Optimización de las propiedades mecánicas, propiedades de biocorrosión y propiedades antibacterianas de aleaciones de Ti-Cu fundidas

Las aleaciones de Ti-Cu sinterizadas han mostrado buenas capacidades antibacterianas. Sin embargo, el método sinterizado (metalurgia de polvos) no es conveniente para producir dispositivos con una estructura compleja. En este trabajo, se prepararon aleaciones de Ti-Cu con 2.0, 3.0 y 4.0 % p/p de Cu en un horno de fusión por arco y se sometieron a diferentes tratamientos térmicos: disolución sólida y envejecimiento, para explorar la posibilidad de preparar una aleación antibacteriana de Ti-Cu por un método de fundición y examinar el efecto del contenido de Cu. La identificación de fases se llevó a cabo en un difractómetro de XRD, y la microestructura se observó mediante un microscopio metalográfico, un microscopio electrónico de barrido (SEM) con espectroscopía de energía dispersiva (EDS) y un microscopio electrónico de transmisión (TEM). Se probaron la microdureza y la propiedad de compresión de las aleaciones de Ti-Cu, y se evaluaron la resistencia a la corrosión y la actividad antibacteriana para investigar el efecto del contenido de Cu. Los resultados mostraron que las aleaciones de Ti-Cu fundidas presentaron una tasa antibacteriana muy baja contra Staphylococcus aureus (S. aureus). El tratamiento térmico mejoró significativamente la tasa antibacteriana, especialmente después de un tratamiento de sólido y envejecimiento (T6). Se observaron tasas antibacterianas de hasta 90.33% y 92.57% en la aleación de Ti-3Cu y en la aleación de Ti-4Cu, respectivamente. La dureza, la resistencia a la compresión, la resistencia a la corrosión y la tasa antibacteriana de las aleaciones de Ti-Cu aumentaron con el incremento del contenido de Cu en todas las condiciones. Se demostró que la distribución homogénea y la fina fase de Ti2Cu desempeñaron un papel muy importante en la propiedad mecánica, la resistencia a la corrosión y las propiedades antibacterianas. Además, se debe señalar que el contenido de Cu debe ser al menos de 3 % p/p para obtener buenas propiedades antibacterianas (>90% de tasa antibacteriana) así como propiedades mecánicas satisfactorias.