Desenvolvimento de ligas biomédicas de alta entropia não equiatômicas baseadas em TiZrNbTa-(Mo e Mn)

• Processo: 22/10434-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Vigência: 01 de outubro de 2022 - 31 de março de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Diego Rafael Nespeque Correa
• Beneficiário: Diego Rafael Nespeque Correa
• Instituição Sede: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP). Campus Sorocaba. Sorocaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Biomateriais Corrosão Citotoxicidade Propriedades mecânicas Microestruturas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomaterials | Corrosion | cytotoxicity | High Entropy Alloy | mechanical properties | Microstructure | Biomateriais

Resumo

Este estudo produziu ligas de alta entropia (HEA) não equiatômicas de TiNbZrTaMn e TiNbZrTaMo por fusão a arco-voltaico e tratadas termicamente para homogeneização microestrutural. A composição de fase, microestrutura e algumas propriedades mecânicas foram medidas e comparadas com algumas predições teóricas. Adicionalmente, testes eletroquímicos e de citotoxicidade avaliaram o seu potencial de aplicação como biomateriais. Os padrões de difração de raios X indicaram a presença de uma fase CCC única para a liga TiNbZrTaMn e uma fase secundária HC para a TiNbZrTaMn. A análise microestrutural revelou a formação de contornos de grão irregulares e algumas formações lamelares, com segregação química dos elementos de liga em escala sub-micrométrica. As amostras exibiram módulo de elasticidade (80-110 GPa) próximo do Ti-CP grau 2 (100 GPa) e elevada microdureza Vickers (450-550 HV) que a liga Ti-6Al-4V (400 HV). Os testes eletroquímicos e biológicos indicaram uma resistência à corrosão em meio 0,9% NaCl superior a alguns biomateriais metálicos comerciais, com adequada adesão e viabilidade celular com células pré-osteoblásticas e comportamento hidrofílico. De forma geral, os dados indicaram que a liga TiNbZrTaMn apresentou melhor potencial de aplicação para ser usado como biomaterial em aplicações biomédicas que alguns materiais comerciais (aço 316L, Ti-CP grau 2 e Ti-6Al-4V), prospectando futuras aplicações como implantes ortopédicos de carga. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

TORRENTO, JHULIENE ELEN; DE SOUSA, TIAGO DOS SANTOS PEREIRA; CRISTINO DA CRUZ, NILSON; SANTOS DE ALMEIDA, GERSON; ZAMBUZZI, WILLIAN FERNANDO; GRANDINI, CARLOS ROBERTO; NESPEQUE CORREA, DIEGO RAFAEL. Development of non-equiatomic Bio-HEAs based on TiZrNbTa-(Mo and Mn). APL Materials, v. 10, n. 8, p. 10-pg., 2022-08-01. (22/10434-7, 18/24931-7)