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Artículo de método

Evaluación por tribocorrosión de compuestos de superficie TI6Al 4 V reforzados con cerámica revestida conláser

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DOI:

10.3791/70074

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12 de junio de 2026

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En este artículo

Resumen

Evaluación de la resistencia al desgaste, microdureza y resistencia a la corrosión de compuestos con partículas de refuerzo cerámico (sistemas Zr/TiC y Ti/Tic) en condiciones relevantes para implantes biomédicos (NaCl/H 2SO 4).

Resumen

Este artículo presenta un protocolo experimental completo para evaluar el comportamiento de tribocorrosión de compuestos basados en TI6Al4Vfabricados aditivamente reforzados con fases cerámicas mediante deposición láser de metal (LMD). Este protocolo aborda la necesidad de comprender los mecanismos sinérgicos de degradación que surgen en componentes expuestos a cargas mecánicas y entornos corrosivos en aplicaciones biomédicas y aeroespaciales. El protocolo incluye revestimiento láser controlado de TI6Al4V con refuerzos Zr/TiC y Ti/Tic, seguido de caracterizaciones detalladas microestructurales, mecánicas, electroquímicas y de tribocorrosión. Los procedimientos abarcan el manejo de polvos, preparación de sustratos, procesamiento láser, preparación metalográfica, microscopía, difracción de rayos X, pruebas de microdureza, mediciones electroquímicas de corrosión y pruebas de tribocorrosión utilizando un tribómetro de bola sobre placa alternativo bajo control electroquímico en un electrolito NaCl/H₂SO₄. Este método permite la evaluación en tiempo real de las interacciones desgaste-corrosión, incluyendo la ruptura pasiva de la película y la re-pasivación bajo condiciones de deslizamiento, teniendo en cuenta las características microestructurales inducidas por la fabricación aditiva. El protocolo sirve como un marco estandarizado para evaluar la eficacia de las estrategias de refuerzo cerámico en la mejora de la funcionalidad de sistemas metálicos fabricados aditivamente destinados a entornos desafiantes.

Introducción

La modificación superficial con láser que incorpora fases cerámicas es un enfoque eficaz para mejorar el rendimiento superficial de los implantes metálicos, permitiendo la formación de recubrimientos resistentes a la corrosión y reforzados mecánicamente mediante deposición láser de metal (LMD)1. La aleación de titanio TI6Al 4V se utiliza ampliamente en implantes biomédicos debido a su biocompatibilidad, alta relación resistencia-peso y resistencia a lacorrosión 2,3. No obstante, sigue siendo vulnerable a la corrosión y la tribocorrosión en entornos fisiológicos agresivos, donde el desgaste mecánico y la degradación electroquímica pueden comprometer el rendimiento del implante y desencadenar respuestas biológicasadversas 4,5,6,7. El LMD mejora las propiedades superficiales mediante la refusión localizada, la solidificación rápida y la incorporación de fases de refuerzo, produciendo capas densas y metalúrgicamente unidas con microestructuras adaptadas. En comparación con técnicas alternativas como la nitruración láser o el procesamiento por haz de electrones, el LMD ofrece flexibilidad composicional, menores costes operativos y una amplia accesibilidad 8,9,10. Estas ventajas lo hacen especialmente adecuado para implantes fabricados aditivamente (AM), donde la resistencia a la corrosión es crítica para un rendimiento in vivo a largoplazo 10.

El comportamiento de corrosión y tribocorrosión de los implantes AM está influenciado por la porosidad, rugosidad superficial, tensiones residuales y heterogeneidadmicroestructural 11. Por ello, la evaluación requiere ensayos electroquímicos en electrolitos agresivos (por ejemplo, NaCl/H₂SO₄), complementados por caracterización microestructural mediante SEM y EDS. Las estrategias de postprocesado, incluyendo el prensado isostático en caliente, el pulido superficial y la refusión láser, mejoran aún más la resistencia a la corrosión al reducir defectos y refinar la topología superficial.

Los compuestos reforzadosTI 6Al4V que contienen Zr, Ti y TiC presentan una mejor resistencia a la corrosión gracias a una combinación de mayor estabilidad pasiva en la capa y refinamiento microestructural. El circonio estabiliza el óxido mixto pasivo TiO₂ – ZrO₂, promoviendo una rápida re-pasivación y una mayor resistencia a lapolarización 12,13. Las partículas de TiC y Ti proporcionan refuerzo mecánico y actúan como barreras de difusión contra iones corrosivos, mientras que las interfaces bien unidas minimizan las microgrietas que pueden iniciar corrosiónlocalizada 14. La Tabla de Materiales muestra los materiales utilizados, incluyendo reactivos e instrumentos.

El objetivo general de este método es evaluar el rendimiento de la tribocorrosión de compuestos AMTI 6Al4V reforzados con partículas cerámicas (Zr/TiC y Ti/TiC), capturando los mecanismos de daño sinérgicos que ocurren bajo desgaste mecánico simultáneo y exposición electroquímica. La prueba de tribocorrosión integra mediciones de desgaste y electroquímicas, proporcionando evaluación en tiempo real bajo condiciones dinámicas y fisiológicamenterelevantes 15,16,17,18,19,20. El método es adecuado para implantes biomédicos portantes o componentes expuestos a tensiones mecánicas y químicas combinadas, simulando escenarios in vivo en el peor caso utilizando electrolitos que contienen cloruro. El rendimiento óptimo se logra equilibrando el refuerzo mecánico con la estabilidad electroquímica, enfatizando la importancia de la uniformidad microestructural y la integridad pasiva de la película. Este protocolo proporciona un marco reproducible y relevante para la aplicación para evaluar compuestos AMTI 6Al4V bajo condiciones de tribocorrosión, apoyando la selección informada de materiales, la ingeniería de superficies y el diseño de implantes.

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Protocolo

1. Materiales, equipos y polvos iniciales

  1. Pólvoras de inicio
    1. Obtener polvo atomizado de gasTI 6Al4V (ASTM F136) con un rango de partículas de 15–53 μm, polvo de circonio (Zr) con pureza de ≥99,5% en peso y tamaño de partícula de 10–45 μm, y polvo de carburo de titanio (TiC) con pureza de ≥99% en peso y tamaño de partícula de 2–10 μm.
    2. Almacena todos los polvos en recipientes sellados bajo una atmósfera seca de argón para evitar la oxidación y la absorción de humedad antes del procesamiento.
  2. Preparación del sustrato
    1. Cortar placas de sustratoTI 6Al4V a dimensiones de 50 mm × 50 mm × 5 mm.
    2. Muele la superficie del sustrato de forma secuencial usando papeles SiC de grano P320 a P800 para eliminar óxidos superficiales e irregularidades.
    3. Limpia los sustratos con acetona por ultrasonidos durante 10 minutos, seguido de etanol durante 10 minutos.
    4. Seque los sustratos usando nitrógeno comprimido y móntelos de forma segura sobre la plataforma de construcción por deposición láser metálica (LMD).

2. Deposición láser de metales compuestos de superficie reforzados con cerámica

  1. Configuración del sistema LMD
    1. Utiliza un sistema de deposición de metal láser equipado con una unidad de alimentación de polvo con múltiples tolvas.
    2. Emplea un láser de fibra de onda continua con una longitud de onda aproximada de 1070 nm.
    3. Ajusta el diámetro del punto láser entre 1,0 y 1,5 mm usando una tobera coaxial.
  2. Alimentación con pólvora y blindaje
    1. Carga polvosTI6Al 4V, Zr y TiC en tolvas separadas bajo una guantera llena de argón.
    2. Purga todas las líneas de polvo y tolvas con argón de alta pureza durante al menos 20 minutos para reducir los niveles de oxígeno por debajo de 10 ppm.
    3. Calibrar cada alimentador de polvo de forma gravimétrica y ajustar las velocidades de alimentación para lograr la composición deseada, manteniendo una tasa total de alimentación en polvo de 5–10 g/min con una desviación de dentro del ±2%.
  3. Parámetros de deposición
    1. Ajusta la potencia láser a 800–1200 W.
    2. Ajusta la velocidad de escaneo a 6–12 mm/s.
    3. Mantener un caudal de gas de blindaje de argón de 10–15 L/min para proteger la piscina fundida de la oxidación.
    4. Depositar material utilizando una estrategia de barrido raster con solapamiento del 30–50% entre las vías adyacentes.
    5. Construye recubrimientos capa por capa, permitiendo intervalos de enfriamiento controlados entre capas para minimizar el esfuerzo residual.
    6. Deja que las muestras se enfríen a temperatura ambiente bajo una atmósfera de argón tras la deposición.

3. Caracterización microestructural y de fase

  1. Preparación metalográfica
    1. Corta las muestras depositadas perpendicularmente a la dirección de construcción usando una sierra de diamante de precisión.
    2. Incrustar las muestras en epoxi conductor y curar según las instrucciones del fabricante.
    3. Rectificar con papeles SiC (P120 a P1200) y pulir con suspensiones de diamante hasta 1 μm.
  2. Microscopía electrónica de barrido (SEM): Recubre las muestras pulidas con una capa conductora fina antes de la imagen con SEM para reducir la carga superficial. Monta cada muestra pulida sobre un muñón de aluminio de SEM usando cinta de carbono conductora para un contacto eléctrico adecuado.
    1. Coloca las muestras montadas en un recubrimiento por pulverización y deposita una capa de oro o carbono de 5–10 nm de grosor en una atmósfera de argón. Aplica una corriente de chispa de alrededor de 20 mA durante 45–60 s para asegurar un recubrimiento conductor uniforme. Después de recubrir, guarda las muestras en un recipiente limpio y sin polvo hasta el análisis SEM.
      NOTA: Recubre muestras pulidas con una capa conductora de carbono u oro (~5–10 nm): Para asegurar una superficie conductora para la imagen SEM y análisis elemental EDS preciso, recubre las muestras pulidas con una fina capa de carbono u oro (~5–10 nm). Usa un recubridor de pulverización para aplicar la capa conductora. Fijar las muestras en restos de aluminio con cinta de carbono conductora y pulverizar una capa de oro de 5–10 nm a 20 mA durante 60 s en una atmósfera de argón. Los materiales necesarios para esta preparación incluyen muestras metalúrgicas pulidas, una fuente de recubrimiento de carbono u oro, un pulverizador o evaporador térmico, un muestro conductor, cinta adhesiva y un baño ultrasónico con etanol o acetona. El procedimiento es el siguiente:
      1. Preparación de la muestra: Asegúrate de que la superficie de la muestra sea lisa y sin arañazos. Para muestras metálicas, muele con papeles SiC: grano 320–1200, pule con pasta diamantada: 6–3–1 μm, limpia con etanol o acetona durante 5–10 minutos y seca completamente la muestra usando aire caliente o nitrógeno.
      2. Elige el material de recubrimiento: El carbono se utiliza comúnmente para aplicaciones EDS para minimizar interferencias con picos elementales, mientras que el oro (Au) es adecuado para muestras no conductoras o con mala conductividad debido a su alta conductividad, aunque puede ocultar picos elementales cercanos en EDS.
      3. Elige una técnica de recubrimiento:
        Recubrimiento por pulverización (preferido para metales y SEM): Coloque la muestra en la cámara de vacío del recubrimiento por pulverización, bombee hasta alto vacío, ajuste la corriente y el voltaje de pulverización según las especificaciones del fabricante y recubra con pulverización durante un tiempo calibrado para lograr un grosor de ~5–10 nm.
      4. Consejos para el recubrimiento para obtener los mejores resultados
        Gira la muestra durante la deposición para una cobertura uniforme, evita el sobrerecubrimiento (>10 nm de espesor), verifica el grosor del recubrimiento con calibración o un perfilómetro, y asegúrate de que la muestra esté limpia después del recubrimiento para evitar contaminaciones.
      5. Almacenamiento antes del SEM
        Guarda las muestras recubiertas en un recipiente libre de polvo y evita tocar la superficie recubierta para mantener la conductividad y la calidad de imagen.
      6. Opcional: Recubrimiento combinado
        Aplicar una capa fina de carbono (~5 nm) seguida de oro (~5 nm) para lograr una precisión equilibrada en el análisis elemental y una mejor calidad de imagen, especialmente para muestras heterogéneas o de baja conductividad.
    2. Realizar imágenes SEM con una tensión de aceleración entre 10 y 20 kV y una distancia de trabajo de 8 a 12 mm.
    3. Captura imágenes secundarias de electrones para evaluar la geometría del revestimiento, la porosidad y la distribución del refuerzo. Coloca las muestras recubiertas en la cámara del microscopio electrónico de barrido y sigue el procedimiento del instrumento para alcanzar el nivel de vacío necesario. Capturar imágenes de electrones secundarios (SE) utilizando un microscopio electrónico de barrido de campo y emisión a 10–15 kV y una distancia de trabajo de 8–10 mm. Utiliza el detector de electrones secundario para imágenes superficiales de alta resolución. Realiza micrografías a diferentes aumentos para analizar la geometría del revestimiento, la porosidad y la distribución de refuerzo en las capas revestidas por láser. Incluye una barra de escala en la esquina inferior derecha de cada imagen exportada.
      1. Preparación de muestras
        Pulir la muestra hasta dejarla plana, moler con papel de grano 320 a 1200 y pulir usando pasta diamantada (6, 3, 1 μm). Limpia la muestra en un baño ultrasónico con etanol o acetona y recubrila con una capa conductora (aproximadamente 5–10 nm de carbono o oro) para evitar la carga durante la imagen.
      2. Montaje de muestra
        Sujeta la muestra a un muñón conductor usando cinta de carbono o adhesivo conductor, asegurando que quede plana y estable. Inserta el muñón en la cámara del SEM y evacua a alto vacío.
      3. Selección de modos
        En el software de control SEM, elige el modo de electrón secundario (SE) y selecciona un detector que capture señales SE. Ajusta el voltaje de aceleración según el material y las características de interés.
      4. Ajuste de parámetros
        Ajustar la distancia de trabajo entre 5 y 15 mm para mayor resolución; usar un tamaño de punto pequeño (aproximadamente 1–5 nm) para mejorar la resolución; elegir una velocidad de escaneo medio-lenta para mayor detalle; ajustar la ampliación según sea necesario para el análisis de revestimientos; y corriente de haz de equilibrio para el control de brillo y ruido.
      5. Adquisición de imágenes
        Empieza con una baja ampliación y aumenta gradualmente para captar detalles más finos. Toma varias imágenes para cubrir la geometría del revestimiento, la porosidad y la distribución de los refuerzos.
      6. Inclinación opcional y perspectiva 3D
        Inclina la muestra (5–20°) para mejorar el contraste topográfico. Observa la protrusión o incrustación de partículas de refuerzo en la matriz.
      7. Pasos posteriores a la imagen
        Guarda imágenes en formatos de alta resolución y anótalas con barras de escala, regiones de interés y tamaños de partículas. Utiliza software de análisis de imágenes para cuantificación y análisis.
      8. Ejemplo de flujo de trabajo para metalurgia revestida
        Prepara una muestra reforzada en Ti con TiC, pulir, recubrir con carbono, montar en un tubo conductor, insertar en SEM, usar el modo SE a 15 kV, distancia de trabajo de 10 mm, adquirir imágenes para geometría revestida y distribución de refuerzos, guardar y analizar imágenes.
    4. Realizar análisis puntual EDS y mapeo elemental para confirmar la distribución Zr y TiC.
      Realizar análisis elementales utilizando un detector de espectroscopía de rayos X (EDS) con dispersión de energía integrado con el sistema SEM. Operar el SEM a una tensión de aceleración de 15–20 kV para asegurar una excitación suficiente de señales características de rayos X. Realizar análisis puntuales en regiones seleccionadas de interés dentro de la capa revestida para identificar la composición elemental. Adquiere espectros con un tiempo de adquisición en vivo de aproximadamente 60 s para obtener picos elementales fiables.
      NOTA: Para el mapeo elemental, escanear el área seleccionada de la superficie revestida mientras se recogen señales de rayos X resueltas espacialmente correspondientes a los elementos de interés. Generar mapas de distribución para confirmar la presencia y distribución espacial de las fases de refuerzo de circonio (Zr) y carburo de titanio (TiC) dentro de la matriz de titanio. Exporta los mapas elementales con barras de escala y etiquetas de panel consistentes para el procesamiento posterior de la imagen.
      1. Preparación de muestras
        Pule la muestra hasta obtener un acabado espejo usando papeles SiC y pasta de diamante. Limpia la muestra en un baño ultrasónico con etanol o acetona y aplica un recubrimiento conductor si es necesario para evitar que se cargue.
      2. Montar muestra y configurar SEM
        Monta la muestra sobre un muñón conductor con cinta de carbón, insértala en la cámara SEM y bombea a alto vacío. Seleccione un voltaje de aceleración adecuado para la detección de EDS.
      3. Configuración del detector EDS
        Asegurar la correcta refrigeración y calibración del detector EDS, calibrar el espectrómetro usando un material estándar y establecer tiempo o conteo en tiempo de vida para la relación señal-ruido óptima.
      4. Análisis puntual EDS
        Navega a puntos de interés en la imagen SEM, adquiere espectro EDS en cada punto, identifica picos característicos para Zr, Ti y C, y registra el porcentaje de peso o % atómico usando el software.
      5. Mapeo elemental EDS
        Selecciona el área de interés en la imagen SEM, activa el modo de mapeo en el software EDS y comienza a escanear para generar mapas de distribución elemental.
      6. Comprobación cruzada con la imagen del SEM
        Utiliza imágenes BSE para contraste composicional, compara imágenes SE y mapas EDS para correlación.
      7. Almacenamiento y análisis de datos
        Guarda espectros, mapas e imágenes SEM anotadas. Utilizar software para cuantificación de fracciones elementales, medición del tamaño de partículas y cálculo de uniformidad de distribución.
  3. Difracción de rayos X (XRD)
    1. Caracterización de fases
      Realizar análisis elementales utilizando un detector de espectroscopía de rayos X (EDS) con dispersión de energía integrado con el sistema SEM. Operar el SEM a una tensión de aceleración de 15–20 kV para asegurar una excitación suficiente de señales características de rayos X. Realizar análisis puntuales en regiones seleccionadas de interés dentro de la capa revestida para identificar la composición elemental. Adquiere espectros con un tiempo de adquisición en vivo de aproximadamente 60 s para obtener picos elementales fiables.
      NOTA: Para el mapeo elemental, escanear el área seleccionada de la superficie revestida mientras se recogen señales de rayos X resueltas espacialmente correspondientes a los elementos de interés. Generar mapas de distribución para confirmar la presencia y distribución espacial de las fases de refuerzo de circonio (Zr) y carburo de titanio (TiC) dentro de la matriz de titanio. Exporta los mapas elementales con barras de escala y etiquetas de panel consistentes para el procesamiento posterior de la imagen.

4. Caracterización mecánica

  1. Ensayo de microdureza Vickers
    1. Realiza mediciones de microdureza Vickers en secciones transversales pulidas usando una carga de 100 g y un tiempo de permanencia de 15 s.
    2. Coloca hendiduras a intervalos de al menos 100 μm para evitar efectos de interacción.
    3. Calcular valores medios de dureza y desviaciones estándar a partir de al menos diez mediciones por muestra.

5. Pruebas electroquímicas de corrosión

  1. Montaje de células electroquímicas
    1. Preparar una celda electroquímica con la muestra como electrodo de trabajo, un electrodo de malla de platino y un electrodo de referencia Ag/AgCl.
    2. Expone un área de electrodo de trabajo de 1 cm2 usando un lacado aislante.
    3. Utiliza un electrolito acuoso NaCl/H 2SO4 mantenido a 25 ± 1 °C.
  2. Potencial de circuito abierto y polarización
    1. Sumerge la muestra y permite estabilizar a potencial de circuito abierto (OCP) durante 30 minutos.
    2. Realizar escaneos de polarización potenciodinámica desde −0,25 V hasta +1,5 V frente a Ag/AgCl a una velocidad de exploración de 1 mV/s.
    3. Determinar el potencial de corrosión (E_corr) y la densidad de corriente de corrosión (i_corr) a partir de la extrapolación de Tafel.

6. Ensayo integrado de tribocorrosión

  1. Configuración de tribocorrosión
    1. Montar la muestra electroquímica en un tribómetro de bola recíproca acoplado a un potenciostato.
    2. Utiliza una bola de contracuerpo de alúmina (Al2O3) con un diámetro de 6 mm.
    3. Aplicar una carga normal de 5 N y una frecuencia de deslizamiento de 1 Hz a lo largo de una distancia deslizante de 5 mm.
    4. Realizar pruebas de tribocorrosión en el mismo electrolito NaCl/H 2SO4 bajo control electroquímico.
  2. Ejecución de pruebas y estándares
    1. Registrar el coeficiente de fricción, la respuesta de corriente y el potencial de forma continua durante el deslizamiento.
    2. Realizar pruebas de tribocorrosión conforme a ASTM G119 para evaluar los efectos sinérgicos de corrosión por desgaste.
    3. Tras la prueba, enjuaga las muestras con agua destilada, sécate con nitrógeno y examina las marcas de desgaste usando SEM.

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Resultados

Caracterización de polvo y sustrato
En la Figura 1 se muestran micrografías representativas de microscopía electrónica de barrido (SEM) de los polvos de refuerzo inicial ((A) Ti, (B) Zr y (C) TiC. Las imágenes ilustran morfologías típicas de partículas obtenidas de polvos atomizados en gas y de origen comercial. Las partículas de titanio y circonio presentaban predominantemente formas esféricas a casi esféricas, mientras que las partículas de carburo de t...

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Discusión

Este artículo de métodos presenta un protocolo reproducible para la fabricación, caracterización y evaluación de tribocorrosión de compuestos basados en TI6Al 4Vfabricados aditivamente reforzados con fases cerámicas mediante deposición láser de metal (LMD). La metodología integra la caracterización de polvos, mezcla automatizada in situ, revestimiento láser, análisis microestructural, pruebas electroquímicas y evaluación de tribocorrosión acoplada para abor...

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Divulgaciones

Los autores no tienen conflictos de interés relacionados con este trabajo y no utilizaron ninguna herramienta de escritura con IA.

Agradecimientos

Los autores desean agradecer a la Universidad Tecnológica de Durban por el apoyo financiero a este trabajo.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Materias primas / Polvos
Ti6Al4V PolvoAtomizado por gas, 15–53 μm (ASTM F136)
Uso en el estudio: Material matriz para el revestimiento por láser y sustrato.
Polvo de zirconio (Zr)Pureza ≥99,5 wt.%, 10–45 μm
Uso en el estudio: Refuerzo compuesto y material estabilizador.
Polvo de carburo de titanio (TiC)Pureza ≥99 wt.%, 2–10 μm
Uso en el estudio: Material de refuerzo cerámico para compuesto.
Polvo de Ti/TiCPolvo compuesto mezclado (proporciones específicas de peso)
Uso en el estudio: Mezcla de refuerzo para compuesto.
Polvo de Zr/TiCPolvo compuesto mezclado (proporciones específicas de peso)
Uso en el estudio: Mezcla de refuerzo para compuesto.
Gases & Químicos
Nitrógeno (N2)Ambiente controlado/precaución de seguridad
Uso en el estudio: Ambiente controlado para la mezcla de polvo y sistema de Deposición de Metal por Láser (LMD).
Argón (Ar)Ambiente de purga, Gas portador/de protección
Uso en el estudio: Carga de polvo, atmósfera LMD y tobera coaxial con gas portador.
AcetonaDisolvente de limpieza
Uso en el estudio: Limpieza del sustrato Ti6Al4V.
EtanolDisolvente de limpieza
Uso en el estudio: 
Solución de enfriamientoagua
Uso en el estudio: Limpieza del sustrato Ti6Al4V.
Resina epoxi transparenteMaterial de montaje
Uso en el estudio: Montaje de muestras para preparación de electrodos o metalográfica.
Epoxy conductorMaterial de montaje
Uso en el estudio: Montaje de muestras para microscopía (posterior a la sección).
Papel de esmeril (SiC)Varios tamaños de grano
Uso en el estudio: Molienda de muestras (preparación metalográfica).
Pasta de diamanteCompuesto de pulido
Uso en el estudio: Pulido de las superficies expuestas de electrodos y secciones transversales.
Fluido corporal simulado (SBF)Electrolito
Uso en el estudio: Pruebas de corrosión electroquímica.
Electrolito NaCl/H2SO4Concentración no especificada
Uso en el estudio: Pruebas de corrosión electroquímica.
Equipos & Instrumentación
Microscopio Electrónico de Barrido (SEM)Con Espectroscopía Dispersiva de Energía (EDS)
Uso en el estudio: Caracterización de polvos y sustratos, análisis microestructural, dispersión de refuerzo y mapeo EDS.

Referencias

  1. Wei, G., Tan, M., Attarilar, S., Li, J., Uglov, V. V., Wang, B., et al. An overview of surface modification: A way toward fabrication of nascent biomedical Ti6Al4V alloys. J. Mater. Res. Technol. 24 (1), 5896-5921 (2023).
  2. Saran, R., Ginjupalli, K., George, S. D., Chidangil, S., Unnikrishnan, V. K. Laser as a tool for surface modification of dental biomaterials: A review. J. Oral Biol. Craniofac. Res. 9 (3), e17457(2023).
  3. Marin, E., Lanzutti, A. Biomedical applications of titanium alloys: A comprehensive review. Materials. 17 (1), 114(2023).
  4. Ju, J., et al. Remarkable bioactivity, bio-tribological, antibacterial, and anti-corrosion properties in a Ti6Al4V-xCu alloy fabricated by laser powder bed fusion. Chem. Eng. J. 471 (1), 144656(2023).
  5. Bocchetta, P., et al. Passive layers and corrosion resistance of biomedical Ti6Al4V and β-Ti alloys. Coatings. 11 (4), 487(2021).
  6. Eliaz, N. Corrosion of metallic biomaterials: A review. Materials. 12 (3), 407(2019).
  7. Kumar, M., Kumar, R., Kumar, S. Coatings on orthopedic implants to overcome present problems and challenges: A focused review. Surf. Coat. Technol. 45 (1), 5269-5276 (2021).
  8. Dini, C., et al. Progression of bio-tribocorrosion in implant dentistry. Front. Mech. Eng. 6 (1), 1(2020).
  9. Soni, N., Renna, G., Leo, P. Advancements in metal processing additive technologies: Selective laser melting. Metals. 14 (9), 1081(2024).
  10. Iftekar, S. F., et al. Advancements and limitations in 3D printing materials and technologies: A critical review. Polymers. 15 (11), 2519(2023).
  11. Khan, T., et al. Recent developments in improving the fracture toughness of 3D-printed fiber-reinforced polymer composites. Compos. Part B Eng. 283 (1), 111622(2024).
  12. Taghian, M., et al. Laser powder bed fusion of metallic components: Latest progress in productivity, quality, and cost perspectives. J. Mater. Res. Technol. 27 (2023), 6484-6500 (2023).
  13. Liu, C. C., et al. Influence of Zr alloying on the corrosion behavior of Ti-Zr alloys in simulated hot HNO₃ reprocessing conditions. Corros. Sci. 246 (1), 112729(2025).
  14. Dohare, S. Corrosion Protection and Modern Infrastructure. Introduction to Corrosion – Basics and Advances. , (2023).
  15. Wang, C., et al. Microstructure and mechanical properties of TiC/Ti6Al4V composite fabricated by concurrent wire-powder feeding laser-directed energy deposition. Opt. Laser Technol. 181 (1), 111836(2025).
  16. Hlinka, J., Bán, K. Analysis of mechanical properties, microstructure, and surface oxygen concentration of heat-treated additively manufactured Ti-6Al-4V. J. Mater. Res. Technol. 30 (1), 8815-8821 (2024).
  17. Tao, X., et al. Effect of heat input on the microstructure and mechanical properties of Ti6Al4V alloy repaired by wire-feed electron beam additive manufacturing. J. Mater. Res. Technol. 25 (1), 4674-4685 (2023).
  18. Wang, L., et al. Direct energy deposition of TiC/Ti6Al4V graded materials and heat resistance improvement during ablation. J. Mater. Res. Technol. 33 (1), 8482-8490 (2024).
  19. Faraji, M., et al. Effect of natural inhibitors on the corrosion properties of grade 2 titanium alloy. Materials. 17 (21), 5202(2024).
  20. Jáquez-Muñoz, J. M., et al. Corrosion of anodized titanium alloys. Coatings. 14 (7), 809(2024).
  21. Chen, L., et al. Corrosion of commercial pure titanium and titanium alloys in extremely high-chloride, high-alkali seawater electrolysis environments. J. Alloys Compd. 1020 (1), 179431(2025).
  22. Fayomi, O. S. I. Super-strengthening functional composite coating from ZnO-doped snail shell particulate for corrosion mitigation of mild steel. Results Surf. Interfaces. 17 (1), 100294(2024).
  23. Xia, C., et al. Effect of zirconium content on the microstructure and corrosion behavior of Ti6Al4V-xZr alloys. Corros. Sci. 112 (1), 687-695 (2016).
  24. Liu, X., et al. Enhancement of electrochemical corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy reinforced with TiC particles via directed energy deposition. Corros. Sci. 221 (1), 111343(2023).
  25. Teng, J., et al. Influence of Ti addition on oxidation behavior of Ni-Cr-W-based superalloys. Corros. Sci. 193 (1), 109882(2021).
  26. Lu, Y. J., et al. Enhancing tribological properties of titanium composites through biomimetic structural engineering. Compos. Part A Appl. Sci. Manuf. 199 (1), 109176(2025).
  27. Ben Rabha, M., et al. Fabrication and characterization of silicon surface grooving using CV etching for solar cell applications. Sustainability. 15 (20), 15638(2023).
  28. Taufiqurrakhman, M., Khan, T., Bryant, M. G. Investigating the roles of protein on the cobalt alloy surface degradation for biomedical implant through tribocorrosion mechanisms. Tribol. Lett. 72 (2), 54(2024).
  29. Tomova, Z. Corrosion resistance of cobalt–chromium alloys for metal ceramic dental restorations. Folia Medica. 67 (4), (2025).
  30. Nguyen, H. D., et al. A critical review on additive manufacturing of Ti6Al4V alloy: Microstructure and mechanical properties. J. Mater. Res. Technol. 18 (1), 4641-4661 (2022).
  31. Zhang, C., et al. The state of the art in machining additively manufactured titanium alloy Ti-6Al-4V. Materials. 16 (7), 2583(2023).
  32. Sambo, A. M., Younas, M., Njuguna, J. Insights into machining techniques for additively manufactured Ti-6Al-4V alloy: A comprehensive review. Appl. Sci. 14 (22), 10340(2024).
  33. Mohamed, O. F., et al. Microstructure and corrosion resistance of hybrid additively manufactured Ti-6Al-4V via laser powder bed fusion. Sci. Rep. 15 (1), 30703(2025).
  34. Patel, P., et al. Influence of aluminum addition on the microstructure and tribomechanical behavior of HVOF-sprayed AlxFeCrMnCoNi high-entropy coatings. J. Alloys Compd. 1039 (1), 182854(2025).
  35. Zakerin, N., et al. Review of tribological and wear behavior of alloys fabricated via directed energy deposition. J. Manuf. Mater. Process. 9 (6), 194(2025).

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