{"id":77843,"date":"2018-04-05T15:00:42","date_gmt":"2018-04-05T14:00:42","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/?p=77843"},"modified":"2018-04-05T16:13:34","modified_gmt":"2018-04-05T15:13:34","slug":"procesamiento-pulvimetalurgico-de-aleaciones-beta-de-ti-nb-de-bajo-coste","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/2018\/04\/05\/77843","title":{"rendered":"Procesamiento pulvimetal\u00fargico de aleaciones beta de Ti-Nb de bajo coste"},"content":{"rendered":"<p>El Titanio y sus aleaciones son los metales m\u00e1s com\u00fanmente utilizados en pr\u00f3tesis ortop\u00e9dicas e implantes dentales. Sin embargo, todav\u00eda existen algunos problemas que es necesario abordar, como la resorci\u00f3n del hueso (osteopenia) debido al fen\u00f3meno de apantallamiento de tensiones (stress shielding), baja resistencia a tribocorrosi\u00f3n (dando lugar a liberaci\u00f3n de iones met\u00e1licos y residuos de desgaste, con efectos nocivos locales o sist\u00e9micos), y falta de bioactividad.<\/p>\n<p>Parte de la soluci\u00f3n a estos problemas cl\u00ednicos consiste en el uso de aleaciones de Ti-Nb de bajo m\u00f3dulo de Young en los que, posteriormente se pueden crear superficies hibridas y multifuncionales resistentes a tribocorrosi\u00f3n.   <\/p>\n<p>El Grupo de Tecnolog\u00eda de Polvos (GTP) de la Universidad Carlos III de Madrid trabaja en el desarrollo de aleaciones beta de titanio de bajo coste empleando hidruro de titanio (TiH2, TH), niobio (Nb) y hierro (Fe) como polvos de partida. Se trabaja en el desarrollo de tres aleaciones con la siguiente formulaci\u00f3n\/composici\u00f3n: TH-12%wt Nb, TH-40%wt Nb y TH-5% Fe-12%wt Nb. La adici\u00f3n de Fe disminuye el contenido de Nb necesario para obtener\/estabilizar una mayor fracci\u00f3n de fase beta, tal como se observa en la Figura 1.<\/p>\n<figure id=\"attachment_77850\" aria-describedby=\"caption-attachment-77850\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignleft\"><a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura13.png\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura13-300x160.png\" alt=\"Figura 1 Diagramas de fase obtenidos con el software Thermocalc\u00ae. a) Sistema Ti-Nb; b) Sistema Ti-5Fe-Nb\" title=\"Figura 1 Diagramas de fase obtenidos con el software Thermocalc\u00ae. a) Sistema Ti-Nb; b) Sistema Ti-5Fe-Nb\" width=\"300\" height=\"160\" class=\"size-medium wp-image-77850\" srcset=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura13-300x160.png 300w, https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura13.png 886w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-77850\" class=\"wp-caption-text\">Figura 1 Diagramas de fase obtenidos con el software Thermocalc\u00ae. a) Sistema Ti-Nb; b) Sistema Ti-5Fe-Nb<\/figcaption><\/figure>\n<p>El procesado de estos materiales consiste en una ruta pulvimetal\u00fargica convencional: Comienza con la mezcla elemental de los polvos, seguido de un prensado uniaxial y finalmente, la sinterizaci\u00f3n en condiciones de alto vac\u00edo. Este \u00faltimo paso debe garantizar la estabilizaci\u00f3n de la fase beta y la mayor conversi\u00f3n de TiH2 a Ti met\u00e1lico.<br \/>\nEl proceso de descomposici\u00f3n del TiH2 ocurre en dos etapas entre 450-650\u00baC, por lo que se han planteado distintos ciclos de sinterizaci\u00f3n que promuevan la eliminaci\u00f3n de H2, controlando la velocidad de calentamiento en este intervalo de temperatura y optimizando tanto el tiempo como la temperatura final de sinterizaci\u00f3n (Figura 2.a).  <\/p>\n<p>Los resultados obtenidos indican una mayor p\u00e9rdida de H2, alrededor de 98%, para las muestras sinterizadas con los ciclos 3 y 4, es decir, que la disminuci\u00f3n de la velocidad de calentamiento a 2\u00baC\/min durante la etapa de descomposici\u00f3n del hidruro favorece la eliminaci\u00f3n de H2. (Figura 2.b).<\/p>\n<figure id=\"attachment_77861\" aria-describedby=\"caption-attachment-77861\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignleft\"><a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura21.png\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura21-300x112.png\" alt=\"Figura 2. a) Ciclos de sinterizaci\u00f3n planteados; b) P\u00e9rdida de H2 obtenida para los distintos ciclos de sinterizaci\u00f3n aplicados.\" title=\"Figura 2. a) Ciclos de sinterizaci\u00f3n planteados; b) P\u00e9rdida de H2 obtenida para los distintos ciclos de sinterizaci\u00f3n aplicados.\" width=\"300\" height=\"112\" class=\"size-medium wp-image-77861\" srcset=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura21-300x112.png 300w, https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura21.png 970w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-77861\" class=\"wp-caption-text\">Figura 2. a) Ciclos de sinterizaci\u00f3n planteados; b) P\u00e9rdida de H2 obtenida para los distintos ciclos de sinterizaci\u00f3n aplicados.<\/figcaption><\/figure>\n<p>La figura 3 muestra im\u00e1genes de SEM de las muestras sinterizadas con el ciclo 4. La muestra TH-12Nb tiene una microestructura \u03b1+\u03b2. La muestra TH-40Nb y TH-5Fe-25Nb presentan una microestructura principalmente \u03b2. Las zonas brillantes en la Figura 3.b corresponden a zonas ricas en Nb, entonces, la difusi\u00f3n del Nb ha sido incompleta debido al alto porcentaje a\u00f1adido y al bajo coeficiente de difusi\u00f3n del Nb en el Ti.<\/p>\n<p>La densidad relativa de las muestras sinterizadas es de 99% \u00b1 1 para las muestras TH-12Nb y TH-5Fe-25Nb, y 96% \u00b1 2 para la composici\u00f3n TH-40Nb debido a los problemas de segregaci\u00f3n y difusi\u00f3n incompleta del Nb. <\/p>\n<p><figure id=\"attachment_77859\" aria-describedby=\"caption-attachment-77859\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignright\"><a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura3.png\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura3-300x88.png\" alt=\"Figura 3 Im\u00e1genes de SEM de muestras sinterizadas con el ciclo 4. a) TH-12Nb; b) TH-40Nb; c) TH-5Fe-25Nb\" title=\"Figura 3 Im\u00e1genes de SEM de muestras sinterizadas con el ciclo 4. a) TH-12Nb; b) TH-40Nb; c) TH-5Fe-25Nb\" width=\"300\" height=\"88\" class=\"size-medium wp-image-77859\" srcset=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura3-300x88.png 300w, https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/files\/2018\/04\/Figura3.png 886w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-77859\" class=\"wp-caption-text\">Figura 3 Im\u00e1genes de SEM de muestras sinterizadas con el ciclo 4. a) TH-12Nb; b) TH-40Nb; c) TH-5Fe-25Nb<\/figcaption><\/figure><br \/>\nLa l\u00ednea actual de investigaci\u00f3n se centra en buscar alternativas para mejorar la dispersi\u00f3n y difusi\u00f3n de las part\u00edculas de Nb, siendo el procesamiento coloidal una alternativa interesante a considerar. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>El Titanio y sus aleaciones son los metales m\u00e1s com\u00fanmente utilizados en pr\u00f3tesis ortop\u00e9dicas e implantes dentales. 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