Dissertação

{en_GB=Development of new titanium-tantalum alloys with biomechanical compatibility for orthopaedic applications} {} EVALUATED

{pt=Este projeto visa desenvolver novas ligas de titânio com estrutura e propriedades otimizadas para aplicação em implantes ortopédicos. Estas ligas devem cumprir vários requisitos como biocompatibilidade, rigidez, resistência mecânica e resistência ao desgaste adequadas, assim como com resistência à corrosão equivalente às ligas comerciais atualmente utilizadas para aplicação (Ti6Al4V e Ti6Al7Nb). O trabalho experimental envolveu o desenvolvimento das ligas de titânio com a adições de tântalo por deposição assistida por laser, de forma a investigar as relações microestrutura-processamento-propriedades do sistema. Para tal, duas composições promissoras foram investigadas, Ti-30Ta e Ti-63Ta (%wt), antes e após tratamento térmico. A respetiva caracterização estrutural e química foi efetuada por difração de raios X e microscopia eletrónica. A avaliação do comportamento mecânico das ligas foi efetuada por técnicas de ultramicroindentação, com medições de módulo de Young e durezas. Seguiu-se a avaliação da resistência ao desgaste em meio não lubrificado. Por fim, a resistência à corrosão em meio biológico simulado foi avaliada por espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização anódica. Apesar de ambas as composições em estudo cumprirem os requisitos exigidos, a liga Ti-63Ta apresenta maior potencial para uso em implantes ortopédicos., en=This work aims at developing new titanium-tantalum alloys, whose structure and properties are optimized for medical use in orthopaedic implants. These alloys must satisfy requirements such as biocompatibility, adequate stiffness, wear and mechanical resistance, as well as equivalent corrosion resistance to the currently used commercial alloys (Ti-6Al-4V e Ti-6Al-7Nb). The correlation between processing conditions, microstructure and properties of Ti-Ta alloys produced by laser cladding was investigated. Two promising compositions were studied, prior and after heat treatment, Ti-30Ta and Ti-63Ta (wt%). The alloys were structurally characterized by observations in SEM, EDS studies for composition and phasic analysis in XRD. The mechanical properties of hardness and Young modulus were obtained by micro-indentation techniques. The wear behaviour of Ti-30Ta and Ti-63Ta was examined in dry sliding conditions. Their corrosion resistance was evaluated in a simulated biological environment (HBSS) by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anodic polarization curves. While both compositions under study meet the necessary requirements, the results confirmed Ti-63Ta superior potential for use as load-bearing implant material.}
{pt=biomateriais metálicos, ligas titânio, ligas Ti-Ta, deposição assistida por laser, caracterização, en=metallic biomaterials, titanium alloys, Ti-Ta alloys, laser-assisted synthesis, characterization}

Dezembro 7, 2018, 9:30

Orientação

ORIENTADOR

João Carlos Salvador Santos Fernandes

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Maria Amélia Martins de Almeida

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Auxiliar