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Laser cladding de pós obtidos por moagem de alta energia de ligas nanocristalinas Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn

Processo: 15/17090-8
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
Vigência (Início): 10 de dezembro de 2015
Vigência (Término): 09 de março de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:José Eduardo Spinelli
Beneficiário:André Luiz Vidilli
Supervisor no Exterior: Vicente Amigo Borras
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Local de pesquisa : Universitat Politécnica de Valéncia (UPV), Espanha  
Vinculado à bolsa:14/08936-8 - Avaliação de propriedades mecânicas de ligas nanocristalinas do sistema Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn, BP.IC
Assunto(s):Recobrimentos   Moagem de alta energia   Ligas de titânio

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 nanocristalinas 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. As ligas nanocristalinas Ti-Fe-Co e Ti-Fe-Sn descobertas recentemente exibem boa combinação de alta resistência mecânica e a corrosão e é adequado para a fabricação de ligas com boa resistência à corrosão e baixo módulo de elasticidade (E).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.A preparação dos pós das ligas do sistema Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn será realizado através do processo de moagem de alta energia (MAE) em um moinho ZOZ. O trabalho será desenvolvido a partir da preparação de amostras contendo algumas centenas de gramas (200 a 500 g). Após a preparação das amostras em quantidade suficiente, parte das mesmas será caracterizada e a outra parte sofrerá processos subseqüentes. Os recobrimentos de laser "cladding" dos pós em substrato de titânio serão realizados no departamento de engenharia mecânica da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) com o pelo Prof. Dr. João Fogagnolo. Todo o procedimento será acompanhado pelo bolsista. Serão variados os parâmetros de Laser, potência (W) e a velocidade de varredura do laser (mm/s). As trilhas individuais e sobrepostas passarão pela caracterização microestrutural (Ótico, MEV) e medidas de microdureza Vickers.No presente projeto de renovação da bolsa de IC são propostas as ligas nanocristalinas selecionadas (em relação ao projeto anterior do 1º ano de IC) Ti66Fe20Nb8Sn6 e Ti64Fe22Mo8Sn6 (%at), com o intuito de produzir recobrimentos sobre substratos de titânio através de Laser Cladding de pós obtidos por Moagem de Alta Energia (MAE).

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)
AFONSO, C. R. M.; VIDILLI, A. L.; SPINELLI, J. E.; RIVA, R.; AMIGO, V.; KIMINAMI, C. S. An assessment of microstructure and properties of laser clad coatings of ultrafine eutectic beta Ti-Fe-Nb-Sn composite for implants. SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, v. 328, p. 161-171, NOV 15 2017. Citações Web of Science: 2.

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