995 resultados para Ligas de titânio zircônio
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Surface treatments have been used to modify the surface of titanium alloys. The purpose of this study is to evaluate the surface of Ti-30Ta alloy after biomimetic approach associated to antibiotic incorporation. The ingots were obtained in arc melting furnace, treated and cold-worked by swaging. The surface treatment was performed in two steps: biomimetic treatment and antibiotic incorporation. For biomimetic treatment, first an alkaline treatment (NaOH 1M at 60C) was performed, followed by heat treatment and immersion in SBFx5 (Simulated Body Fluid) for a period of 24 hours. In order to incorporate the antibiotic, samples were immersed in a solution formed by drugs plus SBFx5 for 48 hours. The sample surfaces were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), X-Ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and contact angle measurements. The release of antibiotic from coated implants was measured in phosphate buffer saline at pH 7.4 by using UV/VIS spectrometry. Results have shown changes on the surface after incorporating the drug, which is gradually co-precipitated with the Ca-P crystals, forming a uniform and rough layer on the metal surface
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Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES)
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Fundao de Amparo Pesquisa do Estado de So Paulo (FAPESP)
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O magnsio com a sua baixa densidade, abundncia natural e baixo custo, torna-se muito atractivo para aplicaes onde o peso determinante, como na indstria automvel e aeroespacial. A utilizao do magnsio ligado a outros elementos como o zircnio e o alumnio permite, por outro lado, melhorar as propriedades mecnicas. Um factor determinante para o emprego destas ligas obviamente a sua resistncia corroso. Como em todos os materiais, esta condicionada pela presena de um filme passivo de xidos/hidrxidos que se forma espontaneamente na superfcie. Contudo, no magnsio e suas ligas, esta camada de passivao pouco protectora e muito instvel em meios neutros ou cidos. Um dos objectivos deste trabalho a caracterizao do comportamento face corroso das ligas de magnsio relacionando-o com factores metalrgicos e ambientais, que so os principais responsveis pelas causas mais comuns do ataque corrosivo. Apresenta-se tambm o estado da arte relativo s aplicaes das ligas de magnsio na indstria automvel, as barreiras tecnolgicas e solues possveis para as ultrapassar. Finalmente foi tambm objectivo deste trabalho o estudo da influncia das terras raras e do trio enquanto elementos de liga do magnsio no comportamento perante a corroso. Para se atingir esse objectivo realizaram-se ensaios laboratoriais numa liga de magnsio contendo terras raras (WE54) sendo os resultados comparados com uma liga tradicional base de zircnio (ZK31) em meios de diferentes pH. Os resultados obtidos permitiram concluir que as terras raras aumentam a resistncia corroso das ligas de magnsio. Este facto aparenta ser o resultado de dois factores: a estabilizao do filme superficial resultante da presena de terras raras e a formao de uma camada de produtos de corroso espessa e rica em trio.
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As ligas de NquelTitânio (NiTi) so as mais atractivas entre as ligas com memria de forma devido s suas boas propriedades funcionais juntamente com a elevada resistncia e melhor ductilidade. As transformaes de fases associadas ao efeito de memria de forma (EMF) podem ser em uma etapa, B19 (martensite) B2 (austenite), em duas ou em mltiplas etapas, incluindo a faseR intermdia dependendo da histria trmica e termomecnica da liga. As temperaturas de transformao so geralmente observadas acima da temperatura ambiente para as ligas ricas em Ti, enquanto nas ricas em Ni se situam abaixo da temperatura ambiente. O objectivo da presente dissertao foi o de investigar as modificaes nas propriedades funcionais e estruturais em uma liga de NiTi rica em Ti (49,0%at.Ni51,0%at.Ti) sujeita a diferentes tratamentos trmicos e termomecnicos de marforming e ausforming. Para melhor entender os fenmenos presentes nesta liga foi feito um paralelismo com outras duas ligas de NiTi: (i) equiatmica com EMF acima da temperatura ambiente e (ii) rica em Ni superelstica (SE) temperatura ambiente. Com o intuito de uma anlise completa das transformaes de fases foram utilizadas durante ciclos trmicos diversas tcnicas de caracterizao: Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC), Resistividade Elctrica (RE), Dilatometria (DT) e Difraco de RaiosX (DRX) convencional e por radiao sincrotro rotina e textura. Foram tambm utilizadas outras tcnicas temperatura ambiente com o intuito de observar caractersticas microestruturais (Microscopia ptica (MO) e Electrnica de Varrimento (SEM)) e mecnicas (Microdureza e UltraMicrodureza Vickers, e Traco). A liga de NiTi rica em Ti tem as suas transformaes directa e inversa fortemente afectadas pelos tratamentos termomecnicos, devido formao de faseR durante a transformao directa em duas (B2RB19) ou em mltiplas etapas (B2R, B2B19 e RB19). Os tratamentos termomecnicos conducentes sequncia de transformao B2RB19 decrescem a temperatura de fim da formao de B19 para prximo da temperatura ambiente e apresentam maior estabilidade nas temperaturas e histereses de transformao.
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais
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Com este estudo pretende-se que seja possvel um avano promissor no controlo da encurvadura (passivo e ativo), bem como o desenvolvimento inicial de um sistema de contraventamento com base no conceito de tensegridade, com encurvadura controlada, em estruturas ao nvel macroscpico, com recurso s propriedades singulares das Ligas com memria de forma (LMF). A problemtica inicial parte da anlise da instabilidade de uma pea esbelta simples solicitada compresso coluna de Euler. A necessidade de controlar (ativa e passivamente) a encurvadura desta coluna leva ao desenvolvimento de sistemas de controlo com recurso s LMF. A aplicao das ligas potenciada por desviadores, com duas configuraes, dispostos a meia altura da coluna, perpendiculares ao eixo de menor inercia da coluna. Os modelos so ensaiados experimentalmente, tendo tambm sido desenvolvidos modelos numricos, possibilitando uma completa anlise do comportamento do sistema de controlo e da sua influncia na resposta da coluna. No estudo foram utilizadas as ligas com o melhor perfil de adaptabilidade engenharia Civil, NiTi liga de memria de forma composta por Nquel e Titânio - que integraram um sistema de controlo de encurvadura. Fazem tambm parte desta dissertao desenvolvimentos paralelos ao estudo principal atrs referido. O mbito destes estudos paralelos centralizado na modelao das LMF enquanto elementos de controlo estrutural utilizando software de clculo estrutural de elementos finitos. Destes desenvolvimentos resulta, para alm do elemento de contraventamento dotado de LMF com base na tensegridade, a definio de um modelo constitutivo de LMF num software comercial de elementos finitos (SAP2000), com ampla divulgao no clculo de estruturas de Engenharia Civil.
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Dissertao de mestrado integrado em Engenharia de Materiais
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Titânio comercialmente puro, Ti-cp, e algumas de suas ligas so consideradas muito importantes na rea mdica devido sua excelente biocompatibilidade e propriedades mecnicas. Recentemente, foi desenvolvido um mtodo qumico, relativamente simples, para induzir a bioatividade desses materiais metlicos inertes, cujo princpio imitar as condies biolgica para obteno do material desejado. Esta tcnica denominada biomimtico, foi utilizada para modificar a superfcie do Ti-cp atravs do depsito de uma camada de apatita. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a influncia do tratamento trmico na evoluo da cristalinidade das fases depositadas. Os recobrimentos de apatitas, com tratamentos trmicos entre 400 e 600 C, mostraram atravs das tcnicas de difrao de raios-X e microscopia eletrnica de varredura, uma baixa cristalinidade semelhante s apatitas biolgicas. Acima de 700 C, os recobrimentos de apatita mostraram-se mais cristalinos apresentando uma mistura de fases de hidroxiapatita, fosfato octaclcico e fosfato de magnsio.
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O titânio e suas ligas so os materiais mais comumente utilizados na substituio de tecidos duros por possurem resistncia mecnica, biocompatibilidade, resistncia corroso e fcil manipulao. Embora o titânio possua vrias vantagens sobre outros biomateriais, seu uso em longo prazo pode ocasionar problemas de rejeio. A modificao da superfcie do titânio a fim de criar microrrugosidades uma estratgia efetiva para melhorar a adeso e proliferao celular sobre implantes. Quando um implante danifica ou invade as barreiras epitelial e das mucosas, pode servir como reservatrio para microrganismos e desta forma predispor infeco. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi modificar a superfcie do titânio, utilizando nanopartculas de prata (Ag) e lectina, a fim de melhorar a sua biocompatibilidade e conferir propriedades antimicrobianas a este material. O racional por trs destas mudanas que a criao de uma topografia em nanoescala pode contribuir para mimetizar o ambiente celular melhorando a osseointegrao e diminuindo o risco de infeco. Em nosso estudo, nanotubos de dixido de titânio (NTs-TiO2) com estrutura bem distribuda e organizada, com dimetro em torno de 7080nm, foram sintetizados por anodizao eletroqumica e decorados com nanopartculas de Ag usando a tcnica de layer-by-layer (LbL), enquanto a lectina do peixe Oreochromis niloticus (OniL) foi incorporada aos NTs-TiO2 por spin coating. Estas amostras foram caracterizadas e avaliadas quanto a sua citotoxidade, adeso celular, potencial osteognico e atividade bactericida. Nossos resultados mostraram que tanto as nanopartculas de Ag, como a Onil foram incorporadas com sucesso superfcie dos NTs-TiO2. Entretanto nossas preparaes de LbL no foram capazes de melhorar a biocompatibilidade ou inibir o crescimento de bactrias nos NTs-TiO2. Por outro lado, a funcionalizao dos NTs-TiO2 com a OniL induziu eficientemente a adeso e proliferao dos osteoblastos. Nossos resultados apontam para o uso da lectina OniL para melhorar a qualidade dos implantes de NT-TiO2 existentes.
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Este trabalho apresenta um estudo de camada duplex em aos para trabalho quente da classe AISI H13, com enfoque em matrizes de injeo de ligas de alumnio, visando otimizar a vida das matrizes atuando tanto sobre os mecanismos de ataque superficial da matriz pelo alumnio como sobre a formao de trincas por fadiga trmica. O tratamento duplex consistiu em nitretao plasma, com gs contendo 5% de nitrognio e diferentes parmetros de tempos e temperaturas, sendo as amostras posteriormente revestidas com nitreto de titânio (TiN) ou nitreto de cromo (CrN). As camadas nitretadas foram avaliadas atravs de anlises metalogrficas, perfis de dureza e difrao de raios X, buscando caracterizar e qualificar a camada nitretada. Tendo sido observado na difrao de raios X a presena de camada de compostos (nitretos de ferro e ) mesmo com a utilizao de gs pobre em nitrognio, foram tambm avaliados substratos nitretados sem a remoo mecnica dos nitretos e com um polimento para remoo destes antes da deposio. A rugosidade dos substratos nitretados com e sem a realizao do polimento mecnico tambm foram determinados, buscando relao deste parmetro com os resultados obtidos. O conjunto camada nitretada e depsitos (TiN ou CrN) com e sem o polimento mecnico aps-nitretao foram avaliados em termos de adeso com ensaios de indentao Rockwell C com anlise em microscopia eletrnica de varredura (qualitativamente) e com o teste do risco (quantitativamente) avaliando tanto as cargas crticas para a falha do filme como o modo de falha tambm em microscopia eletrnica de varredura. Alm disso, foram realizados testes de fadiga trmica em banho de alumnio para simulao e avaliao do desempenho da camada duplex em condies de trabalho, bem como foram testadas duas condies de nitretao com TiN ou CrN em regime industrial. Os resultados mostram ganhos de adeso crescentes com o aumento dos tempos e das temperaturas de nitretao, alm de maiores ganhos com a remoo mecnica (polimento) do substrato nitretado antes da deposio dos filmes. O comportamento, frente s condies de trabalho tambm foi superior para condies de nitretao com maiores tempos e temperaturas, tanto nos ensaios de laboratrio com nos testes em regime industrial.
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A alta resistncia combinada baixa densidade e resistncia corroso do titânio e suas ligas apresentam-se de grande importncia para indstrias qumica, automobilstica, aeronutica e biomdica. Todavia, a produo e processamento do titânio possui custos elevados. Consequentemente, muitos esforos tem sido despendidos para reduzir o custo de peas de titânio. Uma alternativa de reduo de custo foi produzir peas pela tcnica de metalurgia do p, sem a necessidade de operaes secundrias. Atualmente os mtodos usados para produzir ps de titânio so os processos de eletrodo rotatrio plasma e hidretao-dehidretao. O presente trabalho tem como objetivo produzir e caracterizar os ps de titânio comercialmente puro, obtidos a partir de sucata de processos de conformao, usando o processo de hidretao-dehidretao (HDH). Sua processabilidade foi testada atravs das tcnicas de moldagem por injeo de ps e metalurgia do p convencional. A morfologia, microestrutura e composio dos ps foram caracterizados pelas anlises de difrao de raios-x, microscopia eletrnica de varredura e analisador elementar de hidrognio. Os resultados mostraram que o processo HDH combinado com a moagem mecnica capaz de produzir partculas de p de titânio com tamanho mdio na faixa de 7-45 mm, que podem ser usadas nas tcnicas de moldagem por injeo de ps e metalurgia do p convencional, respectivamente.
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The titanium and titanium alloys are widely used as biomaterial in biomedical device and so research have been developed aiming to improve and/or better to understand interaction biomaterial/biological environment. The process for manufacturing of this titanium implants usually involves a series of thermal and mechanical processes which have consequence on the final product. The heat treatments are usually used to obtain different properties for each application. In order to understand the influence of these treatments on the biological response of the surface, it was done, in this work, different heat treatments in titanium and analyzed their influence on the morphology, adhesion and proliferation of the pre-osteoblastic cells (MC3T3-E1). For such heat-treated titanium disks were characterized by optical microscopy, contact angle, surface energy, roughness, microhardness, X-ray diffraction and scanning through the techniques (BSE, EDS and EBSD). For the analysis of biological response were tested by MTT proliferation, adhesion by crystal violet and β1 integrin expression by flow cytometry. It was found that the presence of a microstructure very orderly, defined by a chemical attack, cells tend to stretch in the same direction of orientation of the material microstructure. When this order does not happen, the most important factor influencing cell proliferation is the residual stress, indicated by the hardness of the material. This way the disks with the highest level state of residual stress also showed increased cell proliferation
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Metal-ceramic interfaces are present in tricone drill bits with hard ceramic inserts for oil well drilling operations. The combination of actions of cutting, crushing and breaking up of rocks results in the degradation of tricone drill bits by wear, total or partial rupture of the drill bit body or the ceramic inserts, thermal shock and corrosion. Also the improper pressfitting of the ceramic inserts on the bit body may cause its total detachment, and promote serious damages to the drill bit. The improvement on the production process of metal-ceramic interfaces can eliminate or minimize some of above-mentioned failures presented in tricone drill bits, optimizing their lifetime and so reducing drilling metric cost. Brazing is a widely established technique to join metal-ceramic materials, and may be an excellent alternative to the common mechanical press fitting process of hard ceramic inserts on the steel bit body for tricone drill bit. Wetting phenomena plays an essential role in the production of metal/ceramic interfaces when a liquid phase is present in the process. In this work, 72Silver-28Copper eutectic based brazing alloys were melted onto zirconia, silicon nitride and tungsten carbide/Co substrates under high vacuum. Contact angle evolution was measured and graphically plotted, and the interfaces produced were analysed by SEM-EDX. The AgCu eutectic alloy did not wet any ceramic substrates, showing high contact angles, and so without chemical interaction between the materials. Better results were found for the systemns containing 3%wt of titanium in the AgCu alloy. The presence os titanium as a solute in the alloy produces wettable cand termodinamically stable compounds, increasing the ceramics wetting beahviour
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Fundao de Amparo Pesquisa do Estado de So Paulo (FAPESP)
