Síntese in-situ de compósitos de matriz à base de Ti com gradiente funcional produzidos por rota metalúrgica líquida de baixo custo

Resumo

A artroplastia total do quadril tem se tornado uma cirurgia cada vez mais comum, principalmente devido ao envelhecimento da população. Como resultado, o desenvolvimento de novos materiais para este tipo de prótese é uma questão de extrema importância, visando maior durabilidade e eficiência. Atualmente, a prótese de quadril é modular, dividida em quatro componentes. Um desses componentes é a haste femoral, comumente feita de materiais à base de titânio. O atrito que ocorre em um ambiente corrosivo, na região de união entre a haste e a cabeça femoral, tem sido uma preocupação nos últimos anos. A solução para este problema pode ser alcançada pela fabricação de um compósito com gradiente funcional, a fim de obter maior resistência ao desgaste para a haste na região de união com a cabeça femoral. Assim, o presente trabalho tem como objetivo aplicar uma técnica inovadora e de baixo custo para a produção de bio-compósitos de matriz metálica com gradiente funcional (bio-FGMMCs). A ideia consiste em aplicar a fundição centrífuga para infiltrar metal fundido em uma pré-forma com gradiente funcional, que será obtida pela prensagem de pó e processada via metalurgia do pó com técnica conhecida como "space holder". Neste caso, para obter as propriedades requeridas, uma liga de titânio-nióbio foi escolhida como matriz metálica para promover alta resistência à corrosão e baixo módulo de elasticidade. Ao mesmo tempo, a formação in situ de duros reforços cerâmicos permitirá aumentar a resistência ao desgaste. Portanto, o desafio será entender o comportamento eletroquímico, tribo-eletroquímico e mecânico desses bio-compósitos de matriz metálica (bio-MMCs) como uma função do tipo de reforço e da fração de volume, e finalmente projetar e processar um bio-FGMMC de acordo com os dados experimentais obtidos. (AU)