Efeitos da Entropia nas Propriedades Mecânicas, de Corrosão e Biocompatibilidade de Ligas de alta entropia Nanoestruturadas e Cerâmicas Ti-Nb-Zr-Ta-Hf Processadas via HPT e SPS

• Processo: 25/10495-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 11 de janeiro de 2026
• Data de Término da vigência: 10 de janeiro de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Ricardo Floriano
• Beneficiário: Payam Edalati
• Supervisor: Motonori Watanabe
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Kyushu University, Japão
• Vinculado à bolsa: 23/07884-3 - 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., BP.DR
• Assunto(s): Biomateriais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomaterials | High-entropy alloys (HEAs) | High-entropy ceramics (HECs) | High-pressure torsion (HPT) | severe plastic deformation (SPD) | Spark Plasma Sintering (SPS) | Bio High-entropy alloys/ceramics

Resumo

A indústria de dispositivos médicos exige, cada vez mais, materiais que combinem desempenho mecânico superior com excelente biocompatibilidade. Nesse contexto, as ligas de alta entropia (HEAs) e as cerâmicas de alta entropia (HECs) surgem como candidatos promissores devido à sua versatilidade estrutural e composicional única. Este projeto, desenvolvido em colaboração com a Universidade de Kyushu (Japão), foca em HEAs e HECs biocompatíveis (bio-HEAs e bio-HECs) compostos exclusivamente por elementos não tóxicos.O objetivo principal é investigar o efeito da entropia configuracional e do refinamento da estrutura nas propriedades mecânicas, de corrosão e biocompatibilidade de materiais dentro do sistema Ti-Nb-Zr-Ta-Hf. O estudo está dividido em duas partes principais:Parte 1: Síntese e análise de ligas metálicas - binária (TiNb), ternária (TiNbZr), quaternária (TiNbZrTa) e quinária (TiNbZrTaHf) - processadas por torção sob alta pressão (HPT) para induzir nanoestruturação e induzir transformações de fase.Parte 2: Fabricação e caracterização das cerâmicas de alta entropia oxidáveis correspondentes - (TiNb)O, (TiNbZr)O, (TiNbZrTa)O e (TiNbZrTaHf)O - utilizando a sinterização por plasma de centelha (SPS) após oxidação controlada.As metodologias empregadas incluem fusão a arco elétrico, HPT, tratamentos de oxidação e consolidação por SPS. As técnicas de caracterização abrangem difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM), avaliações das propriedades mecânicas, testes de resistência à corrosão e ensaios de biocompatibilidade.Esse esforço colaborativo visa gerar novos conhecimentos sobre os papéis da entropia configuracional e do refinamento de grãos na determinação do comportamento multifuncional de biomateriais avançados. Espera-se que os resultados contribuam para o desenvolvimento de materiais de nova geração para implantes ortopédicos e outras aplicações biomédicas. (AU)