Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas
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Data de Publicação: | 2019 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12432 |
Resumo: | In the present thesis, nanostructured coatings of Ti (100 - (20 + z)) -Nb20-Xz alloys (X = Zr and Mg) were produced by sputtering. So with that, it was possible to analyze the effect of the addition of Zr and Mg on the physical, mechanical, morphological, structural and biological behavior compared to the same alloys made by casting in copper mold. The results show that Zr has an effect on the formation of phases, texture, mechanical and biological properties of the TiNb system for both cast alloys and coatings, since low levels favor the formation of martensitic phases regardless of the cooling rate, and in the coatings the precipitation of the ω phase, but for Zr contents greater than 20 at. %, it occurs the stabilization of the β phase. Also, the addition of zirconium causes the presence of texture in the coatings, which is similar to the melted alloys rapidly solidified. In addition, a decrease in both the elastic modulus and the hardness of the cast alloys, reaching values close to the bone with the increase in the cooling rate. While for Mg, the structural, morphological, mechanical and tribological properties depend on the transformation from α to β phase with increasing Mg content. Biologically, the alloys had an increase in cell growth, showing the potential of these systems for their possible use in the manufacture of medical implantation devices. |
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Cruz, Ernesto David GonzalezNascente, Pedrohttp://lattes.cnpq.br/1387043320265189Conrado, Ramos Moreira Afonsohttp://lattes.cnpq.br/2176215981291453http://lattes.cnpq.br/43305779603299548812b175-2912-4709-97c2-85126811ae432020-04-13T11:46:41Z2020-04-13T11:46:41Z2019-10-31CRUZ, Ernesto David Gonzalez. Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas. 2019. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12432.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12432In the present thesis, nanostructured coatings of Ti (100 - (20 + z)) -Nb20-Xz alloys (X = Zr and Mg) were produced by sputtering. So with that, it was possible to analyze the effect of the addition of Zr and Mg on the physical, mechanical, morphological, structural and biological behavior compared to the same alloys made by casting in copper mold. The results show that Zr has an effect on the formation of phases, texture, mechanical and biological properties of the TiNb system for both cast alloys and coatings, since low levels favor the formation of martensitic phases regardless of the cooling rate, and in the coatings the precipitation of the ω phase, but for Zr contents greater than 20 at. %, it occurs the stabilization of the β phase. Also, the addition of zirconium causes the presence of texture in the coatings, which is similar to the melted alloys rapidly solidified. In addition, a decrease in both the elastic modulus and the hardness of the cast alloys, reaching values close to the bone with the increase in the cooling rate. While for Mg, the structural, morphological, mechanical and tribological properties depend on the transformation from α to β phase with increasing Mg content. Biologically, the alloys had an increase in cell growth, showing the potential of these systems for their possible use in the manufacture of medical implantation devices.Na presente tese foram produzidos recobrimentos nanoestruturados de ligas Ti (100 - (20+z)) -Nb20-Xz (sendo X= Zr e Mg) por pulverização magneto catódica. Com isso, foi possível analisar o efeito da adição de Zr e Mg no comportamento físico, mecânico, morfológico, estrutural e biológico comparado com as mesmas ligas feitas por fundição em molde de cobre. Os resultados mostram que o Zr tem um efeito na formação de fases, textura, propriedades mecânicas e biológicas do sistema TiNb, tanto para as ligas fundidas como para os recobrimentos, já que baixos teores favorecem a formação de fases martensíticas independentemente da taxa de resfriamento, e nos recobrimentos a precipitação da fase ω, mas para teores de Zr superiores a 20% at. ocorre a estabilização da fase β. Também a adição de zircônio gera a presença de textura nos recobrimentos, a qual é similar às das ligas fundidas solidificadas rapidamente. Além disso, ocorre a diminuição tanto no módulo de elasticidade quanto na dureza das ligas fundidas, chegando a valores próximos ao do osso com o aumento da taxa de resfriamento. Enquanto que para o Mg, a estrutura morfológica, as propriedades mecânicas e tribológicas dependem da transformação da fase α para a β com o aumento do teor de Mg. Biologicamente, as ligas tiveram um aumento do crescimento celular, mostrando o potencial destes sistemas para seu possível uso na fabricação de dispositivos de implantação médica.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)FAPESP: 2017/25983-8porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessLigas de titânioRecobrimentosTratamento de superfícieMagnetron sputteringBiomateriaisLigas dissimilesENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICAEstudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicasStudy of Ti-Nb-Zr and Ti-Nb-Mg alloys, cast and in the form of coatings on stainless steel, for biomedical applications info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis569639b5-8972-47a8-8140-8a09f22cc826reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALErnesto David Gonzalez Cruz - Tese.pdfErnesto David Gonzalez Cruz - Tese.pdfapplication/pdf4905193https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/1/Ernesto%20David%20Gonzalez%20Cruz%20-%20Tese.pdf9a59c61346e65aea454d2362b2d25efdMD51BCO carta comprovante autoarquivamento.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento.pdfapplication/pdf423891https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/2/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf73cd32eb577b5ad738dc9e9cfbc2568bMD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTErnesto David Gonzalez Cruz - Tese.pdf.txtErnesto David Gonzalez Cruz - Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain317243https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/4/Ernesto%20David%20Gonzalez%20Cruz%20-%20Tese.pdf.txt8d58fd850f5539c249c1f0317c77ebbaMD54BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtExtracted texttext/plain1492https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/6/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.txt982c8b856ce95dfca8e19d8f88af9cd3MD56THUMBNAILErnesto David Gonzalez Cruz - Tese.pdf.jpgErnesto David Gonzalez Cruz - Tese.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6373https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/5/Ernesto%20David%20Gonzalez%20Cruz%20-%20Tese.pdf.jpg4b82dcac09fe81d853fbef28d8ce1e25MD55BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10531https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/7/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.jpg343ffb406cc8e1b6d9cc988f4b4a203eMD57ufscar/124322023-09-18 18:31:53.32oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/12432Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:53Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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