dc.contributor.author | Jose, Gustavo Alves | |
dc.date.accessioned | 2023-03-02T12:53:33Z | |
dc.date.available | 2023-03-02T12:53:33Z | |
dc.date.issued | 2022-08-30 | |
dc.identifier.citation | JOSE, Gustavo Alves. Análise comparativa do desempenho mecânico de ligas β-Ti em implantes ortopédicos como alternativas aos biomateriais metálicos comerciais. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17440. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17440 | |
dc.description.abstract | According to the World Health Organization, the life expectancy of the population is increasing, in this context, the number of interventions for the implementation of orthopedic implants in the human body also grows over the decades. Thus, it becomes necessary to develop materials with high biocompatibility with the human body. In this context, some of the commercial metallic biomaterials currently used for this type of application, such as commercially pure titanium, the Ti-6Al-4V alloy, Co-Cr-Mo alloys and Stainless Steels, have a Modulus of Elasticity value higher than the value of human bone. In addition, some of these materials still have cytotoxic elements in their composition, such as aluminum, which can cause neurological diseases such as Alzheimer's from the release of harmful ions to the human body in the long term. Thus, this monograph performs the survey of microstructural and mechanical data of different β-titanium alloys with biocompatible alloying elements in their composition in order to ascertain whether the microstructural change of these materials provided more suitable mechanical properties for application in orthopedic implants. Thus, microstructural data of different alloys of the Ti-Mo, Ti-Nb, TNZT and TMZF systems were collected from optical microscopy and X-ray diffraction analysis (DRX), in addition to the mechanical properties of modulus of elasticity, Vickers hardness , Yield stress, elongation and tensile strength limit. From the results obtained, the metallic alloy of the TNZT system presented a Modulus of Elasticity closer to the desired value for this type of application 56 GPa, however, all the β alloys surveyed presented Modulus of Elasticity lower than those of Commercial Metallic Biomaterials. In addition, with regard to tensile and hardness properties, the TMZF system proved to be the best material with yield strength, tensile strength and hardness values equal to, respectively, 1030 MPa, 1080 MPa and 345 HV. In general, the raised β alloys showed superior mechanical properties to commercial biomaterials, making it necessary to carry out studies that analyze the fatigue properties of these alloys in addition to the economic viability of their large-scale implementation of these materials. | eng |
dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Implante biomédico | por |
dc.subject | Titânio | por |
dc.subject | Ligas-β | por |
dc.subject | Módulo de elasticidade | por |
dc.title | Análise comparativa do desempenho mecânico de ligas β-Ti em implantes ortopédicos como alternativas aos biomateriais metálicos comerciais | por |
dc.title.alternative | Comparative analysis of the mechanical performance of β-Ti alloys in orthopedic implants as alternatives to commercial metallic biomaterials | eng |
dc.type | TCC | por |
dc.contributor.advisor1 | Afonso, Conrado Ramos Moreira | |
dc.contributor.advisor1Lattes | https://lattes.cnpq.br/2176215981291453 | por |
dc.description.resumo | De acordo com a Organização Mundial da Saúde a expectativa de vida da população é cada vez maior, nesse contexto, o número de intervenções para a implementação de implantes ortopédicos no corpo humano também cresce com o passar das décadas. Assim, se torna necessário o desenvolvimento de materiais com elevada biocompatibilidade com o corpo humano. Nesse contexto, alguns dos biomateriais metálicos comerciais atualmente utilizados para esse tipo de aplicação, como o titânio comercialmente puro, a liga Ti-6Al-4V, ligas Co-Cr-Mo e Aços Inoxidáveis apresentam um valor de Módulo de Elasticidade superior ao valor do osso humano. Além disso, alguns desses materiais ainda apresentam elementos citotóxicos em sua composição como o Alumínio que pode vir a causar enfermidades neurológicas como o Alzheimer a partir da liberação de íons nocivos para o corpo humano no longo prazo. Desse modo, a presente monografia realiza o levantamento de dados microestruturais e mecânicos de diferentes ligas β titânio com elementos de liga biocompatíveis em sua composição afim de averiguar se a mudança microestrutural desses materiais propiciou em propriedades mecânicas mais adequadas para a aplicação em implantes ortopédicos. Assim, foram levantados dados microestruturais de diferentes ligas dos sistemas Ti-Mo, Ti-Nb, TNZT e TMZF a partir de análises de microscopia óptica e difratometria de Raio-X (DRX), além das propriedades mecânicas de módulo de elasticidade, Dureza Vickers, Tensão de escoamento, alongamento e limite de resistência a tração. A partir dos resultados obtidos, a liga metálica do sistema TNZT apresentou um Módulo de Elasticidade mais próximo ao valor desejado para esse tipo de aplicação 56 GPa, entretanto, todas as ligas β levantadas apresentaram Módulos de Elasticidade inferiores aos dos Biomateriais Metálicos Comerciais. Além disso, com relação às propriedades trativas e de dureza o sistema TMZF e mostrou como o melhor material com valores de limite de escoamento, limite de resistência à tração e dureza iguais a respectivamente, 1030 MPa, 1080 MPa e 345 HV. De forma geral, as ligas β levantadas apresentaram propriedades mecânicas superiores aos Biomaterias comerciais, sendo necessário a realização de estudos que analisem propriedades em fadiga dessas ligas além da viabilidade econômica de sua implementação em larga escala desses materiais. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.publisher.course | Engenharia de Materiais - EMa | por |