Optimización y validación de un método teórico de diseño de aleaciones de Ti libres de Ni con memoria de forma y bajo módulo elástico para aplicaciones biomédicas

Abstract

Con el propósito de obtener una aleación de Titanio libre de Níquel, que posea memoria de forma (capacidad de las aleaciones de recuperar su forma original por calentamiento tras haber sido deformadas) y además, un módulo elástico bajo, se propone la validación de un método teórico de cálculo de orbitales moleculares llamado DV-Xα y optimización mediante un método más actual conocido como DFT-KS-B3LYP. Posteriormente se lleva a cabo la fabricación de dos aleaciones base Titanio en horno de arco eléctrico con atmósfera controlada de Argón. Los materiales obtenidos fueron homogenizados a 1100ºC durante 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, Microindentación y Nanoindentación Instrumentada. La aleación Ti-11,11Nb-1,50Ta presenta transformación martensítica termoelástica entre 50ºC y 175º y la aleación Ti-16,70 Nb-2,59Ta muestra un módulo elástico de 86GPa. Las diferentes fases presentes en las aleaciones, las temperaturas de β-transus, ensayos de microdureza, además de ensayos de nanoindetación para la determinación de los módulos elásticos y del comportamiento memoria de forma han sido estudiadas y discutidas en el presente proyecto. Palabras claves: Titanio libre de níquel, módulo elástico, memoria de forma, Nanoindentación Instrumentada, método DFT-KS-B3LYP.