Sviluppo di rivestimenti PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) su Ti6Al4V per applicazioni biomedicali: caratterizzazione microstrutturale e tribologica

Garzoni, Andrea (2017) Sviluppo di rivestimenti PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) su Ti6Al4V per applicazioni biomedicali: caratterizzazione microstrutturale e tribologica. [Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in Chimica industriale [LM-DM270], Documento ad accesso riservato.
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Abstract

Lo scopo della tesi è stato quello di sviluppare mono- e multi-strati PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) su lega di titanio Ti6Al4V, in sostituzione della lega CrCoMo nelle protesi d'anca e di ginocchio. Ad oggi le leghe a base di cobalto rappresentano il prodotto di riferimento nell’industria biomedicale, poiché garantiscono contemporaneamente elevate prestazioni meccaniche, grazie all’elevato modulo di Young, proprietà tribologiche di resistenza ad usura, resistenza alla corrosione e biocompatibilità. Recentemente però a tali leghe sono stati associati fenomeni di allergia da parte di un numero crescente di pazienti, a causa del rilascio ionico degli elementi di lega che la compongono, con conseguenti infiammazioni ai tessuti circostanti e successivo intervento di sostituzione della protesi. Il titanio e le sue leghe, date le ottime caratteristiche meccaniche, ma soprattutto le ottime capacità di resistenza alla corrosione e superiore biocompatibilità sono ideali per la produzione di protesi articolari. Purtroppo però il titanio presenta una scarsa resistenza ad usura, e ciò lo rende attualmente inutilizzabile per la realizzazione di protesi articolari. Il lavoro di tesi si è quindi focalizzato sulla produzione di mono- e multi-strati PEO, su substrato di Ti6Al4V, ottimizzando i parametri di processo dell’ossidazione anodica al plasma, per conferire elevate proprietà di resistenza all’usura, senza compromettere la resistenza alla corrosione. Gli strati PEO sono poi stati caratterizzati attraverso analisi microstrutturali e tribologiche. L’attività di sviluppo e realizzazione dei rivestimenti è stata svolta presso l'azienda "NanoSurfaces Industries" di Cadriano (BO), mentre la caratterizzazione microstrutturale e le prove tribologiche in configurazione block-on-ring (strisciamento non lubrificato) e la successiva caratterizzazione post-prova, si è svolta presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale (DIN) dell’Università di Bologna (gruppo Metallurgia).

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea magistrale)
Autore della tesi
Garzoni, Andrea
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Ti6Al4V applicazioni biomedicali plasma electrolytic oxidation attrito usura anodizzazione
Data di discussione della Tesi
20 Marzo 2017
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