O papel do Zn na microestrutura, segregação e citotoxicidade da liga Sn-0,2Ni

• Processo: 24/00111-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: José Eduardo Spinelli
• Beneficiário: José Eduardo Spinelli
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Citotoxicidade Microestruturas Solidificação Solidificação de metais e ligas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: citotoxicidade | Ligas Sn-Ni | Microestruturas | Solidificação | Solidificação de metais e ligas

Resumo

Ligas do sistema Sn-Ni são alternativas promissoras para substituir ligas Sn-Pb, pois apresentam alta resistência à corrosão e boa soldabilidade. No entanto, ligas Sn-Ni ainda possuem baixos níveis de resistência mecânica e baixa confiabilidade. A adição de elementos de liga pode ser uma maneira de melhorar as propriedades das ligas Sn-Ni. O zinco (Zn) desempenha um papel essencial no setor de ligas de solda isentas de chumbo, mitigando o crescimento de compostos intermetálicos em juntas soldadas, refinando a microestrutura, melhorando a resistência mecânica e, em última análise, reduzindo o custo total. Este estudo tem como objetivo explorar os impactos das adições de Zn (0,2 e 0,5% em peso) nos parâmetros térmicos (velocidade de solidificação-V e taxa de resfriamento-j), macroestrutura, microestrutura, transformação de fases, macrossegregação e citotoxicidade. Todos esses fatores serão examinados em ligas Sn-0,2%Ni solidificadas direcionalmente sob condições de fluxo de calor transitório em uma chapa de cobre. As amostras foram caracterizadas usando Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Fluorescência de Raios X (FRX), e Difração de Raios X (DRX). Diagramas de propriedades e isopletas foram gerados usando o método CALPHAD. A análise de citotoxicidade envolveu a avaliação da viabilidade celular após 15 e 30 dias de incubação para as ligas, seguida pela exposição dos extratos por 24 e 48 horas. As adições de Zn causaram um aumento significativo da temperatura de fusão nas ligas Sn-Ni-Zn. Macroestruturas totalmente colunares foram observadas para as ligas Sn-Ni-Zn. As microestruturas foram completamente dendríticas, com uma matriz rica em Sn (Sn-²) cercada por uma mistura eutética de fases Ni3Sn4+NiSn+Sn-². As adições de Zn não alteraram a morfologia dendrítica das ligas Sn-Ni-Zn, quando comparadas com a Sn-0,2%Ni. Além disso, o aumento do teor de Zn não afetou a escala microestrutural nas ligas ternárias Sn-Ni-Zn. A toxicidade das ligas examinadas não foi significativamente influenciada pela escala de comprimento microestrutural. Por outro lado, fatores como tempo de incubação e composição química tiveram impacto na citotoxicidade. No geral, a presença de Zn nas ligas Sn-Ni-Zn melhorou a viabilidade celular. (AU)