Efeito de reforços in-situ de TiC e TiB na resistência ao desgaste da liga Ti-15Nb

• Processo: 24/19591-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 05 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 04 de abril de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Diego Rafael Nespeque Correa
• Beneficiário: Carlos Eduardo da Silva
• Supervisor: Sophia Alexandra Tsipas
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universidad Carlos Iii De Madrid, Campus De Leganés, Espanha
• Vinculado à bolsa: 24/03308-0 - Estudo da liga Ti-15Nb com reforço in-situ de TiC e TiB para combinar baixo módulo de elasticidade com alta resistência ao desgaste visando aplicações biomédicas, BP.IC
• Assunto(s): Biomateriais Resistência ao desgaste
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomaterial | Compósito de Matriz Metálica | liga Ti-Nb | Resistência ao desgaste | Teste de desgaste | Biomateriais

Resumo

A comunidade científica tem sido desafiada a encontrar materiais que melhorem a durabilidade e o desempenho de próteses ortopédicas, como próteses de quadril e joelho. Dentre as alternativas promissoras, destacam-se as ligas de titânio-nióbio (Ti-Nb) como materiais não tóxicos e não alergênicos, com alta resistência específica e baixo módulo de elasticidade. Composições como a liga Ti-15Nb (% em peso) alcançaram valores de módulo de elasticidade mais próximos aos do osso, o que é crucial para evitar o efeito de blindagem óssea. No entanto, além das propriedades mecânicas, as próteses articulares envolvem requisitos tribológicos, pois geralmente ocorrem movimentos de deslizamento cíclicos entre seus componentes. Essa condição limita o sucesso dos materiais metálicos, que geralmente apresentam baixa resistência ao desgaste. Para atender a esses requisitos, uma estratégia pode envolver a adição de partículas duras como reforço de ligas Ti-Nb, resultando em compósitos de matriz à base de Ti (TMCs). Desta forma, o fator crítico para alcançar as propriedades desejadas reside na forte ligação entre o reforço e a matriz, que pode ser alcançada quando ocorrem reações químicas durante a produção do TMC, conhecidas como condições in-situ. Por exemplo, um estudo recente aplicou de forma inovadora a fusão por arco para promover reações in-situ entre a liga Ti-40Nb e o pó B4C. Como resultado, obteve-se um TMC com reforço híbrido de TiC e TiB. No entanto, níveis elevados de Nb, TiC e TiB aumentaram o módulo de elasticidade. Portanto, o presente projeto no Brasil visa produzir e caracterizar novas TMCs com a liga Ti-15Nb e a adição de diferentes quantidades de B4C durante a fusão. Desta forma, espera-se combinar alta resistência ao desgaste com baixo módulo de elasticidade, o que é essencial para aplicações biomédicas. Diante disso, a presente proposta de pesquisa de intercâmbio tem como foco avaliar a resistência ao desgaste das amostras produzidas por meio de ensaios de deslizamento a seco.