Avaliação de propriedades mecânicas de ligas nanocristalinas do sistema Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn

• Processo: 14/08936-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2014
• Data de Término da vigência: 10 de março de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Conrado Ramos Moreira Afonso
• Beneficiário: André Luiz Vidilli
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/17090-8 - Laser cladding de pós obtidos por moagem de alta energia de ligas nanocristalinas Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn, BE.EP.IC
• Assunto(s): Ligas metálicas Biomateriais metálicos Nanocristais de celulose Propriedades mecânicas Caracterização microestrutural Teste de biocompatibilidade Microscopia de contraste de fase Difração por raios X
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biocompatibilidade | biomateriais metálicos | Caracterização microestrutural | Elementos Betagênicos | Ligas de Ti | Resistência à Corrosã | Biomateriais Metálicos

Resumo

A síntese de novas ligas nanocristalinas à base de Ti tem sido amplamente pesquisada devido às suas boas propriedades de engenharia. Estas ligas são industrialmente importantes como materiais estruturais e funcionais. Ligas BMG ("bulk metallic glasses") da ordem de mm de Ti mostram alta resistência mecânica (1800-2500 MPa), baixo módulo elástico (50-110 GPa) e, como esperado, boa resistência à corrosão em vários meios. A liga Ti45Zr10Pd10Cu31Sn4 BMG descoberta recentemente exibe uma boa combinação de alta resistência mecânica e a corrosão e é adequado para a fabricação de ligas BMG com boa resistência à corrosão (biocompatibilidade química) e alta TFA. O aumento na expectativa de vida torna necessário o desenvolvimento científico e tecnológico dos biomateriais, principalmente aqueles com aplicação em ortopedia. Esta pesquisa visa a produção, o processamento e a otimização de propriedades de ligas Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn para uso em implantes milimétricos (pinos, etc). As ligas metálicas utilizadas atualmente no Brasil possuem módulo de elasticidade (E) muito maior que o do osso humano (E = 10 a 30 GPa): Aço (200 GPa), Ligas Co-Cr (220 GPa), Ti-6Al-4V (110 GPa) e a busca por ligas com melhor biocompatibilidade mecânica e química se faz necessário. No presente projeto são propostas novas ligas de Ti a partir de combinações do sistema Ti-Nb-Fe e Ti-Mo-Fe e à partir da escolha da liga que apresentar melhor combinação de propriedades será feita uma adição de estanho (Sn) com o intuito de otimizar as propriedades mecânicas juntamente com a biocompatibilidade (mecânica e química) para minimizar o módulo de elasticidade da liga aliado à uma diminuição do ponto de fusão pela adição de elementos eutetóides (Fe e Sn)O presente projeto de pesquisa pretende a caracterização microestrutural de ligas de Titânio do sistema Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn desde a preparação da liga em forno a arco voltaico, realização de tratamento térmico de homogeneização, preparação metalográfica, difração de raios-X (DRX), microscopia ótica e eletrônica de varredura (MEV) com o intuito de se obter ligas de Ti compósitos nanocristalinos com fases metaestáveis e/ou amorfas e o estudo da cristalização das fases de equilíbrio.