Anodizado de titanio en ácido cítrico
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i8.30872Palabras clave:
Titanio; Anodizado; Acido citrico.Resumen
El proceso industrial de anodizado de titanio utilizado en implantología y ortopedia craneofacial, actualmente utiliza electrolitos a base de ácido fluorhídrico (HF) para obtener estructuras porosas en titanio. El HF es altamente corrosivo y su eliminación está restringida a empresas con autorización especial para ello. Así, el objetivo de este trabajo es anodizar muestras de titanio utilizando electrolito de ácido cítrico y evaluar el comportamiento de las muestras de titanio anodizado bajo diferentes condiciones, determinando los mejores parámetros de proceso. Las concentraciones de electrolito utilizadas fueron: 62%, 31% y 15%, y los tiempos de anodizado: 1, 5, 30 y 60 minutos. Para ello, se realizaron análisis de los transitorios de anodizado de las muestras y análisis morfológicos mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Humectabilidad, análisis químicos semicuantitativos mediante Espectroscopía de Dispersión de Energía (EDS) y también análisis electroquímico de Polarización Electrodinámica. Las muestras de Ti15-300 y Ti62-1800 mostraron formaciones porosas significativas. A través de los resultados obtenidos, es posible afirmar que hubo disolución química del óxido para formar los poros, debido a la concentración del electrolito, ya que tiene una pequeña cantidad de oxígeno en comparación con una solución acuosa. Estos resultados fueron confirmados a través de pruebas realizadas en las muestras después del anodizado. Así, se concluyó que el ácido cítrico es una alternativa promisoria para reemplazar el electrolito a base de HF para la obtención de estructuras porosas, utilizando principalmente electrolito de ácido cítrico a una concentración del 15%, con un tiempo de anodizado de 5 minutos.
Citas
Barranco, V., Escudero, M. L., & García-Alonso, M. C. (2011). Influence of the microstructure and topography on the barrier properties of oxide scales generated on blasted Ti6Al4V surfaces. Acta Biomaterialia, 7(6), 2716-2725.
Bauer, S., Park, J., Faltenbacher, J., Berger, S., Mark, K. D., & Schmuki, P. (2009). Size selective behavior of mesenchymal stem cells on ZrO2 and TiO2 nanotube arrays. Integrative Biology, 1(8-9), 525.
Bonatto, F. (2009). Síntese e Caracterização de Nanoestruturas Formadas pela Anodização de Titânio. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-graduação em Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 110 f.
Bränemark, P. L. (1969). Intra-osseous anchorage of dental prostheses. L. Experimentalstudies. Scandinavian Journal of Plastic and Reconstructive Surgery, 3(2), 81-100.
Cremasco, A., Andrade, P. N., Contieri, R. J., Lopes, E. S. N., Afonso, C. R. M., & Caram, R. (2011). Correlations between aging heat treatment, ω phase precipitation and mechanical properties of a cast Ti–Nb alloy. Materials & Design, 32(4), 2387-2390.
Dalmau, A., Pina, V. G., Devesa, F., Amigó, V., & Muñoz, I. (2013). Influence of fabrication process on eletrochemical and surface properties of Ti-6Al-4V alloy for medical applications. Electrochimica Acta, 95, 102-111.
Diamanti, M. V., Curto, B. del, & Pedeferri, M. (2008). Interference colors of thin oxide layers on titanium. Color Research & Application, 33(3), 221-228.
Dunn, D., & Raghavan, S. (1992). Formation and characterization of anodized layers on CP Ti and Ti-6Al-4V biomaterials. Surface and Coatings Technology, 50(3), 223-232.
Elias, C. N., Oshida, Y., Lima, J. H. C., Muller, C. A. (2008). Relationship between surface properties (roughness, wettability and morphology) of titanium and dental implant removal torque. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 1(3), 234-242.
Fuhr, L. T., Moura, A. B. D., Carone, C. L. P. et al. (2020). Colored anodizing of titanium with pyroligneous solutions of black wattle. Matéria-Rio de Janeiro, 25(2), 12658.
Indira, K., Mudali, U. K., Nishimura, T., & Rajendran, N. (2015). A Review on TiO2 Nanotubes: influence of anodization parameters, formation mechanism, properties, corrosion behavior, and biomedical applications. Journal of Bio-and Tribo-Corrosion, 1(4), 127-134.
Kania, A., Nolbrzak, P., Radoń, A., Niemiec-Cyganek, A., & Babilas, R. (2020). Effect of the thickness of TiO2 films on the structure and corrosion behavior of Mg-based alloys. Materials, 13(5), 1065-1080.
Kunst, S. R., Graef, T., Mueller, L. T., Morisso, F. D. P., Carone, C. L. P., Fuhr, L. T., Oliveira, C. T., & Ferreira, J. Z. (2020). Superficial treatment by anodization in order to obtain titanium oxide nanotubes applicable in implantology. Matéria-Rio de Janeiro, 25, e12873.
Kunst, S. R., Cerveira, D. O., Ferreira, J. Z., Graef, T. F., Santana, J. A., Carone, C. L. P., Morisso, F. D. P., & Oliveira, C. T. (2021). Influence of simulated body fluid (normal and inflammatory) on corrosion resistance of anodized titanium. Research, society and development, 10, e122101018606.
Lima, G. G. de. (2012). Propriedades Mecânicas e de Bioatividade de Filmes Anódicos de Titânio, Contendo Íons de Ca e P, Submetidos a Tratamentos Térmicos e Hidrotérmicos. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 92 f.
Mueller, L. T., Oliveira, K. V., Morisso, F. D. P., Kunst, S. R., Carone, C. L. P., & Oliveira, C. T. (2021). Influência da concentração de ácido acético presente no licor pirolenhoso na anodização de nióbio. Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração, 18, e2314.
Roberge, P. R. (1999). Handbook of corrosion engineering. McGraw-Hill Education, 1072 p.
Salvador, D. G., Marcolin, P., Beltrami, L. V. R., Brandalise, R. N., & Kunst, S. R. (2018). Development of alkoxide precursors-based hybrid coatings on Ti-6Al-4V alloy for biomedical applications: influence of pH of sol. Journal of materials engineering and performance, 27, 2863-2874.
Saurabh, A., Meghana, C. M., Singh, P. K., & Verma, P. C. (2022). Titanium-based materials: synthesis, properties, and applications. Materials Today: Proceedings, 56 (1), 412-419.
Shan, D., Tao, B., Fang, C., Shao, H., Xie, L., Feng, J., & Yan, G. (2021). Anodization of titanium in reduced graphene oxide-citric acid electrolyte. Results in Physics, 24, 104060.
Shibata, Y., & Tanimoto, Y. (2015). A review of improved fixation methods for dental implants. Part I: Surface optimization for rapid osseointegration, Journal of Prosthodontic Research, 59, 20-33.
Souza, M. E. P. de. (2002). Estudo do Processo de Anodização por Voltagem Modulada do Titânio e da Liga Ti-6Al-7Nb. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 89 f.
Sul, Y., Johansson, C., Wennerberg, P., Cho, L., Chang, B., & Albrektsson, P. (2005). Optimum surface properties of oxidized implants for reinforcement of osseointegration: Surface chemistry, oxide thickness, porosity, roughness, and crystal structure. International Journal of Oral and Maxillofacial Implants, 20(3), 349-359.
Theisen, L. (2020). Anodização Porosa de Titânio em Eletrólito Livre de HF. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Curso de Engenharia Química, Universidade Feevale, Novo Hamburgo, 74 f.
Vogler, E. A. (1998). Structure and reactivity of water at biomaterial surfaces. Advances in colloid and interface science, 74(1-3), 69-117.
Wan, J., Yan, X., Ding, J., Wang, M., & Hu, K. (2009). Self-organized highly ordered TiO2 nanotubes in organic aqueous system. Materials Characterization, 60, 1534–1540.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Tayná Aparecida Kieser; Sandra Raquel Kunst; Fernando Dal Pont Morisso; Tiele Caprioli Machado; Cláudia Trindade Oliveira
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
