Funcionalización electroquímica y tribológica de películas de quitosano en fosfato tricálcico depositados en acero 316L

Chitosan coatings electrochemical y tribologic functionalization in tricalcium phosphate deposited on 316L steel

Se depositaron recubrimientos de fosfato tricálcico-β/quitosano sobre sustratos de acero 316L vía electrodeposición, a una temperatura de 60 °C, aplicando una corriente de 260 mA. Con el fin de estudiar el efecto del contenido de quitosano en la velocidad de corrosión y la respuesta tribológica de los aceros recubiertos, se utilizaron seis concentraciones de quitosano en la mezcla acuosa. Los enlaces químicos presentes en las capas fueron estudiados mediante Espectroscopia de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR), la cristalinidad de los depósitos fue examinada mediante difracción de rayos-X (DRX), la resistencia a la corrosión del TCP-β/quitosano depositado sobre los aceros se estudió mediante Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) y curvas anódicas Tafel, encontrándose una disminución del 54% en la velocidad de corrosión para la relación 50-50, con respecto a 100% TCP. La respuesta tribológica se analizó mediante pin-on-disc, evidenciando una reducción del 73% en el coeficiente de fricción con mayor concentración de quitosano.

I. INTRODUCCIÓN

Las diversas técnicas de modificación superficial y el desarrollo de los biomateriales han logrado gran avance en el campo de la medicina; de esta forma, el uso de metales biocompatibles, como el acero 316L, representa una respuesta para las exigencias mecánicas de prótesis invasivas temporales. La composición química de la aleación 316L garantiza resistencia a la corrosión por pasividad, aunque está demostrado que, debido a lo delgada e inestable de la capa pasiva, esta aleación es susceptible a corrosión por picadura tras largos tiempos de exposición, por lo que es un material empleado de manera temporal [1]. En ese sentido, el siguiente trabajo tiene como fin la caracterización luego de la aplicación de recubrimientos de fosfato tricálcico-β/quitosano sobre sustratos de acero austenítico AISI 316L, con el fin de conferirles mejores propiedades tribológicas. Existen reportes de diferentes tipos de depósitos de recubrimientos no metálicos sobre sustratos metálicos con el fin de mejorar la resistencia al desgaste y a la corrosión por fluidos corporales, sin interferir con las propiedades mecánicas [1, 2].

El recubrimiento electroquímico es un proceso para el tratamiento de superficies; consiste en depositar una capa metálica (y en ciertos casos no metálica) sobre un metal base (sustrato) por medio del paso de corriente eléctrica entre dos metales diferentes (electrodos) mientras están inmersos en un líquido conductor (electrolito).