Efeito da concentração do fluoreto sobre o comportamento eletroquímico do Ti e da liga Ti6A14V em tampões citrato

Abstract

A corrosão do Ti e suas ligas em meio de fluoreto é bem conhecida. O presente trabalho descreve o efeito da concentração dos íons fluoreto no comportamento eletroquímico do Ti grau 2 e da liga Ti6Al4V em tampões citrato. O potencial de corrosão da liga em ácido cítrico contendo 0,1 mol/L NaF e pH 2 apresenta valores relativos a um processo de dissolução (~-1,0 V/ECS), entretanto em tampão citrato pH 7,6 o potencial de corrosão desloca-se para valores mais positivos (~-0,1 V/ECS), indicando a formação de um filme de óxido sobre a superfície do metal. A curva voltamétrica obtida no ácido cítrico contendo 0,1 mol/L NaF mostra um pico anódico em aproximadamente –1,0 V/ECS confirmando o processo de dissolução, seguido de uma região passiva. Aumentando-se o pH do tampão, as correntes anódicas diminuem significativamente e a curva voltamétrica no citrato pH 7,6 mostra um comportamento passivo. O processo de dissolução não é mais observado se a concentração dos íons fluoreto é reduzida à 0,01 mol/L, Diagramas de espectroscopia de impedância eletroquímica obtidos no potencial de corrosão após 1 hora de imersão no citrato pH 7,6 contendo 0,1 mol/L NaF mostram um arco capacitivo seguido por uma impedância de Warburg. Este comportamento foi atribuído a um filme com duas camadas, uma interna mais compacta e a outra externa contendo poros. Os diagramas alteram-se quando o pH é reduzido à 5, onde um arco indutivo observado na região de baixas freqüências foi atribuído a um processo de corrosão. Este efeito é menos pronunciado quando a concentração dos íons fluoreto é menor do que 0,05 mol/L. Os resultados obtidos no presente trabalho indicam que a liga Ti6Al4V sofre processo de corrosão em tampões citrato com pH ≤ 5 e concentrações de fluoreto maiores do que 0,01 mol/L.

The corrosive behavior of Ti and its alloys in fluoride media is well known. This work describes the effect of fluoride ions concentration on the electrochemical behavior of Ti and Ti6Al4V alloy in citrate buffers. The corrosion potential of the alloy in 0.1 mol/L. NaF containing citric acid pH 2 presents values related to a dissolution process (~ -1.0 V/SCE), however, in citrate pH 7.6 the Ecorr shifts to more positive values (~-0.1 V/SCE) in relation to an oxide film formed on the metal surface. The voltammetric curve in 0.1 mol/L NaF containing citric acid shows an anodic peak at around –1.0 V/SCE which confirms the dissolution process followed by a passive region. On increasing the pH of the buffers the anodic currents decrease significantly and the voltammetric curve in citrate pH 7.6 shows a passive behavior. The dissolution process isn’t anymore observed if the fluoride ions concentration is decreased to 0.01 mol/L. Electrochemical impedance spectroscopy plots obtained at Ecorr after one hour immersion in 0.1 mol/L NaF containing citrate pH 7.6 show a capacitive loop followed by a Warburg impedance based on a two layer oxide film model consisting of a more compact inner layer and a porous outer layer. On decreasing the pH to 5 the diagrams change and an inductive loop can be seen at the lower frequency region related to a corrosion process. This effect is less prononceud when the fluoride ions concentration is lower than 0.05 mol/L. Some micrographs of Ti in the fluoride containing citrate buffers confirm the surface corrosion at pH ≤ 5. The results obtained at the present work indicate that Ti and Ti6Al4V alloy undergoe a corrosion process in citrate buffers pH ≤ 5 with fluoride ions concentration higher than 0.01 mol/L.