Comparación de las propiedades mecánicas y estructurales en tres tipos de alambre: aleación níquel-titanio convencional, aleación titanio-molibdeno y aleación titanioniobio

Abstract

El objetivo de este trabajo fue comparar las propiedades mecánicas y estructurales de la aleación Níquel – Titanio convencional con las de las aleaciones Titanio – Molibdeno y Titanio – Niobio y determinar si pueden ser útiles para fabricación de instrumentos de preparación en endodoncia. Se utilizaron arcos de ortodoncia de aproximadamente 150mm con dimensiones de 0,16mm x 0,22 mm para las aleaciones de Níquel – Titanio y Titanio – Molibdeno y 0,18mm x 0,22mmm para el Titanio – Niobio. Metodología: Se realizaron pruebas mecánicas y estructurales para las aleaciones con análisis de composición por elementos mediante microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de dispersión de rayos X (EDX), ensayos de esfuerzo – deformación, torsión a la fractura, difracción de rayos X (DRX) y pruebas de fatiga cíclica. Resultados y discusión: En SEM se encontró que la aleación con mayores defectos de superficie es el Titanio – Molibdeno. En EDX en las aleaciones se encontraron elementos químicos que corresponden con lo indicado en la literatura. En los ensayos de esfuerzo-deformación, se encontró mayor elasticidad para el Níquel - Titanio. Para la prueba de torsión las tres aleaciones presentaron resistencia al torque similar. En DRX se encontró que la cristalinidad en las tres aleaciones disminuyó al ser sometidas a esfuerzo, aunque la intensidad de los picos disminuye las fases cristalográficas se mantienen. Para la fatiga cíclica se encontró que la prueba Kruskal Wallis concluye que al menos un grupo es diferente y para la prueba de U Mann Whitney que hay diferencias estadísticamente significativas tanto para la sumatoria de segundos y el número de ciclos en las dos pruebas, encontrando significativamente un mayor número de ciclos para el Titanio - Niobio. Conclusión: Se concluye que la aleación Titanio – Niobio podría ser utilizada en la fabricación de instrumentos de preparación en endodoncia, debido a los resultados obtenidos de sus propiedades mecánicas y estructurales. La aleación Titanio – Molibdeno podría ser utilizada para la fabricación de instrumentos que requieran una mayor rigidez como las limas manuales.

Abstract. The aim of this study was to compare the mechanical and structural properties of the conventional nickel-titanium alloy as well as compare them with TitaniumMolybdenum and Titanium – Niobium alloys in order to determine if they can be useful for manufacturing shaping instruments in endodontics. The dimension wires used for orthodontic arches were approximately 150mm, for the alloys nickel-titanium and Titanium- Molybdenum a value of 0.18mm x 0.22mmm, while the dimension for Titanium – Niobium alloy was 0.16mm x 0.22 mm. Experimental: mechanical and structural tests for alloys were performed with chemical analysis by scanning electron microscopy (SEM) and dispersive spectroscopy X-ray (EDX), tests of stress - strain, torsional fracture, X-Ray diffraction ( XRD) and cyclic fatigue tests. Results and discussion: SEM results suggest that higher surface defects were found in Titanium – Molybdenum alloy.Chemical analysis by EDX where consistent with those reported in the literature. Stress-strain tests were reported, where the greater elasticity for NickelTitanium alloy was found. Torsion tests for the three alloys were resistant to the same torque. In XRD, crystallinity it was found that in the three alloys decreased with stress, although the peak intensity decreases crystallographic phases are remained. For cyclic fatigue, it was found that the Kruskal-Wallis concludes that at least one group is different and test Mann Whitney U if no statistically significant difference for both the sum of seconds and the number of cycles in the two tests, finding significantly greater number of cycles for Titanium – Niobium alloys. Conclusion: It is concluded that the titanium alloy - niobium could be used in the manufacture of endodontic instruments preparation, due to the results of its mechanical and structural properties. The titanium alloy - Molybdenum could be used to manufacture instruments that require greater rigidity hand files.