Microestructura de materiales metálicos usados como biomateriales microestructura de materiales metálicos usados como biomateriales microestructura

PRACTICA 1

Microestructura de materiales metálicos usados como biomateriales

Por:
MARIA ANTONIA AGUILAR RESTREPO
C.C1122356876

Laboratorio
Biomateriales

Docente:
Claudia Patricia Ossa Orozco

BIOINGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERIA

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
AGOSTO 18 DE 2010

OBJETIVOS:
* Familiarizar al estudiante con la microestructura de los principales materialesmetálicos usados para aplicaciones medidas.
* Aprender la técnica para preparación de muestras para análisis
MATERIALES
* Titanio.
* Acero inoxidable austenítico.
* Lijas 240 - 400 – 600.
* Pasta de pulido.
* Reactivos para ataques químicos

EQUIPOS

* Embutidora de baquelita.
* Equipos para pulimento de muestras.
* Microscopio óptico.

DATOS A REPORTAR
1.Dibujar la microestructura observada identificando las fases presentes en el biomaterial y compararla con la microestructura reportada en la literatura. ¿Qué puede concluir al respecto?

Microestructura observada en el microscopio
X100

Microestructura reportada en la literatura

Una vez se tiene la microestructura del material experimental, se puede comparar con la microestructuraencontrada en la literatura, y se observa que la muestra corresponde a Titanio puro, el cual tiene un tamaño de grano medio, lo que le confiere una resistencia mecánica moderada; pero que puede ser mejorara adicionando elementos aleantes como el Al y el Va, que mejoren sus propiedades dependiendo de la biofuncionalidad deseada.
2. ¿Qué relación existe entre la microestructura y las propiedades de unmaterial? Explique claramente y de dos ejemplos.
La particularidad fundamental de la constitución de los metales es la distribución perfectamente organizada de sus átomos, característica de todos los cuerpos cristalinos. La estructura cristalina es la causa a la cual deben los metales una serie de sus propiedades, ausentes en los cuerpos amorfos. En un metal siempre se puede destacar unconjunto mínimo de átomos (cristal elemental), cuya distribución en el espacio es semejante y se repite reiteradas veces. El enlace de tales conjuntos de átomos forma la red cristalina o cristal, constituida por cristales elementales. La mayoría de los metales tienen cristales elementales como: cúbico espacial centrado, cúbico centrado en las caras y hexagonal compacto.[1].
Esta distribución en laestructura cristalina a nivel micro en la cual cada enlace que se genera entre los átomos conlleva a un comportamiento de cada uno de los materiales en un nivel superior, donde intervienen en todas las propiedades mecánicas. Dichas propiedades varían en este nivel según las fases en que se encuentre el material, dado que al adicionar elementos aleantes, el tamaño de grano varia, evidenciando que losdiferentes tamaños ofrecen comportamientos distintos del material, por ejemplo para un tamaño de grano equiaxial el material es blando y dúctil, pero si por el contrario el grano es pequeño y acircular el material es duro, tiene una mayor resistencia a la tracción, y tiene menor posibilidad de sufrir grietas. Todo esto debido a los diferentes enlaces entre los átomos de los nuevos elementosadicionados observados a nivel micro.
Esta importancia de la microestructura se puede ver por ejemplo en el caso de una aleación de titanio que tenga un poco mas de aplicación medica debido a sus propiedades, como lo es Ti6Al4V, para la cual la microestructura tiene un efecto evidente sobre el límite de fatiga. La estructura equiaxial fina y la estructura laminar son las que presentan una mayorresistencia a fatiga. Por su parte la disminución del tamaño de grano aumenta el limite elástico y reduce la longitud de desplazamiento, por lo q tiende a mejorar la resistencia a fatiga. [2]
Otro ejemplo donde también se puede ver la importancia de la microestructura, es en una prueba de tracción en donde se observa que en la zona cercana a la fractura los granos se tornan elongados en la...