Estudo da resistência à fadiga da liga Ti-6Al-4V com superfície modificada por tratamento químico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Claros, Cesar Adolfo Escobar
Orientador(a): Bolfarini, Claudemiro lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Titânio
Fadiga
Tratamento químico
Tratamento da superfície
Biomateriais
Área do conhecimento CNPq:
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/8016
Resumo: Chemical surface treatments (CST) in cementless and endosseous implants are used to increase the implant-bone contact area, reducing the period of osseointegration and favouring bonding ability between implants and bone. However, surface modifications can affect the fatigue strength of these materials, especially the fatigue crack nucleation. For these reasons, this work evaluated the influence of the surface modification using acid etching, combined with alkaline treatment on the fatigue strength of Ti-6Al-4V ELI alloy. The topography developed by chemical surface treatments was examined by scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM). Increased roughness and the effective surface area were investigated and compared with the Ti-6Al-4V samples without modification. Surface composition was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Axial fatigue resistances of polished and modified surfaces were determined by stepwise load increase tests and staircase test method. Finally, SEM was employed to examine the fracture surface of the tested specimens. According to the results, it was observed a similar fatigue behavior of the chemically treated Ti-6Al-4V alloy compared to the samples without treatment.
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For these reasons, this work evaluated the influence of the surface modification using acid etching, combined with alkaline treatment on the fatigue strength of Ti-6Al-4V ELI alloy. The topography developed by chemical surface treatments was examined by scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM). Increased roughness and the effective surface area were investigated and compared with the Ti-6Al-4V samples without modification. Surface composition was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Axial fatigue resistances of polished and modified surfaces were determined by stepwise load increase tests and staircase test method. Finally, SEM was employed to examine the fracture surface of the tested specimens. According to the results, it was observed a similar fatigue behavior of the chemically treated Ti-6Al-4V alloy compared to the samples without treatment.Tratamentos químicos sobre a superfície dos implantes intra-ósseos são usados para aumentar a área de contato do par implante-osso, diminuindo o período de osseointegração e favorecendo a capacidade de ligação entre o implante e o osso. No entanto, modificações de superfície podem afetar a resistência à fadiga destes materiais, especialmente quanto a nucleação de trinca por fadiga. Por estas razões, este trabalho avaliou e analisou a influência na resistência à fadiga das ligas de Ti-6Al-4V ELI com modificações na superfície, geradas por tratamentos ácidos e um posterior tratamento alcalino. A mudança na topografia promovida pelos tratamentos químicos foi examinada com microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia confocal de varredura a LASER (CLSM). O aumento da rugosidade e da área efetiva de contato foram estudadas e comparadas com as amostras de Ti-6Al-4V sem modificação. A composição química da superfície foi analisada por espectroscopia com energia dispersiva de raios-X (EDS). A resistência axial à fadiga dos corpos-de-prova polidos e modificados foi determinada pelo método escalonado de tensões e o método “staircase”. Finalmente, Imagens por MEV foram usadas para examinar a superfície de fratura dos espécimenes fraturados após serem testados à fadiga. De acordo com os resultados obtidos, observou-se um comportamento semelhante no desempenho à fadiga do material com a superfície tratada quimicamente com H3PO4 ou HCl e posteriormente com NaOH, em comparação com o sem tratamento.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarTitânioFadigaTratamento químicoTratamento da superfícieBiomateriaisENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAEstudo da resistência à fadiga da liga Ti-6Al-4V com superfície modificada por tratamento químicoFatigue behavior of Ti-6Al-4v alloy with surface modified by chemical treatmentinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisOnlineinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissCAEC.pdfDissCAEC.pdfapplication/pdf4586918https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/8016/1/DissCAEC.pdf8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81957https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/8016/2/license.txtae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031dMD52TEXTDissCAEC.pdf.txtDissCAEC.pdf.txtExtracted texttext/plain126907https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/8016/3/DissCAEC.pdf.txtdd9e4bfe891bdbb0d330ba59cb6a6d8eMD53THUMBNAILDissCAEC.pdf.jpgDissCAEC.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6434https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/8016/4/DissCAEC.pdf.jpg8b1e05ca1ff105183811865bbd1f9b8dMD54ufscar/80162020-01-20 17:16:10.758oai:repositorio.ufscar.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-05-25T12:53:10.579902Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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