Tribocorrosão do Titânio comercialmente puro em saliva artificial com contracorpos de Alumina, Zircônia, PTFE e POM

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo experimental sobre o comportamento tribocorrosivo do titânio comercialmente puro em meio de saliva artificial, com ênfase na influência de diferentes materiais de contracorpo sobre o coeficiente de atrito, o desgaste e a resposta eletroquímica do sistema. Foram empregados contracorpos esféricos de alumina, zircônia, PTFE e POM, com diâmetro de 6,00 mm, sob carga normal de 2,01 N e movimento circular unidirecional. Os ensaios foram realizados em um tribômetro rotativo acoplado a uma célula eletroquímica, monitorando-se simultaneamente o coeficiente de atrito (COF), o potencial de circuito aberto (OCP) e a densidade de corrente anódica. Os resultados evidenciaram que os pares Titânio/Alumina e Titânio/Zircônia apresentaram maiores valores de atrito e energia dissipada, acompanhados por quedas acentuadas no potencial e picos de corrente, caracterizando intensa interação tribo-eletroquímica entre desgaste e corrosão. Em contraste, os pares Titânio/PTFE e Titânio/POM exibiram baixo atrito, estabilidade eletroquímica e rápida repassivação, indicando comportamento tribocorrosivo minimizado. Conclui-se que o desempenho tribocorrosivo do titânio é fortemente dependente da natureza do contracorpo e do balanço energético do sistema, sendo os polímeros — especialmente o PTFE — os mais eficientes na preservação do filme passivo de TiO₂ e na mitigação da degradação superficial.

This work presents an experimental study on the tribocorrosion behavior of commercially pure titanium in artificial saliva, emphasizing the influence of different counterbody materials on the friction coefficient, wear, and electrochemical response of the system. Spherical counterbodies of alumina, zircônia, PTFE, and POM, each 6.00 mm in diameter, were tested under a 2.01 N normal load and unidirectional circular motion. The experiments were carried out using a rotating tribometer coupled to an electrochemical cell, simultaneously monitoring the coefficient of friction (COF), open circuit potential (OCP), and anodic current density. The results showed that the Titanium/Alumina and Titanium/Zircônia pairs exhibited higher friction and energy dissipation, accompanied by sharp potential drops and current peaks, characterizing a strong tribo-electrochemical interaction between wear and corrosion. In contrast, the Titanium/PTFE and Titanium/POM pairs displayed low friction, electrochemical stability, and rapid repassivation, indicating minimized tribocorrosive behavior. It is concluded that the tribocorrosion performance of titanium strongly depends on the counterbody material and the energetic balance of the system, with polymeric materials—particularly PTFE—being the most effective in preserving the TiO₂ passive film and reducing surface degradation.