Comportamento eletroquímico de ligas Ni-Ti : estudo e aplicações

Abstract

Tratamentos superficiais permitem aliar as características selecionadas do material base às características do revestimento a ser formado. Neste aspecto, fenômenos eletroquímicos como a corrosão e passividade foram explorados neste trabalho a fim de promover a modificação das ligas Ni-Ti com vistas a diminuir a quantidade de níquel presente na superfície deste material. Desta forma, o estudo do comportamento eletroquímico da liga Ni-Ti, titânio e níquel foi realizado em diversos meios, sendo que, através da comparação dos resultados obtidos, tratamentos eletroquímicos foram propostos para a modificação superficial da liga Ni-Ti. Diversos métodos de análises foram utilizados na quantificação das modificações superficiais advindas dos tratamentos empregados, assim como na seleção de tratamentos a serem investigados em duas distintas aplicações: biomédicas – buscando aumentar a biocompatibilidade da liga Ni-Ti; e em eletrólise – buscando alcançar uma maior eficiência na produção de hidrogênio com o uso de eletrodos a base de Ni-Ti. Ensaios in vitro e em solução de Hank demonstram uma satisfatória biocompatibilidade da liga Ni- Ti mesmo sem a aplicação de tratamentos superficiais, também pôde ser verificada a influência negativa da rugosidade na biocompatibilidade dos materiais testados, a exceção do titânio. Os testes realizados utilizando a liga Ni-Ti como eletrodo na eletrólise de meios aquosos revelaram, através de parâmetros eletroquímicos, o efeito benéfico dos tratamentos superficiais utilizados, trazendo um ganho na eficiência de eletrólise sobre eletrodos Ni-Ti superficialmente modificados.

Surface treatments allow the combination between selected characteristics of the bulk material and the coating to be created. In this aspect, electrochemical phenomena, as corrosion or passivity were investigated to induce surface modification over Ni-Ti alloys, aiming to reduce the nickel concentration present on the material’s surface. For this reason, the study of the Ni-Ti alloy electrochemical behavior was carried out comparing the electrochemical behavior of the alloy with that of the pure elements (nickel and titanium) and the results were used to delimitate electrochemical treatments for Ni-Ti alloys. Different kind of analyses were used in the characterization of the surface modifications produced by the employed treatments. The surface treatments suggested in this work were tested in two different applications: biomedical – surface treatment to improve the biocompatibility of Ni-Ti alloys; and electrolysis – to develop catalytic activity for the hydrogen evolution reaction on Ni-Ti electrodes. The in vitro and Hank’s solution experiments showed a satisfactory biocompatibility for Ni-Ti, even without the use of any surface treatment. The results also demonstrated the negative influence of the roughness on the biocompatibility for all the tested materials, excluding for titanium. The proposed Ni-Ti surface treatment also resulted in the improvement of the efficiency of hydrogen evolution reaction on this material.