Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Melo, Clésio Cruz, 1965-
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17007
Resumo: Orientadores: Rubens Caram Junior, Alessandra Cremasco
id UNICAMP-30_c8c2a15166719610ea008ccd5d0018e0
oai_identifier_str oai::1380226
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-TaAnodization and layer crystallization nanostructured in Ti-Nb-Ta alloysLigas de titânioTratamento térmicoAnodização eletroquímicaTitanium alloysHeat treatmentElectrochemical anodizingOrientadores: Rubens Caram Junior, Alessandra CremascoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: O uso de titânio vem crescendo em diversos segmentos, em especial na manufatura de biomateriais. Uma característica importante de um biomaterial é a bioatividade de sua superfície, que permite sua integração com as estruturas ósseas do corpo humano. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a formação e propriedades de camada óxida nanoestruturada sintetizada pelo processo de anodização na superfície de ligas Ti-35Nb sem e com adição de Ta e preparadas por fusão a arco. Os resultados obtidos no processamento e caracterização de amostras dessas ligas indicam a obtenção de microestrutura bifásica para a liga Ti-35Nb e com predominância da fase ß na liga Ti-35Nb-5Ta. O comportamento à corrosão das duas ligas, quando comparado ao do Ti-CP, foram avaliados e apresentaram resistência à corrosão conforme a sequência: Ti-35Nb-5Ta > Ti-35Nb > Ti-CP. A variação da tensão elétrica aplicada na anodização resultou em diferentes morfologias dos nanotubos (NTs) formados na superfície de amostras das ligas Ti-35Nb e Ti-35Nb-5Ta. A adição de 5% de Ta não mostrou influência significativa na morfologia e dimensão dos NTs. Os NTs como-sintetizados são compostos de uma mistura de óxidos, TiO2, Nb2O5 e Ta2O5, combinados com hidróxidos e compostos carbonatados e fluoretados remanescentes do processo de anodização. A aplicação de tratamento térmico às amostras para as temperaturas selecionadas promoveu a transformação de fases da condição amorfa para anatase. Com o aumento da temperatura ocorreu a transformação da fase anatase em rutilo. A adição de 5% Ta não aparentou afetar substancialmente a cinética das transformações de fases amorfo-anatase e de anatase-rutilo. Conforme a fração volumétrica de anatase aumentou, o ângulo de contato diminuiu até 24°, porém quando a fração volumétrica de rutilo aumentou, o ângulo de contato igualmente aumentou para 43°. A rugosidade aumentou conforme a fração volumétrica da fase rutilo aumentou, embora a característica hidrofílica tenha sido mantida. A adição de 5% de Ta proporcionou a redução do módulo de elasticidade, mas não promoveu alterações significativas na morfologia estrutura cristalina da camada nanoestruturadaAbstract: The use of titanium has grown in various sectors, especially in the biomaterials manufacturing. An important characteristic of a biomaterial is the surface bioactivity, which allows for integration with the bone structures of the human body. In this context, the objective of this work was to investigate the formation and the properties of a nanostructured oxide layer synthesized by the anodization process on the surface of Ti-35Nb alloys, both with and without the addition of Ta, prepared by arc melting. The results obtained from the processing and characterization of samples of these alloys indicate the attainment of a biphasic microstructure for the Ti-35Nb alloy, with a predominance of the ß phase in the Ti-35Nb-5Ta alloy. The corrosion behavior of the two alloys, when compared to CP-Ti was evaluated, and showed corrosion resistance in the following sequence: Ti-35Nb-5Ta > Ti-35Nb > CP-Ti. The variation of the applied electrical voltage during anodization resulted in different morphologies of the nanotubes (NTs) formed on the surface of Ti-35Nb and Ti-35Nb-5Ta alloy samples. The addition of 5% Ta did not show a significant influence on the morphology and dimensions of the NTs. The as-synthesized NTs are composed of a mixture of oxides, TiO2, Nb2O5, and Ta2O5, combined with hydroxides and carbonated and fluoridated compounds remaining from the anodization process. The application of heat treatment to the samples promoted the phase transformation from the amorphous condition to anatase. As the temperature increased, the transformation from anatase to rutile phase occurred. The addition of 5% Ta did not appear to substantially affect the kinetics of the amorphous-anatase and anatase-rutile phase transformations. As the volumetric fraction of anatase increased, the contact angle decreased to 24°, but when the volumetric fraction of rutile increased, the contact angle also increased to 43°. The roughness increased as the volumetric fraction of the rutile phase increased, although the hydrophilic feature was maintained. The addition of 5%Ta provided a reduction in the modulus of elasticity but did not promote significant changes in the morphology and crystalline structure of the nanostructured layerAbertoDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Caram Junior, Rubens, 1958-Cremasco, Alessandra, 1983-Afonso, Conrado Ramos MoreiraChaves, Ricardo RissoSoyama, JulianoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMelo, Clésio Cruz, 1965-20232023-07-31T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (106 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/17007MELO, Clésio Cruz. Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta. 2023. 1 recurso online (106 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17007. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1380226porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-04-29T18:27:02Zoai::1380226Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2024-04-29T18:27:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta
Anodization and layer crystallization nanostructured in Ti-Nb-Ta alloys
title Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta
spellingShingle Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta
Melo, Clésio Cruz, 1965-
Ligas de titânio
Tratamento térmico
Anodização eletroquímica
Titanium alloys
Heat treatment
Electrochemical anodizing
title_short Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta
title_full Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta
title_fullStr Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta
title_full_unstemmed Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta
title_sort Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta
author Melo, Clésio Cruz, 1965-
author_facet Melo, Clésio Cruz, 1965-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Caram Junior, Rubens, 1958-
Cremasco, Alessandra, 1983-
Afonso, Conrado Ramos Moreira
Chaves, Ricardo Risso
Soyama, Juliano
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Melo, Clésio Cruz, 1965-
dc.subject.por.fl_str_mv Ligas de titânio
Tratamento térmico
Anodização eletroquímica
Titanium alloys
Heat treatment
Electrochemical anodizing
topic Ligas de titânio
Tratamento térmico
Anodização eletroquímica
Titanium alloys
Heat treatment
Electrochemical anodizing
description Orientadores: Rubens Caram Junior, Alessandra Cremasco
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023
2023-07-31T00:00:00Z
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.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/17007
MELO, Clésio Cruz. Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta. 2023. 1 recurso online (106 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17007. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/17007
identifier_str_mv MELO, Clésio Cruz. Anodização e cristalização de camadas nanoestruturadas em ligas de Ti-Nb-Ta. 2023. 1 recurso online (106 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17007. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1380226
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (106 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189196812779520

Registros relacionados