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Efeito de elementos intersticiais nas propriedades anelásticas e biocompatibilidade de ligas Ti-Mo

Processo: 05/01075-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de março de 2006
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2008
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Carlos Roberto Grandini
Beneficiário:Renata Abdallah Nogueira
Instituição-sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
Assunto(s):Biomateriais   Anelasticidade   Ligas de titânio   Atrito interno   Intersticiais   Teste de biocompatibilidade

Resumo

O titânio e algumas de suas ligas têm sido vastamente usados na fabricação de próteses e dispositivos especiais nas áreas médica e odontológica desde 1970 devido às suas propriedades como baixos valores de módulo de Young, resistência à corrosão e características de biocompatibilidade. Entretanto, os valores do módulo de Young dessas ligas ainda são cerca de 2-4 vezes superiores os do osso. Os elementos que estabilizam a fase alfa são aqueles que incrementam a temperatura na qual a fase alfa é estável. Os elementos mais importantes que se comportam desta maneira são o alumínio, o oxigênio, o carbono e o nitrogênio. Já os elementos que estabilizam a fase beta são aqueles que permitem que esta fase seja estável em temperaturas menores que a transição beta. Destacam como beta estabilizadores o vanádio, o molibdêdnio e o tântalo. A liga Ti-6Al-4V é a liga de titânio mais utilizada para aplicações biológicas. Entretanto, recentemente, foi descoberto que o vanádio causa efeitos citotóxicos e reações adversas em alguns tecidos, enquanto o alumínio tem sido associado com desordens neurológicas. Assim, muitas pesquisas têm procurado alternativas à liga Ti-6Al-4V, na tentativa de se obter ligas com resistência mecânica similar (ou mais elevada), menor módulo de elasticidade e maior biocompatibilidade. As ligas mais promissoras são as que apresentam Nb, Zr, Mo e Ta como elementos de liga, adicionados ao Ti. Recentemente, ligas contendo elementos estabilizadores da fase b (Nb, Ta, Zr e Mo) têm sido consideradas, dentre as quais destacam-se Ti-29Nb-13Ta, Ti-29Nb-13Ta-4Mo, Ti-13Nb-13Zr, Ti-35Nb-7Zr-5Ta e Ti-10Mo. A liga Ti-10Mo (TM) integra uma nova classe de ligas à base de Ti, sem a presença de Al e V (que apresentam citotoxidade) e com baixos valores do módulo de Young (em torno de 80 GPa), bastante atraentes para o emprego como biomateriais. Assim sendo, muitos esforços vem sendo efetuados no sentido de caracterizar e compreender o comportamento mecânico e bioquímico da liga Ti-10Mo, em função dos processos de obtenção e tratamentos termo-mecânico, que exercem grande influência nas propriedades das ligas de titânico com estrutura quase beta, sem alterar o módulo de elasticidade. A presença de elementos intersticiais (O, C, N e H) altera de maneira significativa as propriedades mecânicas da liga, principalmente suas propriedades elásticas, causando endurecimento ou enfraquecimento da liga. As medidas de espectroscopia anelástica constituem uma ferramenta poderosa para o estudo da interação destes elementos substitucionais e intersticiais com a matriz metálica. Este projeto tem como objetivo estudar o efeito de elementos intersticiais pesados como oxigênio e nitrogênio em solução sólida na liga Ti-10Mo (% em peso) nas propriedades físicas da liga, através de medidas de espectroscopia anelástica utilizando um Pêndulo de Torção operando na faixa de freqüência entre 0,3 e 30 Hz, difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), de transmissão (MET), corrosão e biocompatibilidade.

Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
NOGUEIRA, Renata Abdallah. Efeito do oxigênio nas propriedades anelásticas da liga Ti-10Mo para aplicação biomédica. 2008. 104 f. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual Paulista. POSMAT - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais. Bauru.

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