Ingeniería de Materiales

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https://hdl.handle.net/10893/4024

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Examinando Ingeniería de Materiales por Autor "Caicedo, Julio Cesar"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Deposición de recubrimientos de Pt-N obtenidos por Magnetrón Sputtering para su aplicación en la industria biomédica
    (Universidad del Valle, 2017) Lopez Estrada, Paola; Sanchez Stepha, Hector; Caicedo, Julio Cesar
    En este trabajo de investigación, se realizó la síntesis de películas delgadas de platino (Pt) y nitruro de platino (Pt-N) depositados con flujos de nitrógeno de 0.25, 0.50 y 0.75 SCCM, sobre sustatros de acero AISI 316L, silicio orientado (111) y Dynasil, por medio de la técnica ¿magnetron sputtering¿, con el fin de obtener un recubrimiento con las mejores propiedades mecánicas, tribológicas y biocompatibles. La caracterización estructural de las películas se determinó mediante difracción de rayos x (XRD), encontrando que el patrón de difracción de la película es similar al de los recubrimientos de Pt-N y para el caso de la película con flujo de nitrógeno de 0.75 SCCM se presentó la convolución de dos picos correspondientes a Pt y Pt-N. El ensayo de análisis químico EDS determino la presencia de nitrógeno en las películas de Pt-N y que este aumenta con el incremento del flujo de nitrógeno. Por medio de XPS se determinó la deconvolución de dos picos correspondientes al Pt metálico en los orbitales 4f7/2 y 4f5/2 con energías de enlace de 71.16 eV y 74.57 eV respectivamente y para el caso de la película con nitrógeno de 0.75 SCCM, se encontró picos correspondientes al Pt-N perteneciente a los orbitales 4f7/2 y 4f5/2 con energías de enlace de 72.4 eV y 76.59 eV respectivamente. La caracterización superficial se realizó mediante perfilometría, obteniendo que la rugosidad de las películas se ajusta a la del sustrato con un valor de 24,62 ± 16,08 nm y los esfuerzos residuales fueron de tipo compresivos para todas las películas. En cuanto a la evaluación mecánica se utilizó la técnica de nanoindentación, encontrando un incremento de la dureza de los nitruros respecto al platino y un módulo de elasticidad similar entre los recubrimientos de Pt-N. La adhesión de las películas se evalúo mediante el ensayo de rayado dinámico, encontrando que la película con flujo de nitrógeno de 0.25 SCCM presento mejores propiedades de adherencia respecto a los otros recubrimientos presentando una falla cohesiva a los 9.6 N. Por otro lado, caracterización tribológica realizada bajo el ensayo de bola sobre disco, se determinó que la película de Pt-N con flujo nitrógeno de 0.25 SCCM presento un coeficiente de fricción menor al sustrato de acero. También se realizó la caracterización electroquímica por medio de pendientes Tafel, obteniendo que las películas con flujos de nitrógeno de 0.25 y 0.75 SCCM presentan una baja velocidad de corrosión. Para evaluar las propiedades biocompatibles, se realizó la medición del ángulo de contacto, encontrando que las superficies de los recubrimientos tienen un carácter hidrofóbico y en cuento al crecimiento y adhesión de células de osteoblastos, la película de Pt presenta las mejores propiedades
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    PublicaciónAcceso abierto
    Recubrimientos de Pt-Ir para aplicaciones biomédicas por medio de Magnetrón Sputering DC
    (Universidad del Valle, 2018) Valencia Fernández, M. Angélica; Sanchez Stepha, Hector; Caicedo, Julio Cesar
    En este trabajo de investigación, se realizó la síntesis de películas delgadas de Platino/Iridio (Pt/Ir) a diferentes concentraciones de Ir, sobre un sustrato metálico AISI 316L por medio de Magnetrón Sputtering, con el fin de conocer la mejor composición en la cual se presentan las mejores propiedades de biocompatibilidad en aplicaciones biomédicas. Para esto se estudiaron las propiedades estructurales, superficiales, químicas, mecánicas, tribológicas y biocompatibles. A partir de los parámetros establecidos se desarrollaron los recubrimientos de Pt puro y platino con adiciones de 10, 20 y 30% atómico de Ir, los cuales presentaron cristalina Cúbica centrada en caras (FCC) generando contracción en la estructura debido a la disminución de parámetro de red. Con una adición de 30% atm de Iridio se presentó mejores propiedades mecánicas, pues presentó la mayor dureza, el mayor módulo elástico y mayor resistencia a la deformación plástica. Además, reduce el coeficiente de fricción y reduce la velocidad de corrosión del sustrato, lo cual se requiere para materiales de aplicaciones biomédicas. Por otro lado, los recubrimientos presentaron tensiones superficiales similares al de la sangre, sin embargo, con un 30% atm de iridio obtuvo una superficie más hidrofílica y mayor tensión superficial e interfacial, así mismo presenta niveles altos de crecimiento y adhesión celular respecto al sustrato, permitiendo condiciones óptimas de crecimiento. Se reflejó una reducción en los coeficientes de fricción respecto al acero en medio seco y medio simulado. Con una adición del 30% se presenta un menor coeficiente de fricción, menor desgaste y una diminución en partículas deformadas plásticamente. En el ensayo de POD en medio simulado se presenta disminución de coeficiente de fricción debido a que el SBF se comporta como bio-lubricación que ayuda a reducir el desgaste durante el deslizamiento de la bola.