Filmes finos de ligas binárias Ti-Zr depositados por magnetron sputtering para aplicações biomédicas - Lustosa, Cícero Junior Rodrigues (2023)
Devido as suas excelentes propriedades como resistência à corrosão e baixa densidade, as ligas de titânio são amplamente usadas em próteses e outros acessórios implantáveis. Porém, a constituição química de algumas ligas pode culminar em inflamações em partes diferentes do corpo, provocando rejeição e complicações pós-operatórias. Uma forma eficiente de se resolver esse problema é o recobrimento dessas ligas com filmes finos de materiais biocompatíveis atóxicos. Nesse trabalho, foram estudados filmes finos da liga binária Ti-Zr depositados por reator de magnetron sputtering, no qual foram usadas fontes de corrente contínua (DC) e pulsada (do tipo HiPIMS) simultaneamente, onde os parâmetros da fonte DC foram mantidos constantes enquanto na fonte HiPIMS foram alteradas a largura de pulso e frequência, com intuito de otimizar propriedades ideais ao uso biomédico. As técnicas de caracterização escolhidas para estudar os filmes foram: Perfilometria, Difração de Raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia por Dispersão de Raios X, Nanoindentação e Molhabilidade. Foram identificados dois picos cristalinos correspondentes a liga Ti-Zr por meio de DRX em todas as amostras, um deles referente a orientação preferencial no plano (002) e outro referente ao plano (200) com menor intensidade. Foram observadas espessuras de filme diferentes conforme alteram-se os parâmetros; baixas frequências resultaram em espessura menores, possivelmente devido à alta energia transmitida às partículas com as colisões no alvo, enquanto alterações na largura de pulso proporcionaram variações de espessuras que podem estar ligadas a ionizações de átomos ejetados dos alvos e devido a energia de colisão nos alvos. As durezas (Hit) de 7 a 10 GPa e módulos de elasticidade (Eit) entre 114 e 157 GPa foram obtidas em amostras produzidas com variações de frequência, intervalos que as amostras com largura de pulso entre 50µs e 200µs também estão, exceto o filme fino obtido a 250µs que apresentou alto valor de dureza (16 GPa) e módulo de elasticidade (195 GPa), além de alto desvio padrão, provavelmente pela instabilidade que existe na deposição com esse parâmetro. Já a Molhabilidade apresentou excelentes resultados com baixas frequências, colocando esses filmes finos como revestimentos promissores como proteção e auxiliares na osseointegração, devido a alta adesão evidenciada pelo baixo ângulo de contato.