XXXI Congresso de Iniciação Científica
Caracterização estrutural e microestrutural da liga Ti-10Mo-40Zr visando aplicações biomédicas
Renan Eduardo de Lima Lopes (IC)*, Israel Ramos Rodrigues (PQ), Carlos Roberto Grandini (PQ).
UNESP - Univ. Estadual Paulista, Laboratório de Anelasticidade e Biomateriais, 17.033-360, Bauru- SP, Bacharelado em Física de Materiais, renan23eduardo@gmail.com, bolsista PIBIC/CNPq Palavra-chave: titânio, biomateriais, microestrutura.
Introdução
O titânio é um dos elementos mais utilizados para ligas com aplicações biomédicas, de vido à sua alta resistência a corrosão, elevada relação resistência- peso, resultado de sua baixa massa específica, possuindo aplicação particular para substituição de quadril1. Possui uma estrutura hexagonal compacta (fase alfa), até por volta dos 882°C, quando sua estrutura muda para cubica de corpo centrado (fase β). O molibdênio é um elemento beta estabilizador, ou seja, quando adicionado ao titânio diminui sua temperatura de transição para fase β. O zircônio é também um elemento com alta resistência à corrosão e auxilia na estabilização da fase β, na presença de outro elemento β estabilizador. Ligas do tipo β são mais desejáveis para aplicações biomédicas.
Objetivo
O presente trabalho visa a caracterização estrutural e microestrutural da liga Ti-10Mo-40Zr (% em peso).
Material e Métodos
A liga Ti-10Mo-40Zr (% em peso) foi obtida por meio das separações dos elementos precursores e em seguida transformada em liga utilizando um forno de fusão a arco voltaico. Quimicamente, a liga foi caracterizada por medidas de densidade pelo princípio de Arquimedes, e por espectrometria de dispersão de elétrons (EDS). Posteriormente foi extraído o pó da amostra para caracterização microestrutual por intermédio de difração de raios X, como também parte da amostra foi cortada, embutida, lixada para no Microscópio Óptico analisar a sua microestrutura.
Resultados e Discussão
Após a fusão o lingote apresentou coloração prateada, assim é possível perceber que superficialmente não houve contaminação com impurezas como oxigênio, o que descaracterizaria a superfície da amostra. Quanto ao seu formato percebe-se que não há pontos irregulares, proveniente dos materiais precursores o que demonstra a homogeneidade da mesma.
A Figura 1 apresenta uma fotografia do lingote obtido após o processo de fusão.
O lingote apresenta uma coloração prateada indicadora
da baixa
concentração de impurezas.
Figura 1. Fotografia do lingote Ti-10Mo-40Zr.
Por meio, dos primeiros resultados, constata-se que a densidade da liga é superior à do titânio puro, por conta da adição de elementos mais densos, como Molibdênio e Zircônio.
Com respeito aos picos de energia advindos do EDS observa-se que os maiores picos referem-se aos elementos precursores.
Os dados colhidos por difração de raios X apresentam picos referentes à fase β, os quais corroboram com as análises de microestrutura colhidas em MEV e no Microscópio Ótico.
Deste modo, com os resultados obtidos até o momento, é possível inferir que a liga possui uma estrutura típica de fase β, o que corrobora com HO e colaboradores2, pois acima de 10% em peso de Molibdênio há a presença desta fase beta na liga.
Conclusões
Observa-se que a densidade é superior que o Ti-cp.
As análises de caracterização estrutural e microestrutura mostram que a liga produzida possui apenas a fase cúbica de corpo centrado, β, sendo também, uma candidata as futuras análises mecânicas e de biocompatibilidade por também apresentar esta fase.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq/PIBIT e à FAPESP pelo apoio financeiro.
Referências
1 Kuroda, P.A.B.; Buzalaf, M.A.R.; Grandini, C.R.
Materials Science & Engineering. C 67 (2016) 511-515.
2 Ho, W.F. et al. Materials Science and Engineering: C, 32 (2012) 517-522.
