Efeito da oxidação eletrolítica assistida a plasma sobre a resistência à corrosão do magnésio em solução simulada de fluido corpóreo

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Gonçalves, Thaís Matiello [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Biomaterial; Magnésio; Biocorrão; Implantes bioabssorvíveis; Oxidação eletrolítica assistida a plasma (PEO); Implantes; Magnesium; Biocorrosion; Bioabsorbable implants; Plasma electrolytic oxidation (PEO); Implant
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192996

O magnésio e suas ligas são materiais metálicos com elevado potencial de aplicação como biomaterial na produção de parafusos e implantes. Entretanto, suas baixas resistências a corrosão comprometem suas aplicabilidades, e a oxidação eletrolítica assistida a plasma (PEO) se mostra uma técnica viável na otimização das propriedades anticorrosivas do magnésio. Neste trabalho, a liga AZ31 foi tratada por PEO, utilizando solução de fosfato de potássio monobásico anidro e hidróxido de potássio, garantindo um aumento significativo na resistência à corrosão em fluido corpóreo simulado (SBF). Os parâmetros elétricos do sistema foram variados, com o intuito de promover a formação de um revestimento mais homogêneo, com baixa densidade de poros e menos defeitos estruturais. A polarização da corrente também foi estudada, sendo todos os experimentos realizados em ambos os modos, unipolar (tensão anódica) e bipolar (tensões anódica e catódica). Os parâmetros foram variados na seguinte ordem: frequência, tensão, ciclo de trabalho e tempo de tratamento. A frequência foi variada entre 300 e 3000 Hz, enquanto que a tensão variou entre 200 e 400 V, para modo unipolar e -60 e -200 V para bipolar. Espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e polarização potenciostática foram empregadas nas análises de corrosão das amostras quando imersas em SBF. Um microscópio eletrônico de varredura (MEV) permitiu a determinação da morfologia, enquanto que o espectrômetro de energia dispersiva de raios- X (EDS) analisou a composição química dos revestimentos. A espessura dos filmes foi determinada pelo método de inspeção por corrente parasita. Altos valores de frequência de pulsos levaram à formação de revestimentos mais resistentes aos ataques de eletrólitos corrosivos, sendo 3000 Hz e 2000 Hz as melhores opções para ambas correntes unipolar e bipolar, respectivamente. A propriedade de barreira foi otimizada para amostras com tensão de tratamento de 300 V para modo unipolar e 300 V e -60 V para regime bipolar, aumentando a resistência à corrosão da liga em 17.000% e 9.000%, respectivamente. Testes de imersão em SBF foram realizados para os revestimentos produzidos tanto em modo unipolar como bipolar, seguindo os parâmetros de tratamento das melhores condições. A resistência à corrosão dos revestimentos diminuiu nos estágios iniciais de imersão, seguido de um considerável aumento no 7º dia. A integridade das amostras foi comprometida ao longo do tempo de exposição ao SBF, sendo que os filmes bipolares se mostraram mais estáveis durante os testes. Ao final das análises, apesar dos efeitos negativos inerentes ao SBF, as amostras se mostraram ainda resistentes aos ataques químicos. Este comportamento sugere a possibilidade de emprego da liga AZ31, tratada por uma técnica simples e econômica, como biomaterial, uma vez que os compostos liberados durante a dissolução são biocompátiveis. Além do mais, nenhum efeito negativo sobre as propriedades mecânicas foi observado, sendo que em 30 dias de imersão, os eletrólitos de SBF não comprometeram o substrato, apenas os revestimentos.