Laser cladding de pós obtidos por moagem de alta energia de ligas nanocristalinas Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn

Resumo

A síntese de novas ligas nanocristalinas à base de Ti tem sido amplamente pesquisada devido às suas boas propriedades de engenharia. Estas ligas são industrialmente importantes como materiais estruturais e funcionais. Ligas nanocristalinas de Ti mostram alta resistência mecânica (1800-2500 MPa), baixo módulo elástico (50-110 GPa) e, como esperado, boa resistência à corrosão em vários meios. As ligas nanocristalinas Ti-Fe-Co e Ti-Fe-Sn descobertas recentemente exibem boa combinação de alta resistência mecânica e a corrosão e é adequado para a fabricação de ligas com boa resistência à corrosão e baixo módulo de elasticidade (E). O aumento na expectativa de vida torna necessário o desenvolvimento científico e tecnológico dos biomateriais, principalmente aqueles com aplicação em ortopedia. Esta pesquisa visa a produção, o processamento e a otimização de propriedades de ligas Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn para uso em implantes milimétricos (pinos, etc). As ligas metálicas utilizadas atualmente no Brasil possuem módulo de elasticidade (E) muito maior que o do osso humano (E = 10 a 30 GPa): Aço (200 GPa), Ligas Co-Cr (220 GPa), Ti-6Al-4V (110 GPa) e a busca por ligas com melhor biocompatibilidade mecânica e química. A preparação dos pós das ligas do sistema Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn será realizado através do processo de moagem de alta energia (MAE) em um moinho ZOZ. O trabalho será desenvolvido a partir da preparação de amostras contendo algumas centenas de gramas (200 a 500 g). Após a preparação das amostras em quantidade suficiente, parte das mesmas será caracterizada e a outra parte sofrerá processos subseqüentes. Os recobrimentos de laser "cladding" dos pós em substrato de titânio serão realizados no departamento de engenharia mecânica da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) com o pelo Prof. Dr. João Fogagnolo. Todo o procedimento será acompanhado pelo bolsista. Serão variados os parâmetros de Laser, potência (W) e a velocidade de varredura do laser (mm/s). As trilhas individuais e sobrepostas passarão pela caracterização microestrutural (Ótico, MEV) e medidas de microdureza Vickers. No presente projeto de renovação da bolsa de IC são propostas as ligas nanocristalinas selecionadas (em relação ao projeto anterior do 1º ano de IC) Ti66Fe20Nb8Sn6 e Ti64Fe22Mo8Sn6 (%at), com o intuito de produzir recobrimentos sobre substratos de titânio através de Laser Cladding de pós obtidos por Moagem de Alta Energia (MAE). (AU)