Obtenção, caracterização e deposição da hidroxiapatita obtida a partir da escama do pirarucu utilizando o processo high velocity suspension plasma spray (HVSPS)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Silveira, Érico Drummond Dantas da
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/0567751936183076
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas
Instituto de Ciências Exatas
Brasil
UFAM
Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7287
Resumo: Neste estudo, duas amostras foram obtidas pelo tratamento térmico de calcinação da escama do pirarucu, calcinada a 500°C e a 750°C, objetivando obter hidroxiapatita (HA), que é uma biocerâmica com características bioativas de interação com organismo vivo. Com intuito de verificar o potencial deste material obtido, como alternativa à HA sintética (comercial), utilizando o processo de aspersão térmica, high velocity suspension plasma sparay (HVSPS), para tratamento superficial do aço inoxidável AISI 316L. Para a caracterização das amostras foram utilizadas as técnicas de fluorescência de Raios X, Difração de raios X , Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier - FTIR e Espectroscopia Raman. Os resultados evidenciaram por fluorescência uma relação Ca/P=2,0, característica do fosfato tetracálcico – TeCP, atribuído a presença de material orgânico afetando a relação. O DRX da escama innatura comprovou a presença de HA na fase amorfa com influência de matéria orgânica de fibras e colágeno. Na amostra calcinada a 500°C foi evidenciado a fase fosfato de cálcio amorfo - ACP com picos característicos de HA. Na amostra calcinada a 750°C foi possível observar picos característicos da HA cristalina. Houve também um pico característico da fase fosfato tricálcico – TCP, na forma alotrópica β-TCP. As bandas dos modos vibracionais v1,v2,v3 e v4 dos grupos (PO4-3) e (OH−) foram evidenciados em ambos os resultados de FTIR. Bandas características de íons carbonato (CO3-2), foram observados na região entre 1600 – 1300 cm-1, associado a impureza, característica de HA carbonatada. Apenas a amostra calcinada a 750°C, foi caracterizada por espectroscopia Raman. Bandas vibracionais das ligações P – O, com pico intenso de estiramento simétrico foi observado em 960 cm-1, e P – O de estiramento antisimétrico nas bandas, 1026 cm-1, 1043 cm-1 e 1075 cm-1. O – P – O em 578 cm-1, 585 cm-1 e 605 cm-1 atribuído a vibrações anti-simétrica e ligações O – P – O em 428 cm-1 e 447 cm-1 associadas a modos de deformação, que indicam claramente a presença de fase HA na amostra. Na banda 1075 cm-1, pode ser observado a presença de Íons (CO3-2), assim como no FTIR. Para aplicação no processo HVSPS foi necessário dispersar o pó em água destilada. Foi observado por DRX, pós aspersão, que houve a manutenção da cristalinidade da HA, e a eliminação da fase fosfato tricálcico (TCP-β), O ensaio de microindentação evidenciou valores médios de microdureza vikers (HV), e do módulo de elasticidade (Eit), de 93,25 HV e 77,85 GPa para o revestimento de HA, respectivamente. O fato de a amostra obtida permanecer cristalina, pós aspersão térmica, apresentando a fase HA, sob a superfície do substrato utilizado, revela o potencial desta amostra como alternativa à HA sintética.
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Para a caracterização das amostras foram utilizadas as técnicas de fluorescência de Raios X, Difração de raios X , Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier - FTIR e Espectroscopia Raman. Os resultados evidenciaram por fluorescência uma relação Ca/P=2,0, característica do fosfato tetracálcico – TeCP, atribuído a presença de material orgânico afetando a relação. O DRX da escama innatura comprovou a presença de HA na fase amorfa com influência de matéria orgânica de fibras e colágeno. Na amostra calcinada a 500°C foi evidenciado a fase fosfato de cálcio amorfo - ACP com picos característicos de HA. Na amostra calcinada a 750°C foi possível observar picos característicos da HA cristalina. Houve também um pico característico da fase fosfato tricálcico – TCP, na forma alotrópica β-TCP. As bandas dos modos vibracionais v1,v2,v3 e v4 dos grupos (PO4-3) e (OH−) foram evidenciados em ambos os resultados de FTIR. Bandas características de íons carbonato (CO3-2), foram observados na região entre 1600 – 1300 cm-1, associado a impureza, característica de HA carbonatada. Apenas a amostra calcinada a 750°C, foi caracterizada por espectroscopia Raman. Bandas vibracionais das ligações P – O, com pico intenso de estiramento simétrico foi observado em 960 cm-1, e P – O de estiramento antisimétrico nas bandas, 1026 cm-1, 1043 cm-1 e 1075 cm-1. O – P – O em 578 cm-1, 585 cm-1 e 605 cm-1 atribuído a vibrações anti-simétrica e ligações O – P – O em 428 cm-1 e 447 cm-1 associadas a modos de deformação, que indicam claramente a presença de fase HA na amostra. Na banda 1075 cm-1, pode ser observado a presença de Íons (CO3-2), assim como no FTIR. Para aplicação no processo HVSPS foi necessário dispersar o pó em água destilada. Foi observado por DRX, pós aspersão, que houve a manutenção da cristalinidade da HA, e a eliminação da fase fosfato tricálcico (TCP-β), O ensaio de microindentação evidenciou valores médios de microdureza vikers (HV), e do módulo de elasticidade (Eit), de 93,25 HV e 77,85 GPa para o revestimento de HA, respectivamente. O fato de a amostra obtida permanecer cristalina, pós aspersão térmica, apresentando a fase HA, sob a superfície do substrato utilizado, revela o potencial desta amostra como alternativa à HA sintética.In this study, two samples were obtained by the thermal treatment of calcination of the pirarucu scale, calcined at 500°C and 750°C, aiming to obtain hydroxyapatite (HA), which is a bioceramic with bioactive characteristics of interaction with living organism. In order to verify the potential of this material obtained, as an alternative to synthetic (commercial) HA, using the high velocity suspension plasma sparay (HVSPS) thermal spray process for surface treatment of AISI 316L stainless steel. For the characterization of the samples were used the techniques of X - ray fluorescence, X - ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy - FTIR and Raman spectroscopy. The results showed by fluorescence a Ca/P=2.0 ratio, characteristic of tetracalcium phosphate - TeCP, attributed to the presence of organic material affecting the relationship. The X-ray of the in natura scale proved the presence of HA in the amorphous phase with the influence of fiber and collagen organic matter. The calcined sample at 500°C showed the amorphous calcium phosphate phase - ACP with characteristic peaks of HA. In the calcined sample at 750°C it was possible to observe characteristic peaks of crystalline HA. There was also a characteristic peak of the tricalcium phosphate phase - TCP in the allotropic form β-TCP. The bands of vibrational modes v1, v2, v3 and v4 of groups (PO4-3) and (OH−) were evidenced in both FTIR results. Carbonate ion (CO3-2) characteristic bands were observed in the region between 1600 - 1300 cm-1, associated with impurity, characteristic of carbonated HA. Only the sample calcined at 750°C was characterized by Raman spectroscopy. V - bands of the P - O bonds with intense peak of symmetrical stretching were observed at 960 cm-1, and P - O of anti - symmetrical stretching in the bands 1026 cm-1, 1043 cm-1 and 1075 cm-1. O - P - O at 578 cm-1, 585 cm-1 and 605 cm-1 attributed to anti-symmetrical vibrations and O - P - O connections at 428 cm-1 and 447 cm-1 associated with deformation modes, which clearly indicate the presence of HA phase in the sample. In the 1075 cm-1 band, the presence of ions (CO3-2) can be observed, as well as in the FTIR. For application in the HVSPS process it was necessary to disperse the powder in distilled water. It was observed by XRD, after spraying, that there was maintenance of the crystallinity of HA, and the elimination of the tricalcium phosphate phase (TCP-β). The microindentation test showed average values of vikers microhardness (HV) and modulus of elasticity (Eit) of 93.25 HV and 77.85 GPa for HA coating, respectively. The fact that the sample obtained remains crystalline after thermal spraying, presenting the HA phase, under the surface of the substrate used, reveals the potential of this sample as an alternative to synthetic HA.Universidade Federal do AmazonasInstituto de Ciências ExatasBrasilUFAMPrograma de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisMacêdo Neto, José Costa dehttp://lattes.cnpq.br/7868540287547126Miranda, Felipe de Souzahttp://lattes.cnpq.br/7453145395321662Paula, Marcos Marques da Silvahttp://lattes.cnpq.br/9465127865782783Silveira, Érico Drummond Dantas dahttp://lattes.cnpq.br/05677519361830762019-08-02T13:36:57Z2019-06-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVEIRA, Érico Drummond Dantas da. Obtenção, caracterização e deposição da hidroxiapatita obtida a partir da escama do pirarucu utilizando o processo high velocity suspension plasma spray (HVSPS). 2019. 60 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2019.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7287porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2019-12-06T18:56:43Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/7287Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922019-12-06T18:56:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false
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