Crescimento e reconstrução de óxidos de titânio em meios que simulam fluídos corpóreos

Abstract

Resumo: Neste trabalho foram realizados estudos sobre o crescimento e a estabilidade de oxidos anodicos sobre a liga de Ti6Al6V. Os oxidos foram crescidos pela tecnica potenciodinamica usando como potenciais finais 1,0 V e 5,0 V (versus SCE) em solucoes que simulam as condicoes corporeas, como: SBF e SBF revisada (Simulated Body Fluid) proposta por Kokubo e outra proposta por Ban, em temperatura de fluido humano (~ 37 o C). A estabilidade das camadas de oxido foram analisadas usando o teste de imersao durante 10 e 30 dias em solucao de sangue artificial. A tecnica de varredura de potenciais e a analise da taxa de dissolucao confirmaram a baixa dissolucao das camadas dos oxidos protetores. Apos os testes imersao, os oxidos obtidos em SBF revisada conferiram o pior comportamento: oxido instavel devido a ausencia de alguns elementos tamponantes e a reacao competitiva de oxidacao da agua. Os parametros eletricos foram analisados por EIE, atraves dos valores da resistencia de polarizacao e da capacitancia eletrica, 105 Ħ.cm2 e 10-6 F.cm-2, respectivamente, indicando a presenca de um fino oxido estavel sobre a liga Ti6Al6V. Desta forma, os dados dos parametros eletricos de EIE tambem confirmaram a instabilidade dos oxidos crescidos em solucao de SBF revisada. As analises de SEM e XPS tambem foram realizados e indicaram a presenca do oxido, TiO2 que e compacto e homogeneo.

Abstract: Studies on the anodic growth and stability of Ti6Al4V alloy oxides were carried out in this work. The oxides were growth using 1.0 V and 5.0 V (versus SCE) as final potentials by potentiodynamic technique under simulated body solutions as: SBF and revised SBF (Simulated Body Fluid) proposed by Kokubo and other proposed by Ban, at human fluids temperatures (~ 37oC). The stability of these oxide layers was analyzed using immersion tests for 10 and 30 days in artificial blood solution. The sweep technique and the analysis of the dissolution rate confirmed the less dissolution of the protect oxides layers. After the immersion tests, the oxides obtained in revised SBF shows the worst behavior: oxide instabilities due to the absence of the some buffering elements and the competitive reaction of the water oxidation. The electric parameters were analyzed by EIS, were the polarization resistance and electric capacitance values, 105 Ħ.cm2 and 10-6 F.cm-2 respectively, indicating the presence of a thin stable oxide on the Ti6Al4V alloy. The EIS data also confirmed the instability of revised SBF oxides by the electric parameters. Analyses of SEM and XPS were also performed and indicated that these oxides were TiO2 that were compact and homogeneous.