Revista de Metalurgia, Vol 50, No 2 (2014)

Caracterización y comportamiento frente a la corrosión de recubrimientos de ácido fítico, obtenidos por conversión química, sobre substratos de magnesio en solución fisiológica


https://doi.org/10.3989/revmetalm.012

Laura A. Hernández-Alvarado
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México

Martha A. Lomelí
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México

Luis S. Hernández
Instituto de Metalurgia, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México

Juana M. Miranda
Instituto de Metalurgia, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México

Lilia Narváez
Facultad del Hábitat, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México

Iván Díaz
Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM), CSIC, España

María Cristina García-Alonso
Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM), CSIC, España

María Lorenza Escudero
Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM), CSIC, España

Resumen


Con objeto de mejorar la resistencia a la corrosión de implantes biodegradables de magnesio y de la aleación AZ31, se ha depositado un recubrimiento de ácido fítico sobre ambos sustratos y se ha evaluado su efecto protector frente a la corrosión. El recubrimiento fue obtenido mediante un tratamiento de conversión química, por inmersión en una solución de ácido fítico al 0,5% a 60 °C. Distintas técnicas (MEB/EDX, XRD y FTIR) fueron utilizadas para analizar la morfología del recubrimiento y su naturaleza química. Dichas técnicas mostraron que el recubrimiento de conversión era amorfo, con una composición química sobre la superficie de magnesio de Mg, O y P y, además, Al, Zn y C sobre la superficie de la aleación AZ31. Los componentes principales del recubrimiento fueron quelatos formados por ácido fítico e iones metálicos. La resistencia a la corrosión de muestras sin recubrir y recubiertas, se evaluó mediante polarización potenciodinámica en solución de Hank a 37 °C. Los resultados indican que los recubrimientos de conversión de ácido fítico proporcionan una protección muy efectiva a los substratos de magnesio estudiados.

Palabras clave


Ácido fítico; AZ31; Biomateriales; Corrosión; Magnesio; Recubrimientos de conversión química

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Referencias


Álvarez-López, M., Pereda, M.D., del Valle, J.A., Fernández-Lorenzo, M., García-Alonso, M.C., Ruano, O.A., Escudero, M.L. (2010). Corrosion behaviour of AZ31 magnesium alloy with different grain sizes in simulated biological fluids. Acta Biomater. 6 (5), 1763–1771. http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2009.04.041 PMid:19446048

Brar, H.S., Keselowsky, B.G., Sarntinoranont, M., Manuel, M.V. (2011). Design considerations for developing biodegradable and bioresorbable magnesium implantes. JOM 63 (4), 100–104. http://dx.doi.org/10.1007/s11837-011-0048-8

Carboneras, M., Hern.ndez-Alvarado, L.A., Mireles, I.E., Hernández, L.S., García-Alonso, M.C., Escudero, M.L. (2010). Tratamientos químicos de conversión para la protección de magnesio biodegradable en aplicaciones temporales de reparación ósea. Rev. Metal. 46 (1), 86–92. http://dx.doi.org/10.3989/revmetalm.0944

Carboneras, M., Iglesias, C., Pérez-Maceda, B.T., del Valle, J.A., García-Alonso, M.C., Alobera, M.A., Clemente, C., Rubio, J.C., Escudero, M.L., Lozano, R.M. (2011). Comportamiento frente a la corrosión y biocompatibilidad in vitro/in vivo de la aleación AZ31 modificada superficialmente. Rev. Metal. 47 (3), 212–223. http://dx.doi.org/10.3989/revmetalm.1065

Chen, X.B., Birbilis, N., Abbott, T.B. (2011). Review of corrosionresistant conversion coatings for magnesium and its alloys. Corrosion 67 (3), 035005-1-035005-16. http://dx.doi.org/10.5006/1.3563639

Chen, Y., Wan, G., Wang, J., Zhao, S., Zhao, Y., Huang, N. (2013). Covalent immobilization of phytic acid on Mg by alkaline pre-treatment: Corrosion and degradation behavior in phosphate buffered saline. Corros. Sci. 75, 280–286. http://dx.doi.org/10.1016/j.corsci.2013.06.011

Cui, X., Li, Q., Li, Y., Wang, F., Jin, G., Ding, M. (2008). Microstructure and corrosion resistance of phytic acid conversion coatings for magnesium alloy. Appl. Surf. Sci. 255 (5) Part 1, 2098–2103. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2008.06.199

Cui, X., Jin, G., Li, Q., Yang, Y., Li, Y., Wang, F. (2010). Electroless Ni-P plating with a phytic acid pretreatment on AZ91D magnesium alloy. Mat. Chem. Phys. 121 (1–2), 308–313. http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2010.01.042

Dost, K., Tokul, O. (2006). Determination of phytic acid in wheat and wheat products by reverse phase high performance liquid chromatography. Anal. Chim. Acta 558 (1–2), 22–27. http://dx.doi.org/10.1016/j.aca.2005.11.035

El-Sayed, A-R., Harm, U., Mangold, K-M., Fürbeth, W. (2012). Protection of galvanized steel from corrosion in NaCl solution by coverage with phytic acid SAM modified with some cations and thiols. Corros. Sci. 55, 339–350. http://dx.doi.org/10.1016/j.corsci.2011.10.036

Gao, L., Zhang, C., Zhang, M., Huang, X., Jiang, X. (2009). Phytic acid conversion coating on Mg-Li alloy. J. Alloys compd. 485 (1–2), 789–793. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.06.089

González, J.A. (1989). Control de la corrosión. Estudio y medida por técnicas electroquímicas. CSIC, Madrid (Espa-a).

Guo, K.W. (2011). A review of magnesium/magnesium alloys corrosion. Recent Pat. Corros. Sci. 1, 72–90. http://dx.doi.org/10.2174/2210683911101010072

Gupta, R.K., Mensah-Darkwa, K., Kumar, D. (2013). Effect of post heat treatment on corrosion resistance of phytic acid conversion coated magnesium. J. Mater. Sci. Technol. 29 (2), 180–186. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmst.2012.12.014

Hernández L.A., Hernández, L.S., Hernández, G., Escudero, M.L. (2010). Art.culo 079. Comunicación presentada en el XXV Congreso Nacional de la Sociedad Mexicana de Electroquímica, Zacatecas, México.

Hillis, J.E. (1994). Surface Engineering of magnesium alloys en ASM Handbook, Surface engineering, Vol 5, ASM international, pp. 819–834.

Jianrui, L., Yina, G., Weidong, H. (2006). Study on the corrosion resistance of phytic acid conversion coating for magnesium alloys. Surf. Coat. Technol. 201, 1536–1541. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.02.020

Kirkland, N.T., Lespagnol, J., Birbilis, N., Staiger, M.P. (2010). A survey of bio-corrosion rates of magnesium alloys. Corros. Sci. 52, 287–291. http://dx.doi.org/10.1016/j.corsci.2009.09.033

Kirkland, N.T., Birbilis, N., Staiger, M.P. (2012). Assessing the corrosion of biodegradable magnesium implants: A critical review of current methodologies and their limitations. Acta Biomater. 8 (3), 925–936. http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2011.11.014 PMid:22134164

Maga, J.A. (1982). Phytate: its chemistry, occurrence, food interactions, nutritional significance, and methods of analysis. J. Agric. Fodd Chem. 30 (1), 1–9. http://dx.doi.org/10.1021/jf00109a001

Notoya, T., Otieno-Alego, V., Schweinsbert, D.P. (1995). The corrosion and polarization behaviour of copper in domestic water in the presence of Ca, Mg, and Na-salts of phytic acid. Corros. Sci. 37 (1), 55–65. http://dx.doi.org/10.1016/0010-938X(94)00105-F

Pan, F., Yang, X., Zhang, D. (2009). Chemical nature of phytic acid conversion coating on AZ61 magnesium alloy. Appl. Surf. Sci. 255, 8363–8371. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.05.089

Vormann, J. (2003). Magnesium: nutrition and metabolism. Mol. Aspects Med. 24 (1–3), 27–37. http://dx.doi.org/10.1016/S0098-2997(02)00089-4

Witte, F. (2010). The history of biodegradable magnesium implants: A review. Acta Biomater. 6 (5), 1680–1692. http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2010.02.028 PMid:20172057

Ye, C.H., Zheng, Y.F., Wang, S.Q., Xi, T.F., Li, Y.D. (2012). In vitro corrosi.n and biocompatibility sudy of phytic acid modified WE43 magnesium alloy. Appl. Surf. Sci. 258 (8), 3420–3427. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.11.087

Zhang, R.F., Xiong, G.Y., Hua, C.Y. (2010). Comparison of coating properties obtained by MAO on magnesium alloys in silicate and phytic acid electrolytes. Curr. Appl. Phys. 10 (1), 255–259. http://dx.doi.org/10.1016/j.cap.2009.06.008

Zheng, Y., Gu, X. (2011). Research activities of biomedical magnesium alloys in China. JOM 63 (4), 105–108. http://dx.doi.org/10.1007/s11837-011-0049-7




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