ElsevierGuiñon Pina, V.; Dalmau, A.; Amigó Borrás, V. (2015).
AbstractThe tribo-electrochemical behavior of different titanium alloys for biomedical applications sintered by powder metallurgy has been investigated. Different mechanical, electrochemical and optical techniques were used to study the influence of the chemical composition, Sn content, and the electrochemical conditions on the tribocorrosion behavior of those alloys Ti30NbxSn alloys (where "x" is the weight percentage of Sn content, 2% and 4%).Sn content increases the active and passive dissolution rate of the titanium alloys, thus increasing the mechanically activated corrosion under tribocorrosion conditions. It also increases the mechanical wear of the alloy. Prevailing electrochemical conditions between -1 and 2 V influences the wear accelerated corrosion by increasing it with the applied potential and slightly increases the mechanical wear of Ti30Nb4Sn.Wear accelerated corrosion can be predicted by existing models as a function of electrochemical and mechanical parameters of the titanium alloys.
The aim of the present study is to analyze the electrochemical behavior of five different dental alloys: two cobalt-chromium alloys (CoCr and CoCr-c), one nickel-chromium-titanium alloy (NiCrTi), one gold-palladium alloy (Au), and one titanium alloy (Ti6Al4V), and the galvanic effect when they are coupled to titanium implants (TiG2). It was carried out by electrochemical techniques (open circuit measurements, potentiodynamic curves and Zero-Resistance Ammetry) in artificial saliva (AS), with and without fluorides in different acidic conditions. The studied alloys are spontaneously passivated, but NiCrTi alloy has a very narrow passive domain and losses its passivity in presence of fluorides, so is not considered as a good option for implant superstructures. Variations of pH from 6.5 to 3 in artificial saliva do not change the electrochemical behavior of Ti, Ti6Al4V, and CoCr alloys, and couples, but when the pH of the artificial saliva is below 3.5 and the fluoride content is 1000 ppm Ti and Ti6Al4V starts actively dissolving, and CoCr-c superstructures coupled to Ti show acceleration of corrosion due to galvanic effects. Thus, NiCrTi is not recommended for implant superstructures because of risk of Ni ion release to the body, and fluorides should be avoided in acidic media because Ti, Ti6Al4V, and CoCr-c superstructures show galvanic corrosion. The best combinations are Ti/Ti6Al4V and Ti/CoCr as alternative of noble gold alloys.
The electrochemical behaviour of three different near-β titanium alloys (composed by Ti, Nb and Sn) obtained by powder metallurgy for biomedical applications has been investigated. Different electrochemical and microscopy techniques were used to study the influence of the chemical composition (Sn content) and the applied potential on the microstructure and the corrosion mechanisms of those titanium alloys. Addition of Sn below 4% wt. to the titanium powder improves the microstructural homogeneity and generates an alloy with high corrosion resistance with low elastic modulus, being more suitable as a biomaterial. When the Sn content is above 4%, the corrosion resistance considerably decreases by increasing the passive dissolution rate; this effect is enhanced with the applied potential.
A todos los miembros del Grupo de Investigación I.E.C. por su acogida tanto en el aspecto profesional como en el personal. A Emma por su ayuda desinteresada. Y en especial a mis compañeros de barracón, a Carlos y a Isaac, y a Lupita, por todos los momentos que hemos pasado juntos. Por último, mi más sincero agradecimiento a Anna por su apoyo y confianza y por todo lo que me ha enseñado, tanto profesional como personalmente. Muchas gracias por estos años.A mi familia y amigos que con sus distintas formas de apoyo han hecho que esta etapa de mi vida haya sido más plena y feliz. A mi hermano por sus buenos consejos. A mi padre por todo su apoyo y conocimiento durante estos años. A mi madre por ser el mejor ejemplo y estar siempre ahí. A Jorge por compartir mi vida y disfrutar juntos de la experiencia de ser padres. Y a mi hijo Nicolás por hacerme sonreír cada día.
CAPÍTULO 1
ObjetivoEl objetivo principal del trabajo de investigación para la presente Tesis Doctoral es el estudio del comportamiento electroquímico de diferentes metales y aleaciones que constituyen una máquina de absorción de bromuro de litio en condiciones de alta temperatura y elevada concentración de LiBr. Además se pretende analizar la influencia de la generación de hidrógeno producida como consecuencia de las reacciones catódicas que tienen lugar asociadas al fenómeno de corrosión en dicho comportamiento electroquímico de las aleaciones consideradas. Para ello se emplearán diferentes técnicas electroquímicas (ensayos potenciodinámicos, ensayos potenciostáticos y galvanostáticos, medidas de potencial a circuito abierto y espectroscopía de impedancia electroquímica) y análisis digital de imagen. El trabajo se ha dividido en siete capítulos atendiendo a los diferentes aspectos electroquímicos estudiados. En la Figura 1.1 se observa de forma esquemática la estructura de la Tesis Doctoral indicándose los materiales y la metodología empleados, los capítulos y los parámetros obtenidos en cada uno de ellos.En el capítulo 2, Introducción, se presentan algunos conceptos básicos de los sistemas de refrigeración por absorción y la reacción de evolución de hidrógeno (REH). También se presenta la problemática que estos sistemas presentan frente a la corrosión de los materiales y a la generación de hidrógeno.En el capítulo 3, Técnicas electroquímicas y condiciones de trabajo, se presentan tanto los materiales y condiciones de trabajo como los dispositivos y técnicas electroquímicas empleados en la Tesis Doctoral.
En el capítulo 4, Estudio de la corrosión en LiBr mediante técnicas depolarización, se estudia el comportamiento frente a la corrosión general y localizada de los materiales en las condiciones de trabajo de las máquinas de absorción.
En el capítulo 5, Estudio de la REH en LiBr mediante técnicas depolarización, se estudia la reacción de evolución del hidrógeno (REH) sobre las aleaciones metálicas en función de la temperatura de la disolución de LiBr.En el capítulo 6, Influencia de la descarga de hidrógeno y la temperatura sobre el comportamiento electro...
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