Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cruz, Ernesto David Gonzalez
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
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.
id SCAR_56ca38dee3bbc304c0b180dcb7642a36
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/12432
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling 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
dc.title.por.fl_str_mv Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Study of Ti-Nb-Zr and Ti-Nb-Mg alloys, cast and in the form of coatings on stainless steel, for biomedical applications  
title Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas
spellingShingle Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas
Cruz, Ernesto David Gonzalez
Ligas de titânio
Recobrimentos
Tratamento de superfície
Magnetron sputtering
Biomateriais
Ligas dissimiles
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA
title_short Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas
title_full Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas
title_fullStr Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas
title_full_unstemmed Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas
title_sort Estudo de ligas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Mg, fundidas e na forma de recobrimentos sobre aço inoxidável, para aplicações biomédicas
author Cruz, Ernesto David Gonzalez
author_facet Cruz, Ernesto David Gonzalez
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4330577960329954
dc.contributor.author.fl_str_mv Cruz, Ernesto David Gonzalez
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Nascente, Pedro
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1387043320265189
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Conrado, Ramos Moreira Afonso
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2176215981291453
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 8812b175-2912-4709-97c2-85126811ae43
contributor_str_mv Nascente, Pedro
Conrado, Ramos Moreira Afonso
dc.subject.por.fl_str_mv Ligas de titânio
Recobrimentos
Tratamento de superfície
topic Ligas de titânio
Recobrimentos
Tratamento de superfície
Magnetron sputtering
Biomateriais
Ligas dissimiles
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Magnetron sputtering
Biomateriais
Ligas dissimiles
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA
description 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.
publishDate 2019
dc.date.issued.fl_str_mv 2019-10-31
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-04-13T11:46:41Z
dc.date.available.fl_str_mv 2020-04-13T11:46:41Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv CRUZ, 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.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12432
identifier_str_mv CRUZ, 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.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12432
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.authority.fl_str_mv 569639b5-8972-47a8-8140-8a09f22cc826
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/1/Ernesto%20David%20Gonzalez%20Cruz%20-%20Tese.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/2/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/3/license_rdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/4/Ernesto%20David%20Gonzalez%20Cruz%20-%20Tese.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/6/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/5/Ernesto%20David%20Gonzalez%20Cruz%20-%20Tese.pdf.jpg
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12432/7/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 9a59c61346e65aea454d2362b2d25efd
73cd32eb577b5ad738dc9e9cfbc2568b
e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34
8d58fd850f5539c249c1f0317c77ebba
982c8b856ce95dfca8e19d8f88af9cd3
4b82dcac09fe81d853fbef28d8ce1e25
343ffb406cc8e1b6d9cc988f4b4a203e
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813715614722686976