Título

Desenvolvimento de ligas multicomponentes a base de Ti-Zr-Nb para aplicação biomédica

Development of Ti-Zr-Nb based multicomponent Alloys for biomedical appication

Autoria

SILVA, TAYNÁ CRISTINA GERMANO DA; RIBEIRO, RAFAELLA MARTINS

SILVA, TAYNÁ CRISTINA GERMANO DA

Eu sou esse autor

RIBEIRO, RAFAELLA MARTINS

Eu sou esse autor

DOI

10.5151/2594-5327-43133

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Resumo

Com o crescente envelhecimento da sociedade o uso de biomateriais aumentou consideravelmente, com isso a necessidade do desenvolvimento de materiais com biocompatibilidade e propriedades mecânicas adequadas para atender melhor às demandas futuras da medicina. Assim, as ligas multicomponentes são muito atraentes pois sua composição possui múltiplos elementos principais conferindo ao material uma elevada entropia configuracional, o que influencia diretamente na cinética de formação de fase e, assim influencia as propriedades físicas e mecânicas. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver uma liga a base de Ti-Zr-Nb com composição inédita e avaliar a microestrutura da composição mais promissora. Assim, foi utilizado o método CALPHAD (simulação termodinâmica), onde pode-se analisar a variação de fases resultantes da mudança de composição das ligas e a influência dos elementos adicionados: alumínio, estanho e molibdênio. Após análise dos resultados, foi feito a fusão da liga e caracterização microestrutural para análise da liga e sua possível aplicação na área biomédica. Então, concluiu–se que o método CALPHAD utilizado para estudo das fases possíveis se mostrou muito eficiente e que liga TiZrNb30Al10Mo apresentou a microestrutura mais interessante, apresentando uma matriz de solução sólida ccc com precipitados do composto intermetálico Ti3Al

With the progressive aging of society, the use of biomaterials has increased considerably, leading to a growing demand for materials with adequate biocompatibility and mechanical properties to better meet future medical requirements. In this context, multicomponent alloys are highly attractive because their compositions contain multiple principal elements, providing high configurational entropy, which directly influences phase formation kinetics and consequently affects the physical and mechanical properties of the material. The present work aims to develop a novel Ti-Zr-Nb-based alloy and evaluate the microstructure of the most promising composition. The CALPHAD method (thermodynamic simulation) was employed to analyze the phase variations resulting from changes in alloy composition and the influence of the added elements: aluminum, tin, and molybdenum. After analyzing the simulation results, the alloy was produced by melting and subsequently characterized through microstructural analysis to evaluate its potential application in the biomedical field. The results demonstrated that the CALPHAD method used for predicting possible phases was highly efficient, and that the TiZrNb30Al10Mo alloy exhibited the most promising microstructure, consisting of a BCC solid solution matrix with precipitates of the Ti3Al intermetallic compound..

Palavras-chave

Ligas multicomponentes, Biomateriais, método CALPHAD

Multicomponent Alloys, Biomaterials, CALPHAD method