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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2015, 35(2): 151-164

EVALUACIÓN ELECTROQUÍMICA DE RECUBRIMIENTOS DE BIOVIDRIO/Al2O3 SOPORTADOS SOBRE ACERO INOXIDABLE AISI 316L Y SU RELACIÓN CON EL CARÁCTER BIOACTIVO DE LAS PELÍCULAS
(ELECTROCHEMICAL EVALUATION OF BIOGLASS/Al2O3 COATINGS SUPPORTED ON AISI 316L STAINLESS STEEL AND ITS RELATIONSHIP WITH THE FILMS BIOACTIVITY)

Jhon H. Sierra Uribe, Oscar M. Bravo Molina, Próspero Acevedo Peña, Elcy M. Córdoba Tuta

Online: 13-11-2014

GA-632

Abstract


Mediante el proceso sol-gel se sintetizaron polvos y recubrimientos de biovidrio/Al2O3 en diferentes proporciones con el fin de evaluar el efecto de la alúmina en las características bioactivas y electroquímicas de las películas de biovidrio. Los polvos cerámicos fueron caracterizados estructuralmente con ayuda de las técnicas de difracción de rayos X y espectroscopia de infrarrojo, obteniéndose evidencia de que los iones aluminio reemplazan a los de calcio en el biovidrio, formándose el enlace Si-O-Al en los materiales compuestos. De los resultados de los ensayos de bioactividad in vitro en fluido fisiológico simulado se pudo inferir que el nuevo enlace disminuye las características bioactivas del biovidrio dado que el aluminio actúa como una barrera para la generación de los enlaces Si-OH, necesarios para la nucleación de las apatitas desde el fluido fisiológico simulado. La caracterización electroquímica mediante resistencia a la polarización lineal, polarización potenciodinámica y espectroscopia de impedancia electroquímica, evidenció que el aumento del contenido de alúmina en el material compuesto biovidrio/Al2O3 incrementa la resistencia a la polarización del sustrato de acero AISI 316L. No obstante que el recubrimiento de biovidrio es el que confiere menor carácter protector al sustrato contra la corrosión, por su alta reactividad en el fluido fisiológico simulado, tal comportamiento se invierte una vez se ha formado la capa de apatitas, que actúa como una barrera difusional a las especies electroactivas del medio.

Bioglass/ Al2O3 powders and coatings at different ratios were synthesized by sol-gel process in order to evaluate the effect of alumina in the bioactive and electrochemical properties of the bioglass coatings. The ceramic powders were structurally characterized using the x-ray diffraction and Infrared spectroscopy techniques, which evidenced that aluminum ions replace calcium ions in the bioglass and that Si-O-Al bond is formed in the composites. From in vitro bioactivity tests in simulated body fluid could be inferred that the new bonds decrease the bioglass bioactivity because aluminum acts as a barrier to the generation of Si-OH bonds, which are necessary for nucleation of apatites from the simulated body fluid. The electrochemical characterization performed through linear polarization resistance, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy testing showed that the increasing of the alumina content of the bioglass/Al2O3 composite promotes the AISI 316L steel substrate polarization resistance. Although bioglass coating provides a lower protection to the substrate against corrosion, because of its high reactivity in the simulated body fluid, such behavior is reversed once the apatite layer has been formed, since it acts as a diffusional barrier to medium electroactive species.


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