Análisis del efecto de los parámetros de anodizado en la morfología y humectabilidad de nanoestructuras de TiO2 crecidas sobre ti6a14v

En los últimos años se ha producido gran interés en el estudio de los biomateriales y en la generación de nanoestructuras crecidas en la superficie de estos debido a su gran mejora en propiedades de biocompatibilidad entre implante-hueso y buena resistencia a la corrosión en fluidos corporales. La f...

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Autores:
Lopez Rincon, Jeffrey Fernando
Niño Uribe, Jasbleidy Johanna
Tipo de recurso:
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Fecha de publicación:
2017
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/36599
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/36599
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Palabra clave:
Ti6Al4V
Tio2
Anodizado
Nanoestructuras.
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Anodized
Nanostructures.
Rights
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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description En los últimos años se ha producido gran interés en el estudio de los biomateriales y en la generación de nanoestructuras crecidas en la superficie de estos debido a su gran mejora en propiedades de biocompatibilidad entre implante-hueso y buena resistencia a la corrosión en fluidos corporales. La fabricación de nanoestructuras de dióxido de titanio (TiO2) por anodización electroquímica ha tenido una particular atención por el novedoso desempeño como biomaterial. En este trabajo de investigación se muestra la fabricación de capas de nanoestructuras porosas de TiO2 por anodización electroquímica crecidas sobre la aleación Ti6Al4V. Se trabajaron diferentes rangos de potencial (10V, 20V y 30V), diferentes tiempos de anodizado (1h, 2h y 3h) y bajo diferentes concentraciones (0.3%, 0.5% y 0.8%) %vol/vol de ácido fluorhídrico (HF). La caracterización de la morfología de las películas resultantes de TiO2 se analizó por microscopia electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM) en la cual se observó la presencia de nanoestructuras deformes, nanoporos y nanotubos de TiO2; la mojabilidad y rugosidad de las superficies de las muestras anodizadas se estudió con la técnica de ángulo de contacto y microscopía de fuerza atómica (AFM) respectivamente, los resultados mostraron superficies hidrofóbicas y mayor rugosidad respecto al blanco, además se realizó un análisis de la composición elemental y estructural de la película de TiO2 mediante las técnicas de espectroscopia de energía dispersiva (EDS) y espectroscopia de Raman donde se observó en la composición elemental presencia de oxígeno, titanio, aluminio y vanadio y en la estructura cristalina presencia de anatasa y rutilo. Finalmente, en las pruebas electroquímicas (espectroscopia de impedancia electroquímica y curvas de polarización potenciodinámicas) se corroboró que las nanoestructuras que mejor se comportan ante ambientes corrosivos como el fluido corporal simulado respecto al blanco, son las nanoestructuras que tienen morfología de nanotubos.
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La fabricación de nanoestructuras de dióxido de titanio (TiO2) por anodización electroquímica ha tenido una particular atención por el novedoso desempeño como biomaterial. En este trabajo de investigación se muestra la fabricación de capas de nanoestructuras porosas de TiO2 por anodización electroquímica crecidas sobre la aleación Ti6Al4V. Se trabajaron diferentes rangos de potencial (10V, 20V y 30V), diferentes tiempos de anodizado (1h, 2h y 3h) y bajo diferentes concentraciones (0.3%, 0.5% y 0.8%) %vol/vol de ácido fluorhídrico (HF). La caracterización de la morfología de las películas resultantes de TiO2 se analizó por microscopia electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM) en la cual se observó la presencia de nanoestructuras deformes, nanoporos y nanotubos de TiO2; la mojabilidad y rugosidad de las superficies de las muestras anodizadas se estudió con la técnica de ángulo de contacto y microscopía de fuerza atómica (AFM) respectivamente, los resultados mostraron superficies hidrofóbicas y mayor rugosidad respecto al blanco, además se realizó un análisis de la composición elemental y estructural de la película de TiO2 mediante las técnicas de espectroscopia de energía dispersiva (EDS) y espectroscopia de Raman donde se observó en la composición elemental presencia de oxígeno, titanio, aluminio y vanadio y en la estructura cristalina presencia de anatasa y rutilo. Finalmente, en las pruebas electroquímicas (espectroscopia de impedancia electroquímica y curvas de polarización potenciodinámicas) se corroboró que las nanoestructuras que mejor se comportan ante ambientes corrosivos como el fluido corporal simulado respecto al blanco, son las nanoestructuras que tienen morfología de nanotubos.PregradoIngeniero MetalúrgicoIn recent years there has been a great interest in the study of biomaterials and in the generation of nanostructures grown on surface of these due to its great improvement in biocompatibility properties between implant-bone and good corrosion behavior in body fluids. The fabrication of titanium dioxide (TiO2) nanostructures by electrochemical anodization has had an attention particular by the novel performance as biomaterial. This research shows the fabrication of layers of porous nanostructures of TiO2 by electrochemical anodization grown on the alloy Ti6Al4V. Different potential ranges (10V, 20V y 30V), different anodized times (1h, 2h y 3h) and different concentrations (0.3%, 0.5% y 0.8%) %v/v of hydrofluoric acid (HF) were worked. The morphology characterization of the films resulting from TiO2 was analyzed by field emission scanning electron microscopy (FESEM) in which the presence of deformed nanostructures, nanopores and TiO2 nanotubes was observed. The wettability and roughness of the surfaces of the anodized samples were studied using the contact angle technique and the atomic force microscopy (AFM) respectively. The results showed hydrophobic surfaces and the greatest rugosity respect to the target. In addition, elemental and structural composition of the TiO2 film analysis was done; energy dispersive spectrometer (EDS) and Raman spectroscopy energy techniques was used. In these were observed presence of oxygen, titanium, aluminum and vanadium in the elemental composition; and presence of anatase and rutile in the crystalline structure. Finally, the electrochemical tests (electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves) corroborated that nanostructures with nanotubes morphology have a better behave against corrosive environments as the simulated body fluid respect to the target.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingenierías FisicoquímicasIngeniería MetalúrgicaEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de MaterialesTi6Al4VTio2AnodizadoNanoestructuras.Ti6Al4VTio2AnodizedNanostructures.Análisis del efecto de los parámetros de anodizado en la morfología y humectabilidad de nanoestructuras de TiO2 crecidas sobre ti6a14vAnalysis of the effect of anodized parameters in morphology and wettability of tio2 nanoestructures grown on ti6al4vTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf527061https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/2f33ef6e-f799-44dd-b5d1-d51015a01ea6/download46cf52d7137bb314f1456fd6fc8c6c63MD51Documento.pdfapplication/pdf2740239https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/3b0c2303-fb3c-450d-9b77-de8501d85e69/download94f8d11cb0039c0269bfeb1dde2c392eMD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf115858https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/2d4385a2-5863-4274-b108-818de5439577/download19bc301670ff795238fa1da8b053ef43MD5320.500.14071/36599oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/365992024-03-03 18:22:01.988http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/open.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co