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https://hdl.handle.net/20.500.12104/80580
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Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
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dc.contributor.advisor | Jiménez Alemán, Omar | |
dc.contributor.advisor | Olmos Navarrete, Luis Rafael | |
dc.contributor.advisor | Rodríguez de Anda, Eduardo | |
dc.contributor.author | Farías Velázquez, Iván Gerardo | |
dc.date.accessioned | 2020-04-05T19:03:03Z | - |
dc.date.available | 2020-04-05T19:03:03Z | - |
dc.date.issued | 2016 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12104/80580 | - |
dc.identifier.uri | http://wdg.biblio.udg.mx | |
dc.description.abstract | Resumen Los materiales utilizados en implantes a largo plazo (> 1 O años) tales como: 316, CoCrMo y Ti6Al4V, tienen un módulo elástico relativamente alto que pueden provocar apantallamiento de tensiones induciendo un desajuste en la interfaz hueso-implante. Una alternativa para evitar este problema es inducir porosidad previo a la etapa de sinterizado en estado sólido mediante el método del espaciador. Sin embargo, dicha porosidad reduce la resistencia a la corrosión debido al incremento de área expuesta. Por lo anterior, el presente estudio está enfocado en la obtención de compactos sinterizados de Ti6Al4V porosos, utilizando 30% vol. de bicarbonato de amonio como espaciador y 70% vol. de polvos de la aleación Ti6Al4V. El comportamiento de sinterizado se evaluó por medio de dilatometría a diferentes temperaturas desde 1150 hasta 1260 oC bajo una atmósfera inerte de argón. Después del sinterizado en estado sólido las muestras fueron expuestas a un flujo de gas nitrógeno con el objetivo de crear una película de TiN. Se realizó la caracterización estructural de los compactos en términos de distribución, tamaño y forma de poro mediante microtomografia de rayos X, caracterización mecánica y pruebas electroquímicas. Se encontró que la porosidad obtenida está interconectada en las muestras donde se usó espaciador, con un volumen de poros de entre 31 a 48% para las muestras sin y con el uso de espaciador respectivamente. Se estimó el valor del módulo elástico a partir de ensayos de compresión encontrando valores entre 7.2-3.9 GPa. La mejora en la resistencia a la corrosión en fluidos corporales sintéticos, fue cerca de 4 veces mayor después de nitrurado in situ en comparación con los compactos sinterizados sin tratamiento de nitrurado. | |
dc.description.tableofcontents | Índice general Página ABSTRACT ............................................................................................................................................................... I RESUMEN ............................................................................................................................................................... II INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................. III JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................................................. IV OBJETIVOS ............................................................................................................................................................. V OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................................................... V OBJETIVOS PARTICULARES ..................................................................................................................................... V HIPÓTESIS .............................................................................................................................................................. V 1 CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO .............................................................................................................. 1 1.1 BIOMA TERIALES ................. ... ..... ........ ... .......... ... ..... ........ ... .......... ... ..... ........ ... ..... ..... ... ..... ... ........ ..... ........ 1 1.2 TITANIO Y ALEACIONES .............................................. ..... ... ..... ........ ..... ... ........ ... .......... ... ..... ........ ... .......... 1 1.3 CLASIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES DE TITANIO ..... .......... ... ..... ........ ... .......... ... ..... ........ ... .......... ... .......... 2 1.3.1 Aleaciones tipoa·································································································································· 3 1.3.2 Aleaciones tipo jJ .................................................................................................................................. 3 1.3.3 Aleaciones tipo a+/J .............................................................................................................................. 4 1.4 METALURGIA DE POLVOS .......................................................................................................................... 4 1.5 TECNOLOGÍAS PARA LA FABRICACIÓN DE POLVOS DE TITANIO .................................................................. 5 1.5.1 Proceso del electrodo rotatorio ............................................................................................................ 5 1.5.2 MétodoHDH ........................................................................................................................................ 6 1. 6 SINTERIZADO ............................................................................................................................................. 7 1.6.1 Sinterizado en estado sólido ................. ..... ........ ........ ........ ..... ... ..... ........ ........ ........ ..... ........ ........ ......... 7 1.6.2 Sinterizado en fase líquida ................................ ..... ... ..................... ........ ................ ..... ... ..... ........ ......... 7 1.6.3 Variaciones del sinterizado en fase líquida ....... ........ ........ ........ ..... ................ ........ ..... ................ ......... 8 1.7 MATERIALES POROSOS ...................................................... ...... ........ ... .......... ... ............. ... .......... ... ............. 8 l. 7.1 Método del espaciador para la formación de poros ............................................................................. 9 l. 7.2 Propiedades y aplicaciones de los metales porosos ............................................................................. 9 1. 8 CORROSIÓN ............................................................................. ..... ... ..... ........ ... ..... ........ ... .......... ... ..... ...... 1 o 1.8.1 Unidades y cálculos de la corrosión .................................................................................................. 11 1. 9 TÉCNICAS EXPERIMENTALES ................................................................................................................... 12 1.9.1 Dilatometría ....................................................................................................................................... 12 1.9.2 Microscopía electrónica de barrido ................................................................................................... 12 1.9.3 Microtomografia de rayos X. .............................................................................................................. 14 1.9.4 Ensayosdecompresión ...................................................................................................................... 15 1.9.5 Extrapolación de Taje/ ....................................................................................................................... 16 2 CAPÍTULO II. ANTECEDENTES .............................................................................................................. 19 2.1 DESARROLLO HISTÓRICO DE LOS BIOMATERIALES .................................................................................. 19 2.2 CARACTERÍSTICAS IDEALES DE LOS BIOMATERIALES ............................................................................... 19 2.2.1 Propiedades mecánicas ...................................................................................................................... 19 2.2.2 Biocompatibilidad .............................................................................................................................. 20 2.2.3 Resistencia a la corrosión y desgaste ................................................................................................. 20 2.2.4 Oseointegración ................................................ ..... ........ ........ ........ ..... ... ..... ........ ........ ........ ............... 21 2.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS IMPLANTES POROSOS ........................................................................ 21 2.4 INFLUENCIA DEL PROCESAMIENTO Y TIPO DE MATERIA PRIMA USADA EN LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES POROSOS .......................................................................................................................................... 22 2.4.1 La forma de las partículas ...................................................... ........ ........ ..... ... ............. ........ ..... ... ....... 23 2.4.2 Tamaño de partículas y la temperatura de sinterizado ...................................................................... 23 2.4.3 Presión de compactación en los polvos .............................................................................................. 24 2.4.4 Efecto de la porosidad en la resistencia mecánica ............................................................................. 24 2.4.5 Efecto de la porosidad en la corrosión ............................................................................................... 25 2.5 COMPORTAMIENTO DEL NITRURO DE TITANIO FRENTE A LA CORROSIÓN ................................................. 26 2.6 MICROESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE FASES DESPUÉS DEL NITRURADO .............................................. 26 2.7 PROPIEDADES DE NITRURO DE TITANIO COMO BIOMATERIAL.. ................................................................. 27 3 CAPÍTULO III. DESARROLLO EXPERIMENTAL ............................................................................... 30 3.1 MATERIALES Y REACTIVOS ................................. ... .......... ... ..... ........ ... .......... ... ..... ... ..... ... ..... ........ ..... ...... 30 3.1.1 Forma tamaño y distribución de polvos ............................................................................................. 30 3.1.2 Proceso de mezclado y compactación ................................................................................................ 31 3.2 METODOLOGÍA ........................................................................................................................................ 32 3.2.1 Ensayo de dilatometría ....................................................................................................................... 32 3.2.2 Ciclos de calentamiento y procesamiento de muestras . ..................................................................... 33 3.2.3 Condiciones de procesamiento y nomenclatura de muestra ............................................................... 34 3.2.4 Determinación de porosidad .............................................................................................................. 35 3.2.5 Microtomografia de rayos X. .............................................................................................................. 35 3.2.6 Preparación de muestras para observar la microestructura ............ ..... ... ..... ........ ........ ........ ..... ....... 37 3.2. 7 Pruebas de corrosión . .................................................................... ................ ..... ... ..... ........ ........ ....... 38 3.2.8 Pruebas de compresión ..................................... ........ ........ ..... ................ ........ ..... ... ............. ........ ....... 39 4 CAPITULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................................... 41 4.1 ESTUDIO DEL SINTERIZADO MEDIANTE DILATO ME TRÍA ........................................................................... 41 4.2 OBTENCIÓN DE MUESTRAS ....................................................................................................................... 47 4.3 CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL. ......................................................................................................... 48 4.3.1 Variación de volumen y porosidad en los compactos ................ ..... ... ............. ........ ........ .................... 48 4.3.2 Caracterización mediante microtomografia de rayos X. ........... ..... ........ ........ ........ ..... ... ..... ........ ....... 50 4.4 MICROESTRUCTURA DE SINTERIZADOS ....................................... ....... .. .... ........ .... .... ....... .. .. .......... .... ....... 58 4.5 MEDICIÓN DE PROPIEDADES ....................... ........ ... .......... ... ..... ........ ... ..... ..... ... ..... ... ........ ..... ........ . .. ........ 61 4.5.1 Ensayos de compresión ...................................................................................................................... 61 4.5.2 Caracterización de muestras ensayadas parcialmente a compresión ................................................ 65 4.5.3 Determinación de la velocidad de corrosión ...................................................................................... 69 5 CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 74 5.1 CONCLUSIONES ....................................................... ........ ... .......... ... ..... ........ ... ..... ..... ... ..... ... ........ ..... ...... 74 5.2 RECOMENDACIONES PARA TRABAJO A FUTURO ..... ..... ... ..... ... ..... ........ ..... ... ........ ..... ........ ... ..... ........ ........ 75 REFERENCIAS ..................................................................................................................................................... 76 | |
dc.format | application/PDF | |
dc.language.iso | spa | |
dc.publisher | Biblioteca Digital wdg.biblio | |
dc.publisher | Universidad de Guadalajara | |
dc.rights.uri | https://wdg.biblio.udg.mx/politicasdepublicacion.php | |
dc.title | Caracterización de una aleación Ti6Al4V con poros inducidos fabricada mediante metalurgia de polvos, con un tratamiento termoquímico de nitrurado in situ | |
dc.type | Tesis de Maestria | |
dc.rights.holder | Universidad de Guadalajara | |
dc.rights.holder | Farías Velázquez, Iván Gerardo | |
dc.coverage | GUADALAJARA, JALISCO | |
dc.type.conacyt | masterThesis | - |
dc.degree.name | MAESTRIA EN CIENCIA DE LOS MATERIALES | - |
dc.degree.department | CUCEI | - |
dc.degree.grantor | Universidad de Guadalajara | - |
dc.degree.creator | MAESTRO EN CIENCIA DE LOS MATERIALES | - |
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