Processamento e Caracterização de Ligas de Mg-Zn Obtidas por Moagem de Alta Energia Visando Aplicações Biomédicas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, André Luiz Carvalho de Rezende
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Scaffolds; Biomateriais; Biomaterials; High-energy milling; Ligas de magnésio; Magnesium alloys; Moagem de alta energia; Moinho SPEX; SPEX mill
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-18012022-120912/

Como uma alternativa aos tradicionais materiais metálicos utilizados como implantes ósseos, é proposto um estudo de misturas do sistema Mg-Zn, Mg-(94 x 99%p.)Zn, produzidas por moagem de alta energia. Para o processo de moagem das amostras, álcool isopropílico foi utilizado como agente controlador de processo (ACP) em um moinho SPEX modelo 8000D com jarros e esferas de carbeto de tungstênio. Inicialmente, dois lotes, contendo nove amostras cada, foram produzidos com tempos de moagem de 1, 2 e 4 horas. O lote 1 possuía amostras com frações mássicas de 1, 2 e 3% de Zn. Após as moagens, as contaminações por tungstênio provocadas pelo desgaste das esferas foram cuidadosamente verificadas pelas etapas de pesagem individual de cada esfera e pela determinação de um histórico de suas perdas mássicas. Análises de fluorescência de raios X (FRX) determinaram teores de Zn inferiores aos idealizados, e isto foi atribuído ao processo de transferência das amostras para a secagem. Estas ocorrências conduziram à criação do lote 2, com os mesmos tempos de moagem do lote 1, mas com o dobro das frações mássicas de Zn. Valendo-se do histórico de perdas mássicas das esferas, novas combinações de esferas foram propostas e a FRX confirmou a eliminação desta fonte de contaminação. Os teores de Zn idealizados, agora, também foram atendidos. Pelos difratogramas de raios X (DRX) produzidos, apenas fases vinculadas aos padrões de Mg e Zn surgiram, o mesmo comportamento observado para as amostras do lote 1. Adicionalmente, a ação do álcool isopropílico induziu a aglomeração das partículas de Mg e de picos cristalográficos largos no início do intervalo angular de medição de DRX, relacionados a uma possível amorfização, que se mantiveram mesmo após o processo de secagem das amostras. Assim, para efeito de comparação, um lote 3 foi produzido sem a utilização de qualquer ACP (com frações mássicas de 1, 2 e 3% de Zn e tempo de moagem de 2 horas). As amostras do lote 3 apresentaram reprodutibilidade, teor de zinco aceitável, nenhum teor de contaminação pelo processo, além de suas concentrações nominais não ter apresentado variações quando analisadas por FRX, DRX, MEV e EDS. Apenas uma distribuição granulométrica mais estreita para a amostra de 3%p. Zn foi observada pelo analisador de partículas. Não houve a formação de novas fases.