Desenvolvimento de novas ligas de alta entropia à base de TiZrNbTaMo/Mn para potencial aplicação biomédica

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Torrento, Jhuliene Elen
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Biomateriais; Ligas de alta entropia; Microestrutura; Propriedades mecânica; Corrosão; Biocompatibilidade; Materiais biomédicos; Ligas; Biomaterials; High entropy alloys; Microstructure; Mechanical properties; Corrosion; Biocompatibility
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/217452

Nos últimos anos, ligas de alta entropia (HEAs) têm sido desenvolvidas e reconhecidas pela sua elevada resistência mecânica, ductilidade e resistência à corrosão, o que têm atraído a atenção para utilização na área biomédica. Contudo, as HEAs já desenvolvidas não possuem propriedades adequadas para a utilização como biomateriais. Este projeto objetiva caracterizar a estrutura cristalina, microestrutura e as propriedades mecânicas de uma nova liga biomédica com alta entropia composta por elementos não tóxicos (Ti, Nb, Zr, Ta e Mn), para possível aplicação como implantes biomédicos. Para desenvolvimento do estudo, foram produzidas amostras das ligas TiZrNbTaMn e TiZrNbTaMo em proporções não equiatômicas. As amostras foram fundidas por fusão a arco voltaico. Depois de fundidos, os lingotes foram submetidos a um tratamento térmico de homogeneização a 1000 ºC por 12 horas, com resfriamento lento ao ar. Em seguida, foram realizados tratamentos térmicos de envelhecimento a 300 ºC, 400 ºC e 500 ºC por 6 horas, com resfriamento rápido em água. A caracterização das amostras foi feita por medidas de densidade, EDS, mapeamento químico, DRX, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, medidas de módulo de elasticidade, medidas de microdureza Vickers, ensaios de biocompatibilidade, ângulo de contato e corrosão. As caracterizações químicas indicaram boa qualidade das amostras produzidas. A caracterização estrutural indicou uma predominância de estrutura cristalina CCC e precipitação de uma fase secundária HC. A caracterização microestrutural exibiu a formação de estruturas dendríticas na condição bruta de fusão. Após os tratamentos térmicos, as ligas apresentaram grãos irregulares e a presença de estruturas aciculares. As medidas de módulo de elasticidade e microdureza apontaram baixo módulo de elasticidade e elevada microdureza das ligas produzidas em relação a alguns biomateriais comerciais. Os testes de biocompatibilidade indicaram baixa citotoxicidade e superfície favorável para a adesão celular, com boa resistência a corrosão. Os resultados apontam bons resultados das ligas estudadas comparado com ligas biomédicas convencionais, evidenciando um bom potencial para prosseguimento dos estudos visando aplicação como um biomaterial.