simulated body fluid was evaluated. The samples were nitride by PLATEG company (Siegen - Alemanha). The pressure in the chamber was up to 300 Pa, during 10 hours with electric tension pulsed. The treatment temperature was to 1073 K under transition temperature from α-β phase for this alloy (1228 k). The vapour atmosphere for the process was composed of : 10% Ar, 50% H2 e 40% N2. These materials were evaluated by scanning electron microscope analysis (SEM), polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and tribocorrosion tests. It was observed that titanium oxide on the surface alloy promotes a good protection against corrosion for bare alloy due the growing of a compact oxide layer. The alloy shows a tendency to repassivate when the oxide is damaged, which is interesting to biomedical applications. After the nitrided process, it was observed a significantly increase of hardness of these materials, moreover the major tribocorrosion resistance.

Keywords

Ti6Al4V; Nitretação; Tribocorrosão; Impedância eletroquimica.

Ti6Al4V; Nitrided; Tribocorrosion; Electrochemical impedance spectroscopy (EIS)