Aleaciones inteligentes

Caracterización de aleaciones de titanio con bajo módulo elástico y memoria de forma para aplicaciones biomédicas

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RESUMEN
Con el propósito de obtener una aleación de Titanio libre de Níquel, que posea memoria de forma y además, un módulo elástico bajo, el presente trabajo estudia la microestructura y el comportamiento termo-mecánico de aleaciones de Ti-Ta-Nb y Ti-Zr-Nb. Lasaleaciones fueron diseñadas mediante un método teórico basado en orbitales moleculares y posteriormente, se llevó a cabo la fabricación de las mismas en horno de arco eléctrico con atmósfera controlada de Ar. Los materiales obtenidos fueron homogenizados a 1100ºC por 12 horas, recocidas a 1000ºC y templadas en agua con hielo. El material fue caracterizado a través de Microscopía Óptica,Calorimetría Diferencial de Barrido, Fluorescencia de Rayos X, Difracción de Rayos X, Micro- y Nanoindentación Instrumentada. La aleación Ti-8.3Zr-24.5Nb presenta transformación martensítica termoelástica entre 35ºC y 45º y la aleación Ti-24.6Ta-21.5Nb muestra un módulo elástico de 68GPa. Las diferentes fases, temperaturas de β transus, ensayos de dureza a escala micro y nano y móduloselásticos han sido estudiados y discutidos en este documento. Palabras claves: Titanio libre de níquel, módulo elástico, memoria de forma, nanoindentación.

Caracterización de aleaciones de titanio con bajo módulo elástico y memoria de forma para aplicaciones biomédicas

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SUMARIO
RESUMEN ______________________________________________________1 SUMARIO_______________________________________________________3 1. INTRODUCCIÓN _____________________________________________5
1.1. Antecedentes......................................................................................................... 6 1.2. Objetivos del proyecto .......................................................................................... 8 1.3. Justificación.........................................................................................................10 1.4. Cronograma.........................................................................................................11

2.

MARCO TEÓRICO___________________________________________13
2.1. Transformación martensitica termoelástica .....................................................13
2.1.1. 2.1.2. 2.1.3.2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. Energía libre de Gibbs .....................................................................................13 Aspecto microestructural ................................................................................15 Mecanismos de transformación......................................................................17 Memoria de forma...........................................................................................19 Pseudoelásticidad ...........................................................................................21 Superelásticidad..............................................................................................22 Alta capacidad deamortiguamiento................................................................22 Microestructura del titanio ...............................................................................23 Aleaciones NiTi................................................................................................24 Aplicaciones biomédicas.................................................................................25

2.2. Efectos de la transformaciónmartensítica termoelástica...............................19

2.3. El titanio................................................................................................................22

2.4. Diseño teórico de aleaciones de Titanio..........................................................27

3.

MATERIALES Y MÉTODOS ___________________________________31
3.1. Material de partida...