EFECTO DE LA TAMPERATURA DE SINTERIZACIÓN SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE ESPUMAS DE ALEACIONES TI - NB - TA - MN

Abstract

En busca de mejorar la calidad de vida de las personas, últimamente se ha puesto mayor interés en el desarrollo de implantes biomédicos y sus exigencias. Por estudios previos se sabe el Titanio y sus aleaciones han presentado buenos resultados biomecánicos. Los avances han estado enfocados a encontrar materiales no tóxicos y con propiedades mecánicas similares a las del hueso. Se ha propuesto así, la aleación Ti-Nb-Ta-Zr. Sin embargo, aún presenta un elevado módulo elástico en comparación al del hueso cortical, generando el llamado ápantallamiento de tensiones?. Con el fin de solventar este problema se ha propuesto reemplazar el Zr por el Mn. De este último compuesto no existen estudios en implantes biomédicos, sin embargo se sabe que puede tener efectos beneficiosos para el organismo además de aportar favorables propiedades mecánicas y ser menos costoso que el Zr. Utilizando pulvimetalurgia convencional. Para ello polvos de Ti, Nb, Ta y Mn junto con Bicarbonato de amonio como espaciador (50% v/v), fueron mezclados para obtener aleaciones de Ti-35Nb-29Ta-Mn variando el contenido de Mn (2, 4 y 6% v/v). Los polvos obtenidos fueron compactados a 400 MPa. La presión de compactación fue elegida a partir de las curvas de compresibilidad. Una vez compactadas las muestras en verde, se efectuó el retiro del espaciador y posteriormente fueron sinterizadas a 1200?C, 1250?C y 1300?C en alto vacío durante dos horas. Se evaluó la influencia de los parámetros inherentes al proceso sobre las características microestructurales (siendo los más importantes la temperatura de sinterización y el contenido de Mn) y las propiedades mecánicas de la aleación Ti-Nb-Ta-Mn mediante el ensayo de compresión. Finalmente, los compactos obtenidos fueron caracterizados a través de DRX, método de Arquímedes y análisis de imagen, obteniendo una porosidad cercana al 70%. Se comprobó la formación de solución sólida de la aleación. Además, tanto el aumento de porosidad total como el contenido de Mn, disminuyen la resistencia a la fluencia. A su vez, la temperatura de sinterización influye directamente sobre la morfología de los poros y la resistencia mecánica. El módulo de Young tiende a disminuir con la porosidad, alcanzando valores de 10 GPa, similares al hueso trabecular.