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dc.contributor.authorSantos, Rafael Formenton Macedo dos
dc.date.accessioned2023-09-22T16:38:04Z
dc.date.available2023-09-22T16:38:04Z
dc.date.issued2023-07-25
dc.identifier.citationSANTOS, Rafael Formenton Macedo dos. Ligas beta Ti-Nb-Zr(-Ta-Mo) multiprincipais com baixo módulo de elasticidade. 2023. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18625.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18625
dc.description.abstractThe use of Ti-6Al-4V alloy as a biomaterial is more convenient among Ti alloys, as it is produced on a larger scale due to aeronautical applications. However, it is known that Ti-6Al-4V alloy can be harmful to the patient’s health (due to the toxicity of Al and V) and it does not have the most adequate properties. Biomaterials’ scientific and technological development becomes necessary, especially those with application in orthopedics, once there is an increase in life expectancy. The metallic alloys currently used in Brazil have a modulus of elasticity (E) much higher than that of human bone (E = 10 to 30 GPa), such as steel (200 GPa), Co-Cr Alloys (220 GPa), Ti -6Al-4V (110 GPa) and, therefore, the search for alloys with better mechanical and chemical biocompatibility is necessary. The β-Ti (CCC) alloys show good mechanical (elasticity modulus, E = 44 to 80 GPa) and chemical (good corrosion resistance) biocompatibility. At present, the development of multicomponent, equimass, stable β-Ti alloys with medium and high entropy of the systems Ti-33Nb-33Zr, Ti-25Nb-25Zr-25Ta, Ti- 20Nb-20Zr-20Ta-20Mo (% weight ), in addition to alloys from the Ti-40Nb-xZr system with high Zr fractions and based on electronic parameters Bo and Md seeking an optimal value of modulus of elasticity (between 40 and 60 GPa). For the Ti-Nb-Zr ternary system, the new βTAP ratio (ternary alloy parameter) was determined and the higher its value, the lower the alloy’s modulus of elasticity. The Ti-40Nb-40Zr alloy showed the lowest modulus of elasticity (E = 42 GPa) in the rolled condition. The Ti-25Nb-25Zr-25Ta alloy showed better results in biological tests (adhesion and cell viability assay), and better combination of low modulus (E = 70 GPa) and high mechanical strength, making it possible to reconcile these properties in β multicomponent.eng
dc.description.sponsorshipDeutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectLigas β multicomponentespor
dc.subjectLigas de média e alta entropiapor
dc.subjectMódulo de elasticidadepor
dc.subjectLigas β-Ti equimássicaspor
dc.subjectBiomateriaispor
dc.titleLigas beta Ti-Nb-Zr(-Ta-Mo) multiprincipais com baixo módulo de elasticidadepor
dc.title.alternativeInvestigation of Ti-Nb-Zr(-Ta-Mo) multicomponent alloys with low elastic moduluseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Afonso, Conrado Ramos Moreira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2176215981291453por
dc.contributor.advisor-co1Contieri, Rodrigo José
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5491429306264177por
dc.description.resumoO uso da liga Ti-6Al-4V como biomaterial é mais conveniente dentre as ligas de Ti comerciais, já que é produzida em maior escala devido às aplicações aeronáuticas. Porém, sabe-se que essa liga pode ser prejudicial à saúde do paciente (pela toxicidade do Al e do V). Com o aumento da expectativa de vida, torna-se necessário o desenvolvimento científico e tecnológico dos biomateriais, principalmente daqueles com aplicação em ortopedia. As ligas metálicas utilizadas como biomateriais atualmente no Brasil possuem módulo de elasticidade (E) muito maior que o do osso humano (E = 10 a 30 GPa), como, por exemplo, aço (200 GPa), ligas Co-Cr (220 GPa) e Ti-6Al-4V (110 GPa), e, portanto, a busca por ligas com melhor biocompatibilidade mecânica e química é necessária. As ligas de Ti-β sob (CCC) apresentam boa biocompatibilidade mecânica (baixo módulo de elasticidade, E de 44 a 80 GPa) e química (melhor resistência à corrosão, baixa ou ausência de citotoxicade). No presente é proposto o desenvolvimento de ligas multicomponentes, equimássicas, de β-Ti estáveis de média e alta entropia dos sistemas Ti-33Nb-33Zr, Ti-25Nb-25Zr- 25Ta, Ti-20Nb-20Zr-20Ta-20Mo (%peso), além de ligas do sistema Ti-40Nb-xZr com altas frações de Zr e baseadas em parâmetros eletrônicos Bo e Md buscando um valor ótimo de módulo de elasticidade (entre 40 e 60 GPa). Para o sistema ternário Ti-Nb-Zr foi determinada a nova relação βTAP (ternary alloy parameter - parâmetro de Ligas β ternárias) e quanto maior o seu valor, menor módulo de elasticidade da liga. A liga Ti-40Nb-40Zr apresentou o menor módulo de elasticidade (E = 42 GPa) na condição laminada. A liga Ti-25Nb-25Zr-25Ta, apresentou melhores resultados nos testes biológicos (ensaio de adesão e viabilidade celular), e melhor combinação de baixo módulo (E = 70 GPa) e alta resistência mecânica, tornando possível conciliar essas propriedades em ligas β multicomponentes.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICApor
dc.description.sponsorshipId88882.332710/2019-01por
dc.description.sponsorshipId88887.746247/2022-00por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4633070062558887por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0003-1710-487Xpor
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7505-8467por
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3883-2059por


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