Microestrutura, parâmetros térmicos e citotoxicidade da liga hipoeutética Sn-2,0%Ag modificada com 0,2%Ni

• Autor(a) principal: Sousa, Raí Batista de
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49233
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Solidificação; Ligas Sn-Ag-Ni; Microestrutura; Parâmetros térmicos; Citotoxicidade

A adição de níquel (Ni) em ligas à base de estanho (Sn) aplicada a microcomponentes eletrônicos tem recebido atenção especial nos últimos anos. O Ni promove mudanças na resistência mecânica, tenacidade, resistência à fluência e propriedades elétricas. Nesse contexto, o presente estudo visa compreender o efeito da adição de Ni (0,2% em peso) sobre os parâmetros térmicos de solidificação (para as isotermas liquidus e eutética: taxa de resfriamento-ṪL/ṪE e velocidade de solidificação-VL/VE), microestrutura, microdureza e citotoxicidade da liga hipoeutética Sn-2%Ag (% em peso) solidificada direcionalmente sob condições de fluxo transiente de calor. Uma ampla gama de microestruturas foi adquirida via microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), além da identificação de fases e distribuição dos elementos de liga ao longo dos lingotes Sn-Ag e Sn-Ag-Ni, respectivamente. O efeito do Ni nas propriedades mecânicas foi realizado pelo ensaio de microdureza Vickers. As análises de citotoxicidade (viabilidade celular) foram realizadas tendo como referência ligas do sistema Sn-Pb (Pb-10%Sn e Sn-20%Pb). A adição de Ni na liga Sn-2%Ag aumentou os valores de taxa de resfriamento (ṪL/ṪE) e velocidade de solidificação (VL/VE), especialmente para as primeiras posições a partir da interface metal/molde. Com isso, o Ni causou um refino microestrutural da estrutura dendrítica (λ2 e λ3), porém sem afetar a escala microestrutural da mistura eutética. As microestruturas brutas de fusão para as ligas Sn-2%Ag e Sn-2%Ag-0,2%Ni são completamente dendríticas, formadas por uma matriz rica em Sn (β-Sn) envolvida por uma mistura eutética (β-Sn +Ag3Sn) e (β-Sn +Ag3Sn + Ni3Sn4), respectivamente. A Ag exibiu perfis de macrossegregação tipo inversa e normal, para as ligas binária e ternária, respectivamente, enquanto para o Ni verificou-se um perfil ligeiramente tipo inversa. A adição de Ni parece ter estabilizado a morfologia fibrosa do Ag3Sn, de modo que fibras de Ag3Sn foram observadas para taxas de resfriamento maiores que aquelas reportadas na literatura. O aumento da microdureza para a liga Sn-2%Ag-0,2%Ni ocorreu devido ao refino microestrutural e à presença do intermetálico Ni3Sn4. As análises de citotoxicidade mostraram que a escala microestrutural não afeta a toxicidade das ligas examinadas, mas que o tempo de incubação e a composição química são os principais fatores de influência. As ligas contendo Pb apresentaram maiores níveis de toxicidade, quando comparadas com as ligas Sn-Ag e Sn-Ag-Ni.