Desenvolvimento e aplicação de revestimentos nanocerâmicos de zircônia em ligas níquel-titânio

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Natalia Isabel de Azevedo Lopes
• Orientador(a): Vicente Tadeu Lopes Buono
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Ligas níquel-titânio; Modificação de superfícies; Nanorevestimentos; Resistência à corrosão; Biomateriais
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3DFGG

A corrosão e a degradação das ligas NiTi utilizadas como biomateriais representam uma preocupação constante, devido aos efeitos alergênicos, de toxicidade e carcinogenicidade associados à liberação de íons níquel no organismo. Falhas prematuras causadas por corrosão e fadiga também são críticas nas aplicações biomédicas dessas ligas. Nesse trabalho, estudou-se a aplicação de um revestimento nanoestruturado de zircônia e seus efeitos nas propriedades das ligas NiTi. Inicialmente, estudou-se a preparação superficial de ligas NiTi usando polimento eletrolítico. Os resultados mostraram que o polimento eletrolítico reduz a rugosidade superficial, remove camadas externas ricas em níquel e aumenta a resistência à corrosão das ligas. Em seguida, foram definidas as melhores condições para aplicação do revestimento de zircônia, a partir de eletrólitos constituídos por sais de zirconila, com adições de metanol e de um polímero catiônico. Os melhores resultados foram obtidos usando uma solução metanólica de ZrOCl2 com adição de polyDADMAC. Uma caracterização mais completa do revestimento, obtido nessas condições, foi realizada em sequência, comparando as propriedades dos depósitos formados com e sem preparação superficial usando polimento eletrolítico. Realizou-se ainda análises da resistência e da estabilidade do revestimento submetido a ambientes corrosivos e solicitações mecânicas, simulando condições fisiológicas. Os resultados mostraram que o revestimento obtido no fio de NiTi após polimento eletrolítico não apresenta defeitos e é mais homogêneo e espesso do que o obtido sem polimento. Após teste de imersão em solução fisiológica artificial, durante 12 meses, o teor de níquel liberado em solução foi insignificante e a superfície dos fios foi totalmente coberta por uma camada de fosfato de cálcio, um indicador da bioatividade do material. Após testes de dobramento e fadiga, foram observadas algumas trincas no revestimento. Não houve, entretanto, delaminação expressiva e o revestimento de zircônia manteve suas propriedades protetivas. De um modo geral, o revestimento de zircônia obtido nesse estudo pode ser considerado bom candidato para melhoria das propriedades superficiais de ligas NiTi para aplicações biomédicas, incluindo implantes, stents, fios ortodônticos, instrumentos endodônticos e outros