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Utilização da moagem de alta energia e do controle de porosidade no desenvolvimento de ligas de TI-NB-ZR para aplicações biomédicas

Processo: 10/09219-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2010
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2013
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Durval Rodrigues Junior
Beneficiário:José Luiz Minatti
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Assunto(s):Sinterização   Caracterização microestrutural   Moagem de alta energia   Ligas de titânio

Resumo

Entre os biomateriais metálicos, as ligas de titânio tem se destacado em relação aos materiais mais convencionais como aço inoxidável e ligas de cobalto. Nos últimos anos foram desenvolvidas as ligas do sistema Ti-Nb-Zr, que apresentaram alta resistência mecânica e resistência à corrosão, além de baixo módulo elástico devido aos estabilizadores da fase Ti-b (Nb, Zr, entre outros), que também são elementos não citotóxicos. Contudo, mesmo estas ligas apresentam módulo de elasticidade superior ao dos ossos e, por isso, materiais com porosidade controlada são preferíveis, mesmo porque, permitem melhor osseointegração. Nesse trabalho será avaliada uma nova rota de processamento de ligas porosas de Ti-Nb-Zr, via metalurgia do pó, que não necessitem de tratamento superficial adicional (recobrimento e tratamento químico). Contudo a metalurgia do pó apresenta a possibilidade de segregação nas etapas de processamento e limitação de tamanho e formas das peças. Assim, será utilizada a moagem de alta energia para a redução e uniformização no tamanho de grãos da liga, além de se alcançar a estequiometria próxima à desejada em função das transformações de fase durante a moagem. Os pós serão misturados com um agente espaçante (space-holder) e então, submetidos à conformação por consolidação com amido (starch consolidation), técnica pouco explorada para obtenção de metais e que permite maior versatilidade de formas e tamanhos com controle de porosidade. As peças obtidas serão submetidas à calcinação (debinding) para remoção do agente espaçante, e então serão tratadas termicamente a vácuo. O controle da porosidade e densidade final será realizado mediante variações na granulometria dos pós, no teor do agente espaçante e nos tratamentos térmicos. Os ensaios de caracterização serão microestruturais, superficiais e mecânicos.