Obtenção de cerâmicas à base de tricálcio fosfatos utilizando óxido de manganês como aditivo

The calcium phosphate ceramics have been very investigated as material for bone implants. The tricalcium phosphate (β-TCP) had a great potential for application in temporary implants like a resorbable bioceramic. This material presents a limitation in its sintering temperature due to occurrence of the allotropic transformation β → α at temperatures around 1200°C, not allowing the attainment of dense ceramic bodies. This transformation also causes cracks, what diminishes the mechanical strength, limiting its use to applications of low mechanical requests. This work studies the influence of the addition of manganese oxide in the sintering of β-TCP. Two processing routes were investigated. The first was the powder metallurgy conventional process. The test bodies (samples) were pressed and sintering at temperatures of 1200 and 1250°C. The second route was uniaxial hot pressing and its objective was to obtain samples with high relative density. The samples were physically characterized through density and porosity measurements. The thermal behavior was studied through dilatometric, thermal differential and thermogravimetric analysis. The mechanical properties were characterized by three point flexure test and Vickers microhardness measurements. The microstructure was analyzed by scanning electron microscopy. The addition of manganese oxide caused an improvement of the mechanical strength in relation to the material without additive and promoting the stabilization of β-TCP to greater temperatures

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

As cerâmicas de fosfato de cálcio têm sido intensamente investigadas como materiais para implantes ósseos. O fosfato tricálcico (β-TCP) possui um grande potencial para aplicação em implantes temporários por ser uma biocerâmica absorvível. Entretanto, este tipo de material apresenta uma limitação na sua temperatura de sinterização devido à ocorrência da transformação alotrópica β → α em torno de 1200°C. Isto impede a obtenção de corpos cerâmicos densos e provoca trincas, diminuindo a resistência do material e limitando a sua utilização a aplicações de baixa solicitação mecânica. A influência da adição de óxido de manganês na sinterização do β-TCP foi estudada neste trabalho. Duas rotas de processamento foram investigadas. A primeira utilizou o processo convencional de metalurgia do pó. Os corpos de prova foram prensados, sendo posteriormente sinterizados nas temperaturas de 1200 e 1250°C. O segundo método de processamento utilizou a rota de prensagem uniaxial a quente, e tinha como objetivo obter corpos de prova com alta densidade relativa. As amostras foram caracterizadas fisicamente por meio de medidas de porosidade e densidade e termicamente por dilatometria e análise termogravimétrica e térmica diferencial. Os corpos sinterizados foram caracterizados mecanicamente por resistência a flexão em 3 pontos e microdureza Vickers, sendo também sua microestrutura analisada por microscopia eletrônica de varredura. A adição do óxido de manganês ocasionou uma melhoria da resistência mecânica em relação ao material sem aditivo, além de promover uma estabilização do β-TCP em temperaturas mais elevadas