Elaboración y caracterización de espumas metálicas base titanio con adiciones de Nb y Sn para determinar su comportamiento a la corrosión

Abstract

Beta titanium alloys perform well in the medical area as a biomaterial. One of the synthesizing processes for metallic foams has been mechanical alloying, where powder metallurgy has been seen as an alternative method for alloying different elements that do not they can be easily alloyed by common methods, such as fusion due to the high reactivity of titanium, in this work an alloy process was carried out using high purity powders, with titanium as the main element due to its aforementioned characteristics, niobium as a betagenic material of titanium and tin as a neutral element and as a case study in different atomic percentages, Ti-30Nb-xSn (x = 0, 6, 9, 12% at) which were ground in a planetary ball mill of high energy at 10 hours, where the transformation of titanium to the β phase in the alloy was analyzed. Titanium, being an allotropic element, changes its phase from alpha to beta, the elements com or niobium and tin help to transform the titanium phase, the alloys were characterized by X-ray diffraction (XRD) and the patterns were analyzed by the Rietveld method with the MAUD® software, with which a quantification analysis was made. After the phase transformation, the purpose of obtaining a titanium alloy with a β microstructure is that it stands out for its good specific properties, its resistance to corrosion and its low elastic modulus. Using characterization methods such as SEM and EDS, these grindings were analyzed, showing the morphology of the different alloys, as well as their stoichiometric distribution.

Las aleaciones de titanio beta tienen un buen comportamiento en el área médica como biomaterial, uno de los procesos de sintetización de las espumas metálicas ha sido el aleado mecánico donde la metalurgia de polvos se ha visto como un método alternativo para aleación de diferentes elementos que no se pueden alear fácilmente por métodos comunes, como es la fusión por la alta reactividad del titanio, en este trabajo se hizo un proceso de aleación utilizando polvos de alta pureza, teniendo como elemento principal el titanio por sus características ya antes mencionadas, el niobio como un material betageno del titanio y el estaño como un elemento neutro y como caso de estudio en diferentes porcientos atómicos, Ti-30Nb-xSn (x = 0, 6, 9, 12 % at) los cuales se molieron en un molino planetario de bolas de alta energía a 10 horas, donde se analizó la transformación del titanio a la fase β en la aleación, el titanio al ser un elemento alotrópico cambia su fase de alfa a beta, los elementos como el niobio y el estaño ayudan a transformar la fase del titanio, las aleaciones se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX) y los patrones se analizaron por el método Rietveld con el software MAUD®, con el cual se hizo un análisis de cuantificación de la transformación de fase, la finalidad de obtener una aleación de titanio con microestructura β es que destacan por sus buenas propiedades específicas, su resistencia a la corrosión y su bajo modulo elástico. Por métodos de caracterización como SEM y EDS se analizaron estas moliendas donde se muestra la morfología de las diferentes aleaciones, así como su distribución estequiométrica.