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Resistência a corrosão em ligas de TiNiNb resultantes do processo de fusão a Plasma-Skull para aplicações como biomateriais.

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dc.creator.ID LIA FOOK, N. C. M. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/0435818189426991 pt_BR
dc.contributor.advisor1 ALVES, José Jailson Nicácio.
dc.contributor.advisor1ID ALVES, J. J. N. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/7986759552135066 pt_BR
dc.contributor.advisor2 SANTANA, Renato Alexandre Costa de.
dc.contributor.advisor2ID SANTANA, R. A. C. pt_BR
dc.contributor.advisor2Lattes http://lattes.cnpq.br/1438381290031148 pt_BR
dc.contributor.referee1 SILVA JÚNIOR, Heleno Bispo da.
dc.contributor.referee1ID SILVA JÚNIOR, H. B. pt_BR
dc.contributor.referee1Lattes http://lattes.cnpq.br/0710351695395057 pt_BR
dc.contributor.referee2 COSTA, Josiane Dantas.
dc.contributor.referee2ID COSTA, J. D. pt_BR
dc.contributor.referee2Lattes http://lattes.cnpq.br/6001871396173422 pt_BR
dc.description.resumo O Titânio é um metal muito resistente à corrosão na maioria dos ambientes. No entanto, apresenta baixa capacidade de ligação química com o osso, o que pode resultar na sua encapsulação por tecido fibroso e, consequentemente, no afrouxamento e perda da fixação do implante. Para melhorar essa capacidade de ligação química são realizados estudos com o objetivo de obter ligas de titânio para aplicações como biomateriais nas diferentes áreas, devido ao seu baixo módulo de elasticidade, resistência à tração, biocompatibilidade e maior resistência à corrosão quando comparadas às demais ligas metálicas utilizadas em implantes. Sabe-se que todas as propriedades desta liga ainda podem ser melhoradas e adequadas a diversas aplicações na área médica e muitos estudos continuam sendo realizados em todo mundo. Diante do exposto e do grande interesse em ampliar as aplicações da liga Ni- Ti, a obtenção deste material com outros elementos surge como uma alternativa de pesquisa com características inovadoras na área de biomateriais. O nióbio, dentre os metais considerados inertes, é o principal estabilizador da fase β do titânio. Desta forma, este trabalho teve como objetivo obter uma liga de TiNiNb, variando-se os teores de nióbio para verificar a influência deste nas transformações de fase e nas propriedades físicas, químicas e biológicas da liga. Foram produzidas ligas de TiNiNb, pelo processo de fusão a Plasma-Skull Push-Pull (PSPP), seguido de moldagem por injeção em molde metálico. O estudo foi realizado com estas ligas em quatro composições diferentes, com adição de 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0 at.% de Nb. A adição de Nb em porcentagens diferentes na liga binária Ni-Ti provocou alterações na microestrutura da liga ternária, com formação de fases intermediárias, precipitados TiNi2 e Ni4Ti3 e βNb. A análise de DRX revelou que a fração de volume da fase βNb aumenta com o aumento da adição de Nb na faixa de 5 a 20% na liga, assim como a quantidade de precipitados na liga aumenta com o aumento do teor de nióbio. Com a análise térmica realizada por ensaios de DSC não foi possível estabelecer uma relação direta entre a variação de nióbio da composição das ligas com o comportamento térmico manifestado. Já com relação ao aparecimento da fase intermediária R, o aumento do teor de nióbio provocou um aumento da temperatura Ri e Rf. Os resultados de microdureza e módulo de elasticidade mostraram que o aumento do teor de nióbio provocou uma diminuição desses valores. A análise de corrosão revelou que a liga com menor teor de nióbio foi a mais resistente a corrosão, comportamento que foi observado nas medidas de Polarização Potenciodinâmica Linear (PPL) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e está relacionado à presença dos óxidos Ni2Ti4O. O ensaio de citotoxicidade comprovou a biocompatibilidade das ligas estudadas. Os resultados obtidos através das caracterizações realizadas foram significativamente influenciados pela não uniformidade da mistura. Sendo assim, conclui-se que foi possível obter uma liga ternária de TiNiNb, biocompatível, variando-se os teores de nióbio para verificar a influência destes nas transformações de fase, propriedades dos biomateriais metálicos e microestrutura da liga. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Ciências e Tecnologia - CCT pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Biomateriais e Materiais Biocompatíveis pt_BR
dc.title Resistência a corrosão em ligas de TiNiNb resultantes do processo de fusão a Plasma-Skull para aplicações como biomateriais. pt_BR
dc.date.issued 2021-12-22
dc.description.abstract Titanium is a metal that is very resistant to corrosion in most environments. However, it has a low chemical bonding capacity with bone, which can result in its encapsulation by fibrous tissue and, consequently, in loosening and loss of implant correction. To improve this chemical bonding capacity, we carry out studies with the objective of obtaining titanium alloys to be used as biomaterials in different areas due to their low modulus of elasticity, tensile strength, biocompatibility and greater resistance to corrosion when compared to other alloys metal used in implants. It is known that all the properties of this alloy can still be improved and adjusted for various purposes in the medical field and many studies are still being carried out around the world. Given the above and the great interest in expanding the Ni-Ti alloy usage, merging this material with other elements looks like a research alternative with innovative characteristics in the field of biomaterials. Niobium, among the metals considered inert, is the main stabilizer of the β-phase of titanium. Thus, this work aimed to obtain a TiNiNb alloy by varying the niobium contents to verify its influence on the phase transformations and on the physical, chemical and biological properties of the alloy. We produced TiNiNb alloys thorugh the Plasma-Skull Push-Pull (PSPP) fusion process, which was followed by injection molding in a metal mold. The study was carried out with these alloys in five different compositions, with the addition of 0; 5.0; 10.0; 15.0 and 20.0 at.% Nb. The addition of Nb in different percentages in the binary Ni-Ti alloy caused modifications in the microstructure of the ternary alloy, with the emergence of intermediate phases, TiNi2 and Ni4Ti3 precipitates and βNb. The XRD analysis revealed that the βNb phase volume fraction increases with the increasing Nb addition in the range of 5 to 20% to the alloy, as well as the number of precipitates in the alloy increases with increasing niobium content. With the thermal analysis performed by DSC tests we could not establish a direct relationship between the variation of niobium in the composition of the alloys with the manifested thermal behavior. Regarding the emergence of the R intermediate phase, the increase in the niobium content caused an increase in the Ri and Rf temperature. The microhardness and modulus of elasticity results showed that the increase in the niobium content caused a decrease in these values. The corrosion analysis revealed that the alloy with the lowest niobium content was the most resistant to corrosion, a behavior that was observed in the Linear Potentiodynamic Polarization (PPL) and the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIE) measurements and is related to the presence of Ni2Ti4O oxides. The cytotoxicity assay proved the biocompatibility of the studied alloys. The results obtained through the studies carried out were significantly influenced by the non-uniformity of the mixture. Therefore, we conclude that it was possible to obtain a ternary alloy of biocompatible TiNiNb by varying the niobium contents to verify their influence on phase transformations, properties of metallic biomaterials and alloy microstructure. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/25554
dc.date.accessioned 2022-06-08T14:18:42Z
dc.date.available 2022-06-08
dc.date.available 2022-06-08T14:18:42Z
dc.type Tese pt_BR
dc.subject Ligas de titânio - corrosão pt_BR
dc.subject Biocompatibilidade pt_BR
dc.subject Efeito de memória de forma pt_BR
dc.subject Biomaterias metálicos pt_BR
dc.subject Ligação química pt_BR
dc.subject Titanium alloys - corrosion pt_BR
dc.subject Shape memory effect pt_BR
dc.subject Chemical bond pt_BR
dc.subject Biocompatibility pt_BR
dc.subject Metallic biomaterials pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator LIA FOOK, Nathália Cristina Morais.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Corrosion resistance in TiNiNb alloys resulting from the Plasma-Skull fusion process for applications such as biomaterials. pt_BR
dc.identifier.citation LIA FOOK, Nathalia Cristina Morais. Resistência a corrosão em ligas de TiNiNb resultantes do processo de fusão a Plasma-Skull para aplicações como biomateriais. 2021. 89 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/25554 pt_BR


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