@MASTERSTHESIS{ 2020:361616473, title = {Produção, caracterização microestrutural e avaliação das propriedades mecânicas de ligas de Ti-Si-B com adição de Zr para o desenvolvimento de implantes ortopédicos}, year = {2020}, url = "https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1740", abstract = "Componentes ortopédicos articulares devem apresentar altos valores de dureza, resistência à compressão, resistência ao desgaste, além de boas características de biocompatibilidade. As ligas de titânio convencionais são baseadas em soluções sólidas substitucionais. Implantes da liga 85Ti-10Si-5B com microestruturas de Ti+Ti6Si2B e produzida por fusão a arco e subsequente tratamento térmico indicaram superiores características de biocompatibilidade e de integração óssea do que o titânio comercialmente puro. As resistências à oxidação e à corrosão de ligas Ti+Ti5Si3 são melhoradas com a adição de zircônio. Nesse contexto, o presente trabalho visou avaliar o efeito da composição química na microestrutura e rota de processamento nas propriedades mecânicas de compressão de ligas com potencial para aplicações em próteses ortopédicas articulares. Assim, as ligas 95Ti-2Si-1B, 89Ti-6Si-3B, 83Ti-10Si-5B, 93Ti-2Si-1B, 87Ti-6Si-3B e 81Ti-10Si-5B contendo adição de Zr (2 e 4 %at.) respectivamente foram produzidas por moagem de alta energia e subsequente spark plasma sintering. Para minimizar a ocorrência de soldagem a frio excessiva durante a moagem, adicionou-se 5%-massa de parafina vegetal. As misturas de pós foram processadas em moinho de bolas planetário por 180 min, usando esferas de aço endurecido, 300 rpm e uma relação de massas esferas-pós de 10:1. Seguindo, os pós-moídos de Ti-Zr-Si-B foram consolidados por SPS, utilizando uma matriz de grafite, 1200oC e pressão de 20 MPa por 15 min. Os materiais moídos e os produtos sinterizados foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectrometria dispersiva de energia, ensaios de compressão e ensaios de microdureza Vickers. Independente da mistura de pós moída, foram identificados picos intensos de Ti-alfa além de outros minoritários de Si e de parafina vegetal, indicando que uma homogeneização em nível atômico não foi atingida após moagem por 180 min. Ligas Ti-Zr-Si-B sinterizadas e avaliadas nesse estudo apresentaram matriz metálica (Ti-) e precipitados intermetálicos (silicetos e TiB), sendo que o Ti6Si2B foi formado na microestruturas de todas as ligas 95Ti-2Zr-2Si-1B, 89Ti-2Zr-6Si-3B, 83Ti-2Zr-10Si-5B, 93Ti-4Zr-2Si-1B, 87Ti-4Zr-6Si-3B e 81Ti-4Zr-10Si-5B. As ligas Ti-Zr-Si-B sinterizadas apresentaram valores de tensão de escoamento, módulo de elasticidade, limite de resistência à compressão e deformação normal total de 980-1165 MPa, 194,9 – 249,1 GPa, 1241-1523 MPa e 0,11-0,18 mm/mm, respectivamente. Também, notou-se uma tendência de aumento da resistência mecânica com o aumento da quantidade de Si e B na liga, devido a maior quantidade de precipitados intermetálicos. Seguindo a mesma tendência, as ligas Ti-Zr-Si-B sinterizadas apresentaram valores de microdureza Vickers de 338 HV (95Ti-2Zr-2Si-1B) até 436 HV (81Ti-4Zr-10Si-5B).", publisher = {Universidade Federal de Alfenas}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais}, note = {Instituto de Ciência e Tecnologia} }