Desenvolvimento de ligas biomédicas de alta entropia não equiatômicas baseadas em TiZrNbTa-(Mo e Mn)

Resumo

Este estudo produziu ligas de alta entropia (HEA) não equiatômicas de TiNbZrTaMn e TiNbZrTaMo por fusão a arco-voltaico e tratadas termicamente para homogeneização microestrutural. A composição de fase, microestrutura e algumas propriedades mecânicas foram medidas e comparadas com algumas predições teóricas. Adicionalmente, testes eletroquímicos e de citotoxicidade avaliaram o seu potencial de aplicação como biomateriais. Os padrões de difração de raios X indicaram a presença de uma fase CCC única para a liga TiNbZrTaMn e uma fase secundária HC para a TiNbZrTaMn. A análise microestrutural revelou a formação de contornos de grão irregulares e algumas formações lamelares, com segregação química dos elementos de liga em escala sub-micrométrica. As amostras exibiram módulo de elasticidade (80-110 GPa) próximo do Ti-CP grau 2 (100 GPa) e elevada microdureza Vickers (450-550 HV) que a liga Ti-6Al-4V (400 HV). Os testes eletroquímicos e biológicos indicaram uma resistência à corrosão em meio 0,9% NaCl superior a alguns biomateriais metálicos comerciais, com adequada adesão e viabilidade celular com células pré-osteoblásticas e comportamento hidrofílico. De forma geral, os dados indicaram que a liga TiNbZrTaMn apresentou melhor potencial de aplicação para ser usado como biomaterial em aplicações biomédicas que alguns materiais comerciais (aço 316L, Ti-CP grau 2 e Ti-6Al-4V), prospectando futuras aplicações como implantes ortopédicos de carga. (AU)