Análise comparativa da anodização eletroquímica para obtenção de nanotubos de titânia em substratos α-Ti e β-TiNi

• Autor(a) principal: Pedro Damas Resende
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/33003; https://orcid.org/0000-0003-1830-2704
• topic: Anodização; Ligas Ni-Ti; Filme anódico; Nanotubos de titânia; Titânio; Materiais; Ciência dos materiais; Anodização; Titânio - Metalurgia

O titânio e suas ligas são materiais amplamente explorados devido às suas características de boa resistência mecânica e à corrosão, biocompatibilidade, propriedades catalíticas, entre outras. Parte destes campos de utilização se devem à camada de titânia formada em sua superfície, o que torna de primeira importância o controle da morfologia deste filme. Diversas técnicas de finalização de superfícies de titânio são propostas, desde métodos mecânicos e químicos até ópticos. Métodos eletroquímicos são formas eficazes de se funcionalizar uma superfície, pois são de fácil controle operacional, boa relação de custobenefício, alta reprodutibilidade e fácil aplicação em peças de geometrias complicadas. A anodização eletroquímica para obtenção de estruturas nanotubulares de titânia é amplamente estudada em substratos de titânio comercialmente puro e ligas de baixa adição, que possuem em comum o fato de formarem majoritariamente a fase α-Ti. A compreensão de como estes processos podem ser utilizados com mesma finalidade em ligas de estrutura β é escassa. Um exemplo de liga exclusivamente β é o NiTi, que foi utilizado para entender a diferença entre processos aplicados em cada tipo de substrato. Foram utilizadas tiras de titânio puro e de NiTi obtidas comercialmente. Ambos materiais tiveram estrutura investigada e sua superfície foi caracterizada anteriormente aos processos de adequação superficial e após a finalização desta etapa. As amostras foram anodizadas em eletrólitos de composição 0,2%m. NH4F, 1%v. H2O em etilenoglicol. Os potenciais de anodização escolhidos foram 5, 15, 25, 45 e 60 V com duração total de 3 h. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e as características morfológicas foram observadas por programa de análise de imagens. No titânio puro foram obtidas superfícies de estrutura nanotubular em todas as condições de anodização estudadas, ao contrário do ocorrido para o substrato de NiTi. Neste, apenas a amostra de 5 V apresentou formação similar à amostra de titânio. Amostras obtidas sob potenciais de 15 e 25 V apresentaram formações de aspecto tubular, porém sobre uma matriz porosa e não organizada. As amostras de NiTi anodizadas a 45 e 60 V sofreram corrosão por pite. O mecanismo de crescimento dos filmes anódicos é semelhante, porém apresenta menor organização observada na interface metal/óxido. Foi possível concluir que a obtenção de nanotubos de titânia em substrato de NiTi é viável, assim como no titânio. Os potenciais de anodização eletroquímica do NiTi capazes de produzir esta morfologia devem ser escolhidos cuidadosamente, uma vez que este substrato é mais susceptível à degradação do filme anódico formado.