Processamento e caracterização microestrutural e mecânica da liga biodegradável Mg-4,8Y-2,8Gd-0,7Zr (% massa) para aplicações biomédicas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-03112021-173052/ |
Resumo: | As ligas metálicas são comumente utilizadas em aplicações biomédicas quando são necessárias propriedades como elevada resistência mecânica e à fratura. Atualmente, aços inoxidáveis, titânio e ligas cobalto-cromo são os materiais metálicos mais utilizados para esse fim. Entretanto, essas ligas são inadequadas para aplicações em que se objetiva a regeneração tecidual, o que abre espaço para a busca de materiais que atendam a esses requisitos. Nesse contexto, o magnésio e suas ligas têm apresentado promissoras propriedades como boa biocompatibilidade, excepcional taxa de biodegradação e módulo de Young mais próximo ao do osso cortical, além de alta resistência após adequado processamento. Pesquisas têm mostrado que as ligas de magnésio compostas por zircônio e terras raras possuem propriedades mecânicas desejáveis para aplicações biomédicas. Assim sendo, neste trabalho, tomando a liga Mg-4,8Y-2,8Gd-0,7Zr (% massa) como objeto de estudo, uma rota de processamento termomecânica foi proposta visando a produção de chapas. Por meio do estudo, foram definidos os parâmetros de processamento termomecânico adequados e realizada caracterização microestrutural e mecânica da liga. Após tratamento térmico de homogeneização (525°C por 12h), laminação a quente (500°C) para a produção de chapas de 3 mm de espessura e tratamento térmico de envelhecimento (200°C por 200 h), a liga apresentou seu melhor resultado em termos de propriedades mecânicas e mostrou-se competitiva com outras ligas do sistema Mg-Y-REE-Zr apresentadas na literatura. |
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Processamento e caracterização microestrutural e mecânica da liga biodegradável Mg-4,8Y-2,8Gd-0,7Zr (% massa) para aplicações biomédicasProcessing and microstructural and mechanical characterization of biodegradable Mg-4,8Y-2,8Gd-0,7Zr (% weigth) alloy for biomedical applicationsBiodegradable alloysBiomateriaisBiomaterialsLiga Mg-Y-Gd-ZrLigas biodegradáveisLigas de magnésioMagnesium alloysMg-Y-Gd-Zr alloyAs ligas metálicas são comumente utilizadas em aplicações biomédicas quando são necessárias propriedades como elevada resistência mecânica e à fratura. Atualmente, aços inoxidáveis, titânio e ligas cobalto-cromo são os materiais metálicos mais utilizados para esse fim. Entretanto, essas ligas são inadequadas para aplicações em que se objetiva a regeneração tecidual, o que abre espaço para a busca de materiais que atendam a esses requisitos. Nesse contexto, o magnésio e suas ligas têm apresentado promissoras propriedades como boa biocompatibilidade, excepcional taxa de biodegradação e módulo de Young mais próximo ao do osso cortical, além de alta resistência após adequado processamento. Pesquisas têm mostrado que as ligas de magnésio compostas por zircônio e terras raras possuem propriedades mecânicas desejáveis para aplicações biomédicas. Assim sendo, neste trabalho, tomando a liga Mg-4,8Y-2,8Gd-0,7Zr (% massa) como objeto de estudo, uma rota de processamento termomecânica foi proposta visando a produção de chapas. Por meio do estudo, foram definidos os parâmetros de processamento termomecânico adequados e realizada caracterização microestrutural e mecânica da liga. Após tratamento térmico de homogeneização (525°C por 12h), laminação a quente (500°C) para a produção de chapas de 3 mm de espessura e tratamento térmico de envelhecimento (200°C por 200 h), a liga apresentou seu melhor resultado em termos de propriedades mecânicas e mostrou-se competitiva com outras ligas do sistema Mg-Y-REE-Zr apresentadas na literatura.Metal alloys are commonly used in biomedical applications when properties such as high strength and high fracture toughness are required. Currently, stainless steels, titanium and cobalt-chromium alloys are the most used metallic materials as biomaterials. However, these alloys are unsuitable for applications aimed at tissue regeneration, which makes room for the development of materials that meet these requirements. In this context, magnesium and its alloys have shown promising properties such as good biocompatibility, exceptional rate of biodegradation and Young\'s modulus closer to that of cortical bone, in addition to high strength after adequate processing. Research has shown that magnesium alloys composed of zirconium and rare earths, generally, have desirable mechanical properties for biomedical applications. Therefore, in this work, taking the Mg-4.8Y-2.8Gd-0.7Zr (% mass) alloy as the object of study, a thermomechanical processing route is proposed aiming at the production of sheets. Through the study, the appropriate thermomechanical processing parameters are defined and microstructural and mechanical characterization of the alloy is performed. After homogenization heat treatment (525°C for 12 h), hot rolling (500°C) for the production of 3 mm thick sheets and aging treatment (200°C for 200 hours), the alloy showed its best performance in terms of mechanical properties. In this condition, the alloy proved to be competitive when compared to other Mg-Y-REE-Zr alloys.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPNunes, Carlos AngeloSilva, Viviane Lima Freitas da2020-09-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-03112021-173052/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-09-11T12:58:05Zoai:teses.usp.br:tde-03112021-173052Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-09-11T12:58:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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