Title

PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE ESPONJAS DE TITÂNIO COM DIFERENTES NÍVEIS DE POROSIDADE

PROCESSING AND CHARACTERIZATION OF TITANIUM SPONGES WITH DIFFERENT POROSITY LEVELS

Authorship

Oliveira, Marize Varella de; Reis, Leonardo Moura dos; Pereira, Luiz Carlos; Cairo, Carlos Alberto Alves

Oliveira, Marize Varella de

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Reis, Leonardo Moura dos

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Pereira, Luiz Carlos

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Cairo, Carlos Alberto Alves

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DOI

10.5151/2594-5327-0295

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Abstract

Esponjas de titânio apresentam aplicações em vários campos industriais, devido as suas propriedades específicas como à baixa densidade, baixo módulo de rigidez, alta resistência á corrosão e boas características de absorção. O processamento de esponjas de titânio apresenta dificuldades no estado líquido devido ao seu alto ponto de fusão e alta reatividade. Assim, o processo de metalurgia do pó no estado sólido vem se tornando atrativo devido às baixas temperaturas utilizadas, à possibilidade de obtenção de alta porosidade e ao rígido controle da estrutura porosa, que está relacionado à reprodutibilidade do processo. Uma pesquisa anterior desenvolveu uma metodologia para a produção de esponjas de titânio puro para aplicação em implantes cirúrgicos, utilizando pó de titânio e um material formador de poros (uréia). O objetivo desse trabalho é a obtenção de esponjas de titânio com diferentes níveis de porosidade e investigar a evolução da microestrutura porosa e fração de poros. A caracterização da porosidade foi realizada através de microscopia eletrônica de varredura e análise metalográfica quantitativa. Os resultados mostraram que existe uma relação entre a fração volumétrica de poros das esponjas e a morfologia de poros com o tamanho de partícula e quantidade do material formador de poros.

Titanium sponges can be used in many industrial fields due to their specific properties like low density, low stiffness, high corrosion resistance and good energy absorption characteristics The processing of titanium sponges is difficult in the liquid state due to its very high melting point and extreme reactivity. Therefore, the powder metallurgy route in the solid state has become an attractive alternative, due to the low temperature, the possibility of obtaining high porosity and a good control of the porous structure, which relates to the processing reproducibility. A previous research has developed a powder metallurgy methodology to produce pure titanium sponges for surgical implant application, by using titanium powders and a pore former material (urea). The aim of this work is to process pure titanium sponges with different porosity levels and to investigate the evolution of pore structure and porosity fraction. Porosity characterization was performed by SEM analysis and optical quantitative metallographic analysis. The results showed that there is a relationship between the sponge volume fraction of pores and pore morphology with the pore former material size and quantity.

Keywords

Esponja; Titânio; Porosidade; Metalurgia do pó.

Sponge; Titanium; Porosity; Powder metallurgy.