Producción y Caracterización de Películas de Ti6Al4V (N) con Intercapas de Titanio y Ti6Al4V sobre acero inoxidable 316L por técnicas asistidas por plasma para aplicaciones biocompatibles

Abstract

En este trabajo de investigación se presenta la obtención y caracterización recubrimientos de Ti / Ti6Al4V / Ti6Al4VN sobre sustratos de acero inoxidable 316L por la técnica asistida por plasma, Magnetrón Sputtering RF, las condiciones empleada para realizar los recubrimientos fueron: Presión de 6x10-3, de 7x10-3, 8x10-3 y 10x10-3 mbar, con tiempos de 30 minutos para la capa deTi y Ti6Al4V, y 60 minutos para la capa de Ti6Al4VN, con una potencia de 150W en cada caso. Lo resultados de Difracción de Rayos X (XRD) muestran que los recubrimientos crecen en estructura típica FCC tipo roca de sal, y en los planos (111) (200); en los estudios realizados por Microscopia de Fuerza Atómica (AFM), se puede observar el tamaño de grano y la rugosidad promedio (Ra) para los recubrimientos, y estos parámetros tienden a disminuir a mayor presión; por otra parte, los resultados Microscopio Electrónico de Barrido (SEM), se observa la coalescencia de los granos y el crecimiento de los granos en forma de islas. Además, para Espectroscopia de Energía Dispersa (EDS) revela que el recubrimiento está compuesto de 65.35Wt de Ti, 3.00 Wt de Al y 1.26Wt de V, además de otros elementos como 19.25Wt de N y 11.02Wt de O; Espectroscopia de Fotoelectrones re Rayos X (XPS), se encontraron los dobletes correspondientes al aluminio metálico, también la presencia de titanio y el oxígeno como el elemento oxidante del recubrimiento. En cuanto a las propiedades morfológicas de los recubrimientos como adhesión y desgaste en las muestras no se observaron cambios significativos, con respecto a la rugosidad, se encontró que a mayor rugosidad mejora las propiedades de oseointregración implante – hueso, no existen muchos cambios en la formación de asperezas, por ende, la formación plástica y mecánica se mantiene en el mismo rango, durante el proceso de deslizamiento (Texto tomado de la fuente)

In this research work is presented the obtaining and characterization of Ti / Ti6Al4V / Ti6Al4VN coatings on 316L stainless steel substrates by the plasma assisted technique, Magnetron Sputtering RF, the conditions used to make the coatings were: Pressure of 6x10- 3, of 7x10-3, 8x10-3 and 10x10-3 mbar, with times of 30 minutes for the Ti and Ti6Al4V layer, and 60 minutes for the Ti6Al4VN layer, with a power of 150W in each case. X-Ray Diffraction (XRD) results show that the coatings grow in the typical FCC salt rock type structure, and in the planes (111) (200); In the studies carried out by Atomic Force Microscopy (AFM), the grain size and average roughness (Ra) for the coatings can be observed, and these parameters have a decrease at higher pressure; On the other hand, the results Scanning Electron Microscope (SEM), the coalescence of the grains and the growth of the grains in the form of islands is observed. In addition, for Dispersed Energy Spectroscopy (EDS) it reveals that the coating is composed of 65.35Wt of Ti, 3.00 Wt of Al and 1.26Wt of V, in addition to other elements such as 19.25W of N and 11.02W of O; X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), the oxidizing element of the coating is also found. Regarding the morphological properties of the coatings, the adhesion to the roughness, the roughness, the properties of the implant impression, there are not many changes in the formation of asperities, therefore, the plastic and mechanical formation remains in the same range, during the sliding process.