Estudo do comportamento em fadiga da liga Ti30Ta após tratamento alcalino e térmico: aplicações biomédicas
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Data
2017-08-01
Autores
Silva, Kerolene Barboza da [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Titânio e suas ligas são considerados muito importantes na área médica devido a sua excelente biocompatibilidade e propriedades mecânicas. Nos últimos anos as superfícies dos implantes têm sido estudadas com o objetivo de melhorar suas respostas ósseas, levando há uma tendência de provocar alterações superficiais a fim de acelerar o processo de osseointegração. O tratamento alcalino e térmico é um método típico de modificação da superfície responsável pelo surgimento de uma camada microporosa de óxidos bioativos. No entanto, é importante lembrar que os implantes trabalham sob a ação de carregamentos mecânicos complexos e que, em várias situações, é bastante comum a ocorrência de falhas por fadiga. Visto que, a superfície do implante está sujeita a maiores solicitações que qualquer outra parte, suas características são muito importantes. O objetivo principal da presente pesquisa é estudar a influência da alteração de superfície, por meio da realização do tratamento alcalino e térmico, no comportamento em fadiga da liga Ti30Ta. O trabalho foi iniciado com a fusão dos elementos da liga em forno a arco voltaico em atmosfera de argônio, seguido de tratamento térmico e forjamento rotativo. Para o estudo de fadiga foram confeccionados corpos de provas padrão. A modificação da superfície foi realizada por meio do tratamento alcalino empregando-se solução de NaOH 1,5 M e tratamento térmico. Posteriormente, os corpos de prova foram ensaiados em fadiga. A caracterização utilizou técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, rugosidade e ângulo de contato. Os resultados obtidos sugerem que a modificação da superfície, dentro das condições realizadas neste estudo, não influenciou no desempenho mecânico da liga Ti30Ta.
Titanium and its alloys are considered very important in the medical area because their excellent biocompatibility and mechanical properties. In recent years surfaces implant have been studied with the goal of improving their bone answers, leading to a tendency to cause superficial changes through the action of chemicals products in order to accelerate the osseointegration process. Alkaline and heat treatment is a typical method of surface modification by surface deposition of bioactive oxides with a porous surface. However it is important to remember that the implants work under the action of complex mechanical loads and the occurrence of failures due to fatigue is quite common in many situations. Since the surface implant is subject to greater demands than any other part, its characteristics are very important. The main goal of this research is to study the influence of modification surface on the fatigue behavior of the Ti30Ta alloy. This work was started with the experimental alloy obtained by melting of the elements in a voltaic arc furnace, heat treatment and cold work. For the fatigue study were prepared specimens. The surface modification was carried out by alkaline treatment using NaOH solution 1,5 M and heat treatment. Later, the specimens were tested in fatigue. The characterization was performed using optical microscopy, scanning electron microscopy, X - ray diffraction, roughness and contact angle. The results obtained suggested that surface modification didn’t affected the Ti30Ta alloy mechanical performance.
Titanium and its alloys are considered very important in the medical area because their excellent biocompatibility and mechanical properties. In recent years surfaces implant have been studied with the goal of improving their bone answers, leading to a tendency to cause superficial changes through the action of chemicals products in order to accelerate the osseointegration process. Alkaline and heat treatment is a typical method of surface modification by surface deposition of bioactive oxides with a porous surface. However it is important to remember that the implants work under the action of complex mechanical loads and the occurrence of failures due to fatigue is quite common in many situations. Since the surface implant is subject to greater demands than any other part, its characteristics are very important. The main goal of this research is to study the influence of modification surface on the fatigue behavior of the Ti30Ta alloy. This work was started with the experimental alloy obtained by melting of the elements in a voltaic arc furnace, heat treatment and cold work. For the fatigue study were prepared specimens. The surface modification was carried out by alkaline treatment using NaOH solution 1,5 M and heat treatment. Later, the specimens were tested in fatigue. The characterization was performed using optical microscopy, scanning electron microscopy, X - ray diffraction, roughness and contact angle. The results obtained suggested that surface modification didn’t affected the Ti30Ta alloy mechanical performance.
Descrição
Palavras-chave
Fadiga, Ligas de titânio, Tratamento alcalino, Propriedades mecânicas, Biomateriais, Fatigue, Titanium alloys, Alkaline treatment, Mechanical properties, Biomaterials