Estudo da influência de processamentos termomecânicos e do nióbio na estrutura, microestrutura e propriedades mecânicas selecionadas de novas ligas do sistema Ti-25Ta-Nb visando aplicações biomédicas

• Autor(a) principal: Quadros, Fernanda de Freitas
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/217724
• topic: Biomateriais; Ligas de titânio; Nióbio; Módulo de elasticidade; Materiais biomédicos; Biomaterials; Titanium alloys; Niobium; Modulus of elasticity

No Brasil há um crescimento constante na demanda de próteses ortopédicas, decorrente do aumento da expectativa de vida. A liga mais utilizada atualmente como biomaterial é a Ti-6Al-4V (114 GPa), porém, estudos indicam que o alumínio e o vanádio podem causar reações adversas ao organismo. Outro problema a ser ressaltado é a diferença do módulo de elasticidade que é 2 a 4 vezes maior que o osso (35 GPa), ocasionando a reabsorção óssea. Logo, a necessidade de se desenvolver novas ligas de Ti que sejam inofensivas ao organismo, e que melhorem a qualidade de vida dos pacientes se torna eminente. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver novas ligas de Ti com a presença de elementos β-estabilizadores como tântalo e nióbio, o sistema Ti-25Ta-xNb (x=10,20,30,40% em peso) foi analisado a partir da influência de tratamentos termomecânicos, como de homogeneização e solubilização, realizados respectivamente após o processo de fusão, e após o processamento de laminação. Em paralelo, será verificada a influência do nióbio como elemento substitucional. Para estudar diferentes fatores das ligas, foram realizadas caracterizações química, estrutural, microestrutural e mecânica, além da biocompatibilidade do sistema desenvolvido. A caracterização química indicou que ligas apresentam boa homogeneidade e estequiometria adequada. Os difratogramas de raios X e as micrografias eletrônicas de varredura e ópticas apresentam resultados que corroboram entre si e indicam a presença das fases martensíticas α’, α” e fase β nas ligas com Ti-25Ta-10Nb e Ti-25Ta-20Nb. As ligas Ti-25Ta-30Nb e Ti-25Ta-40Nb apresentam exclusivamente picos característicos e grãos equiaxiais da fase β, com isso estas ligas consideradas β apresentam menores valores de dureza em comparação às demais ligas do sistema. Todas as composições desenvolvidas neste trabalho são atóxicas ao organismo e apresentam baixo módulo de elasticidade quando comparadas ao Ti-cp e a liga Ti-6Al-4V. A liga Ti-25Ta-20Nb na condição solubilizada a liga que apresenta menor valor de módulo de elasticidade (66 GPa). Ao fim pode-se considerar que o sistema Ti-25Ta-xNb apresenta resultados promissores e pode ser utilizado para fins biomédicos.