Investigadores del Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), miembros del programa ESTRUMAT (Materiales Estructurales Avanzados), están desarrollando tratamientos superficiales avanzados sobre aleaciones ligeras para aplicaciones en transporte y biomedicina.

El anodizado por oxidación electrolítica con plasma (OEP) es un proceso novedoso, capaz de generar recubrimientos de tipo cerámico de entre 10 y 200 μm de espesor sobre aleaciones de aluminio (Fig. 1), magnesio y titanio.

Comparados con las películas obtenidas por anodizado convencional, los recubrimientos OEP muestran una mayor dureza, resistencia al desgaste, respuesta termo-eléctrica y comportamiento a la corrosión. Así por ejemplo, recubrimientos generados sobre aleaciones de aluminio pueden alcanzar una dureza de 1500-2000 HV_100g y resistir 2000 h en niebla salina.

Los recubrimientos OEP, cuya composición incluye óxidos del substrato y compuestos procedentes del electrolito utilizado, se generan mediante corriente continua o alterna operando a elevados voltajes, produciéndose microdescargas eléctricas de corta duración (50 μs - 100 ms) sobre la superficie (Fig. 2).

Debido a la elevada temperatura generada en las descargas, superior a los 2000 K, y a la acción de procesos químicos y físicos con participación de plasma se forman fases como el corindón (α-Al₂O₃), en el caso de las aleaciones de aluminio, lo que mejora enormemente sus propiedades superficiales.

Comparada con los procesos de anodizado convencionales, la técnica OEP es más versátil, en términos de composición de la aleación, no requiere de pre-tratamiento específico y es mucho más respetuosa con el medio ambiente, ya que en lugar de medios ácidos se utilizan medios alcalinos que no contienen especies contaminantes como cromo o metales pesados.

Las propiedades superficiales que se consiguen con estos recubrimientos amplían el número de aplicaciones potenciales y reales de las aleaciones ligeras tanto en la industria aeroespacial (tren de aterrizaje, palas de turbina, ejes de transmisión...), como en la industria del automóvil (puertas, ruedas, camisa de pistón, cubiertas del motor...) e industria del gas y del petróleo (bombas, pistones...).

La técnica OEP también muestra potencial interés para la obtención de recubrimientos biocompatibles, de alto valor añadido, sobre el titanio y sus aleaciones. Implantes dentales y ortopédicos de mayor durabilidad, mejores propiedades antibacterianas y superior adherencia con el tejido óseo pueden conseguirse fácilmente ajustando la proporción de fósforo y calcio en la disolución empleada durante el tratamiento (Fig. 3).

Actualmente, el grupo Caracterización, Corrosión y Degradación de Materiales de Interés Tecnológico, ubicado en la Universidad Complutense de Madrid y dirigido por el Prof. Dr. Ángel Pardo Gutiérrez del Cid, está evaluando el efecto de las variables que influyen en el proceso OEP, prestando especial atención a la caracterización de los recubrimientos y comportamiento a la corrosión en medios de interés para la industria del transporte y biomateriales.

Fuente: mi+d