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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31345| Título: | Ataque básico como uma estratégia de modificação da superfície do Ti CP e da liga Ti-6AL-4V para aplicações como biomateriais |
| Título(s) alternativo(s): | Basic etching as a strategy to improve the surface modification of CP Ti and Ti-6Al-4V for applications as biomaterials |
| Autor(es): | Mesquita, Daniel de Oliveira Coppla, Gustavo Fonseca |
| Orientador(es): | Gomez, Rozane de Fátima Turchiello |
| Palavras-chave: | Materiais biomédicos Titânio Implantes artificiais Biomedical materials Titanium Implants, Artificial |
| Data do documento: | 28-Nov-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | MESQUITA, Daniel de Oliveira; COPPLA, Gustavo Fonseca. Ataque básico como uma estratégia de modificação da superfície do Ti CP e da liga Ti-6AL-4V para aplicações como biomateriais. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022. |
| Resumo: | Historicamente, os biomateriais são utilizados para melhorar a qualidade de vida das pessoas. Seja na confecção de próteses, implantes, lentes de contato, marca-passos ou em qualquer aplicação no seu vasto campo de uso, a busca pelo melhor biomaterial é constante. Cada biomaterial possui propriedades específicas para uso e o titânio destaca-se principalmente ao ser utilizado na confecção de implantes e próteses. Além do titânio comercialmente puro, a liga de Ti-6Al-4V tornou-se uma interessante alternativa devido às suas características pouco reativas em ambiente biótico, facilidade de formação de hidroxiapatita na sua superfície, bem como bons índices de resistência mecânica e à corrosão. No entanto, ainda assim, tratamentos adicionais no metal são indicados para aumentar as chances de sucesso dos implantes e próteses. Diversas técnicas são utilizadas para potencializar as propriedades mecânicas do material e facilitar a adesão osso-implante. É o caso do ataque básico, tratamento que visa aumentar a rugosidade superficial do metal, criando maior superfície de contato e intensificando a formação de hidroxiapatita e de proteínas ligantes. Esse estudo visa caracterizar quimicamente o titânio comercialmente puro e a liga Ti-6Al-4V e analisar a influência que o tempo de exposição e a temperatura possuem na modificação superficial do metal e de sua liga por meio do ataque básico com NaOH (5 M). Para o presente trabalho, a temperatura utilizada foi 25 °C e exposição de 6 horas, 14 horas, 24 horas e 137 horas. Além desta temperatura, também foi utilizado a temperatura de 80 °C e tempo de exposição de 1 hora, 2 horas e 3 horas. Na caracterização foi utilizada a técnica de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e perfilometria para análise da rugosidade superficial e foi utilizado o sensor de espectroscopia por energia dispersiva para caracterização da composição química do material utilizado. Os resultados obtidos demonstram que a realização do ataque básico gera rugosidade superficial (Sa), medida pelo perfilômetro, chegando a valores de 0,679 μm na amostra de Ti-6Al-4V que teve melhor resultado, sendo que os maiores parâmetros de rugosidade foram observados quando submetidos ao ataque à temperatura de 80 ºC, e tempo de exposição de 2h. Para o titânio comercialmente puro, o melhor resultado foi obtido nas mesmas condições da liga (80 ºC, por 2h), apresentando uma rugosidade superficial da ordem de 0,439 μm. |
| Abstract: | Historically, biomaterials have been used to improve people's quality of life. Whether in the manufacture of prostheses, implants, contact lenses, pacemakers or in any application in its vast field of use, the search for the best biomaterial is constant. Each biomaterial has specific properties for use and titanium stands out mainly when used in the manufacture of implants and prostheses. In addition to commercially pure titanium, the Ti-6Al-4V alloy has become an interesting alternative due to its low reactivity characteristics in a biotic environment, ease of formation of hydroxyapatite on its surface, as well as good mechanical and corrosion resistance indices. However, even so, additional treatments on the metal are indicated to increase the chances of success of implants and prostheses. Several techniques are used to enhance the mechanical properties of the material and facilitate bone-implant adhesion. This is the case with basic etching, a treatment that aims to increase the surface roughness of the metal, creating a larger contact surface and intensifying the formation of hydroxyapatite and binding proteins. This study aims to chemically characterize commercially pure titanium and the Ti-6Al-4V alloy and analyze the influence that the exposure time and temperature have on the surface modification of the metal and its alloy through basic attack with NaOH (5 M) . For the present work, the temperature used was 25 °C and exposure of 6 hours, 14 hours, 24 hours and 137 hours. In addition to this temperature, a temperature of 80 °C and exposure time of 1 hour, 2 hours and 3 hours were also used. In the characterization, the technique of optical microscopy, scanning electron microscopy and profilometry was used to analyze the surface roughness, and the energy-dispersive spectroscopy sensor was used to characterize the chemical composition of the material used. The results show that carrying out the basic attack generates surface roughness (Sa), measured by the profilometer, reaching values of 0.679 μm in the Ti-6Al-4V sample that had the best result, and the highest roughness parameters were observed when submitted to attack at a temperature of 80ºC, and exposure time of 2h. For commercially pure titanium, the best result was obtained under the same conditions as the alloy (80ºC, for 2h), with a surface roughness of around 0.439 μm. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31345 |
| Aparece nas coleções: | PG - Engenharia Mecânica |
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