Processamento e caracterização das propriedades mecânicas e da biocompatibilidade de ligas multicomponentes dos sistemas (TiZrNbTa)90Cu10-xAgx e(TiZrNbMo)90Cu10-xAgx (para X = 0, 2.5, 5.0, 7.5 and 10 at%) produzidas para as aplicações biomédicas.

• Processo: 23/07884-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Ricardo Floriano
• Beneficiário: Payam Edalati
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/03024-7 - Estrutura, processamento e propriedade de ligas multicomponentes avançadas para as aplicações biomédicas e armazenagem de energia, AP.PNGP.PI
• Assunto(s): Biomateriais Ligas de múltiplos elementos principais Propriedades mecânicas Teste de biocompatibilidade Termodinâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biocompatibilidade | ligas multicomponentes | Propriedades mecânicas | Simulação Termodinâmica | Biomateriais

Resumo

Neste projeto de doutorado propõe-se um estudo sistemático da síntese e da caracterização microestrutural avançada das ligas multicomponentes dos sistemas: (TiZrNbTa)90Cu10-xAgx e (TiZrNbMo)90Cu10-xAgx para X = 0, 2.5, 5.0, 7.5 e 10 at.% com estrutura do tipo CCC. As ligas escolhidas contêm, em sua composição, elementos atóxicos e ainda não foram reportadas na literatura, e serão preparadas por fusão a arco sob atmosfera controlada. Após o processo de fusão a arco, as ligas serão processadas por tratamentos térmicos específicos e por torção sob alta pressão (High Pressure Torsion -HPT) no intuito de promover melhorias significativas nas propriedades mecânicas e da biocompatibilidade. Resultados da literatura demonstraram que o processamento de materiais por técnicas de deformação plástica severa, em especial o HPT, pode resultar na melhoria da biocompatibilidade do Titânio e suas ligas, principalmente, pelo acúmulo de deformação plástica aliada a presença de grãos ultrafinos. A viabilidade celular das ligas antes e após o processamento por HPT será investigada por meio do ensaio de citotoxicidade direta (Teste MTT) e citometria de fluxo (fragmentação de DNA e ciclo celular). Os resultados obtidos deverão contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos e das correlações entre processamento, estrutura e propriedades das ligas visando aplicações competitivas como biomateriais. Neste contexto, o principal objetivo deste projeto de doutorado é o de produzir e otimizar ligas de multicomponentes oriundas da simulação dos sistemas (TiZrNbTa) 90Cu10-xAgx e (TiZrNbMo)90Cu10-xAgx com estrutura do tipo cubica de corpo centrado (CCC) para aplicações competitivas como biomaterial. Para tanto, os seguintes objetivos específicos deverão ser executados: - O conhecimento detalhado dos sistemas (TiZrNbTa)90Cu10-xAgx e (TiZrNbMo)90Cu10-xAgx, ainda não explorados na literatura, quanto ao seu potencial como biomaterial. - A caracterização microestrutural, mecânica e da citotoxicidade das ligas poderão fornecer um melhor entendimento e compreensão dos sistemas, bem como uma comparação destas características com outros biomateriais tradicionais já reportados na literatura; - A avaliação do impacto e da importância da inclusão de tratamentos térmicos e de etapas do processamento por HPT nas ligas após processamento por fusão, buscando melhores resultados de biocompatibilidade através da melhoria da dispersão em escala nanométrica das ligas e da inclusão de deformações. (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)

EDALATIA, PAYAM; ANDRADE, GASPAR; STROZI, RENACO B.; DANGWAL, SHIVAM; EDALATI, KAVEH; FLORIANO, RICARDO. Room temperature hydrogen storage properties of Ti-Zr-Mn-Fe-Co high-entropy alloys designed by semi-empirical descriptors , thermodynamic calculations and machine learning. Journal of Alloys and Compounds, v. 1022, p. 10-pg., 2025-04-10. (23/07884-3, 22/03024-7)

EDALATI, PAYAM; CREMASCO, ALESSANDRA; EDALATI, KAVEH; FLORIANO, RICARDO. High corrosion resistance of nanograined and nanotwinned Al_0.1CoCrFeNi high-entropy alloy processed by high-pressure torsion. INTERMETALLICS, v. 172, p. 11-pg., 2024-06-08. (22/03024-7, 23/07884-3)