Resistência a corrosão em ligas de TiNiNb resultantes do processo de fusão a Plasma-Skull para aplicações como biomateriais. - LIA FOOK, Nathália Cristina Morais. (2021)
O Titânio é um metal muito resistente à corrosão na maioria dos ambientes. No entanto, apresenta baixa capacidade de ligação química com o osso, o que pode resultar na sua encapsulação por tecido fibroso e, consequentemente, no afrouxamento e perda da fixação do implante. Para melhorar essa capacidade de ligação química são realizados estudos com o objetivo de obter ligas de titânio para aplicações como biomateriais nas diferentes áreas, devido ao seu baixo módulo de elasticidade, resistência à tração, biocompatibilidade e maior resistência à corrosão quando comparadas às demais ligas metálicas utilizadas em implantes. Sabe-se que todas as propriedades desta liga ainda podem ser melhoradas e adequadas a diversas aplicações na área médica e muitos estudos continuam sendo realizados em todo mundo. Diante do exposto e do grande interesse em ampliar as aplicações da liga Ni- Ti, a obtenção deste material com outros elementos surge como uma alternativa de pesquisa com características inovadoras na área de biomateriais. O nióbio, dentre os metais considerados inertes, é o principal estabilizador da fase β do titânio. Desta forma, este trabalho teve como objetivo obter uma liga de TiNiNb, variando-se os teores de nióbio para verificar a influência deste nas transformações de fase e nas propriedades físicas, químicas e biológicas da liga. Foram produzidas ligas de TiNiNb, pelo processo de fusão a Plasma-Skull Push-Pull (PSPP), seguido de moldagem por injeção em molde metálico. O estudo foi realizado com estas ligas em quatro composições diferentes, com adição de 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0 at.% de Nb. A adição de Nb em porcentagens diferentes na liga binária Ni-Ti provocou alterações na microestrutura da liga ternária, com formação de fases intermediárias, precipitados TiNi2 e Ni4Ti3 e βNb. A análise de DRX revelou que a fração de volume da fase βNb aumenta com o aumento da adição de Nb na faixa de 5 a 20% na liga, assim como a quantidade de precipitados na liga aumenta com o aumento do teor de nióbio. Com a análise térmica realizada por ensaios de DSC não foi possível estabelecer uma relação direta entre a variação de nióbio da composição das ligas com o comportamento térmico manifestado. Já com relação ao aparecimento da fase intermediária R, o aumento do teor de nióbio provocou um aumento da temperatura Ri e Rf. Os resultados de microdureza e módulo de elasticidade mostraram que o aumento do teor de nióbio provocou uma diminuição desses valores. A análise de corrosão revelou que a liga com menor teor de nióbio foi a mais resistente a corrosão, comportamento que foi observado nas medidas de Polarização Potenciodinâmica Linear (PPL) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e está relacionado à presença dos óxidos Ni2Ti4O. O ensaio de citotoxicidade comprovou a biocompatibilidade das ligas estudadas. Os resultados obtidos através das caracterizações realizadas foram significativamente influenciados pela não uniformidade da mistura. Sendo assim, conclui-se que foi possível obter uma liga ternária de TiNiNb, biocompatível, variando-se os teores de nióbio para verificar a influência destes nas transformações de fase, propriedades dos biomateriais metálicos e microestrutura da liga.