Submitted by Raul Oliveira de Araújo null (raularaujo@fc.unesp.br) on 2017-10-10T19:42:30Z No. of bitstreams: 1 tese_raul.pdf: 7762011 bytes, checksum: 32b91174837e108414bbaeb48b968932 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-10-11T18:18:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 araujo_ro_dr_bauru.pdf: 7762011 bytes, checksum: 32b91174837e108414bbaeb48b968932 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-11T18:18:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 araujo_ro_dr_bauru.pdf: 7762011 bytes, checksum: 32b91174837e108414bbaeb48b968932 (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Devido a uma série de fatores como o número de acidentes nos esportes, trânsito, doenças como artrite, artrose e osteoporose, a perda das funções biológicas em função do envelhecimento entre outros, acarretam a procura por materiais com a capacidade de cumprir a função de substituir partes ou funções orgânicas do corpo humano. Entre os materiais com a função de substituir tecidos humanos que suportam cargas, estão a classe dos metais, dentre esta classe destacam-se as ligas de Co-Cr, o aço ASTM F138, o titânio puro e a liga Ti-6Al-4V. Porém há a necessidade de ligas que promovam uma melhor compatibilidade mecânica e biológica. Este trabalho visa a preparação e caracterização das ligas Ti-10Mo-xZr (x = 5, 10, 15 e 20 %p), para aplicações como biomaterial. Estas ligas foram submetidas a tratamentos termomecânicos, de laminação à quente, tratamento térmico de recozimento, tratamento térmico de solubilização e tratamento térmicos em atmosfera controlada de oxigênio, para a incorporação deste elemento na liga. As ligas foram caracterizadas quimicamente por espectroscopia de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES), espectroscopia de dispersão de energia (EDS), além de análises de gases e de densidade; caracterizações estruturais e microestruturais por medidas de difração de raios X, refinamento dos difratogramas pelo método de Rietveld, microscopias óptica e eletrônica de varredura; caracterizações mecânicas por microdureza Vickers e módulo de elasticidade e caracterização biológica por ensaios de citotoxicidade in vitro. As ligas apresentaram a estequiometria prevista e boa homogeneidade química. Com relação a estrutura e microestrutura houve a predominância da fase beta a qual aumentou a estabilidade com a concentração de zircônio em detrimento de outras fases como alfa, alfa’’ e ômega. A microdureza diminuiu com o acréscimo do percentual de zircônio (de 451 HV para 372 HV), devido a uma maior estabilidade da fase beta em detrimento das fases secundárias. O mesmo comportamento é verificado em relação ao módulo de elasticidade (de 98 GPa para 77 GPa). Com relação a influência do oxigênio houve aumento na microdureza e módulo de elasticidade com o acréscimo deste elemento. Os testes biológicos não indicaram efeitos citotóxicos. Em se tratando de aplicações biológicas a liga Ti-10Mo-20Zr torna-se a mais promissora por possuir menor módulo de elasticidade em comparação com o aço ASTM F138, Co-Cr, Ti-cp, Ti-6Al-4V e Ti-15Mo. / Due to several factors such as the number of accidents in sports, traffic, diseases like arthritis, osteoporosis, and the loss of biological functions related to aging, among others, lead to a search for materials with the ability to fulfill the function of replacing parts or organic functions of the human body. Among the materials with the function of replacing human tissues that load-bearing, are the class of metals, and among this class are the Co-Cr alloys, the ASTM F138 stainless steel, the pure titanium and the Ti-6Al-4V alloy. However, there is a need for alloys that promote better mechanical and biological compatibility. In this sense, this work aims at the preparation and characterization of the Ti-10Mo-xZr alloys (x = 5, 10, 15 and 20 wt%) for biomaterial applications. These alloys were subjected to several kinds of thermomechanical treatments, such as hot rolling, annealing, solubilization and heat treatment in an oxygen controlled atmosphere, in order to incorporate this element into the alloy. The alloys were chemically characterized by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES), energy dispersive spectroscopy (EDS), in addition to gas and density analyzes. Structural and microstructural characterization were made by X-ray diffraction measurements, with refinement by Rietveld’s method, optical and scanning electron microscopy. Mechanical characterization was made by Vickers microhardness and elastic modulus measurements, and biological characterization was made by in vitro cytotoxicity assays. The alloys presented desirable stoichiometry with good chemical homogeneity. Regarding to structure and microstructure, there is a predominance of  phase, which becomes more stable with the increase in zirconium concentration in detriment of other phases as ’, ’’ and . In this way, the microhardness decreases with the addition of the substitutional element (from 451 HV to 372 HV), due to a higher  phase stability, in detriment of those secondary phases. The same behavior was verified in relation to the elastic modulus (from 98 GPa to 77 GPa). With respect to the influence of oxygen, there is an increase in the values of microhardness and elastic modulus with the addition of this element. Biological tests did not indicate cytotoxic effects. For biological applications, the Ti-10Mo-20Zr alloy becomes the most promising because it has a low astic modulus compared to ASTM F138 stainless steel, Co-Cr, cp-Ti, Ti-6Al-4V and Ti-15Mo alloy. / FAPESP: 2013/09063-5

Submitted by Reginaldo Toshihiro Konatu (rtkonatu@gmail.com) on 2018-05-03T17:15:41Z No. of bitstreams: 1 Tese KONATU 2018.pdf: 3998865 bytes, checksum: 9ed8e8c75039aad725b37cff903fad84 (MD5) / Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Você realizou duas submissões favor desconsiderar esta. Agradecemos a compreensão. on 2018-05-04T17:53:18Z (GMT) / Submitted by Reginaldo Toshihiro Konatu (rtkonatu@gmail.com) on 2018-05-04T18:50:12Z No. of bitstreams: 1 Tese Konatu 2018.pdf: 4232195 bytes, checksum: e32103c38cfbff0ac3d36adba585b7ad (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-05-04T19:25:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 konatu_rt_dr_guara.pdf: 4232195 bytes, checksum: e32103c38cfbff0ac3d36adba585b7ad (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T19:25:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 konatu_rt_dr_guara.pdf: 4232195 bytes, checksum: e32103c38cfbff0ac3d36adba585b7ad (MD5) Previous issue date: 2018-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho tem como objetivo a obtenção de revestimentos poliméricos bactericidas formados por ácido hialurônico/quitosana/ZnO na superfície da liga Ti15Zr15Mo após crescimento de nanotubos de TiO2 empregando oxidação anódica. A liga Ti15Zr15Mo foi processada em forno a arco voltaico com atmosfera controlada e tratados termicamente. Os nanotubos de TiO2 foram obtidos por meio de oxidação anódica. Para obtenção dos revestimentos, as amostras foram recobertas com camadas de ácido hialurônico/quitosana/ZnO. As superfícies foram avaliadas empregando microscopia eletrônica de varredura (MEV), analise por difração de raios-X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) e ângulo de contato. A condição ideal para obtenção dos nanotubos ordenados de TiO2 na superfície da liga foi 30V, eletrólito formado por glicerol, água deionizada (1:1 em volume) e fluoreto de amônio (2,7 g/L) e tempo de 24 horas. Para esses parâmetros, os nanotubos formados apresentaram diâmetro médio de 130 nm e espessura de 1290 nm. O revestimento polimérico escolhido foi de 2 bicamadas de ácido hialurônico/quitosana contendo partículas de ZnO. Os estudos in vitro realizados para avaliar adesão bacteriana de Staphylococcus aureus mostraram que não houve diferença significativa entre as amostras com e sem recobrimento. / Nowadays the development of new materials for biomedical application has become of extreme importance due to the need of new materials with excellent mechanical properties, physicochemical and biocompatibility for use in the manufacture of biomedical devices. In addition to the material presenting the necessary bulk properties, it is of utmost importance that they present a response from the host to the implant. For this, the surface of the material must have characteristics that can be obtained with superficial treatments. This work aims at the analysis of the surface of nanotubes grown on the Ti15zr15Mo alloy functionalized with thin film of hyaluronic acid, chitosan and ZnO nanoparticles. The surface was analyzed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and contact angle. The nanotubes formed had a mean diameter of 130 nm and a thickness of 1290 nm. The coating with the polymeric bilayers, with a number of more than 4 bilayers, closed the nanotubes and increased the contact angle, being used 2 biacamadas for the incorporation of ZnO. The concentration of the ZnO solution was very low for incorporation and bactericidal effect.

Orientador: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Angelo Caporalli Filho / Banca: Amélia Paqual Marques / Resumo : Nos últimos anos, o aumento da qualidade de vida e o envelhecimento da população, resultou no estudo de novos materiais para aplicações ortopédicas. Biomateriais metálicos, como o titânio e suas ligas, têm sido utilizados devido as suas excelentes propriedades mecânicas e biocompatibilidade. Neste estudo, a viabilidade do uso da liga Ti-7.5Mo na substituição do tecido duro foi avaliada. Os lingotes de liga de Ti-7.5Mo foram fundidos em forno a arco sob atmosfera controlada. Corpos de prova foram usinados a partir de barras obtidas por forjamento rotativo após tratamento térmico. Ensaios de compressão e fadiga foram avaliados para se obter as propriedades mecânicas. Também foi realizada a análise microestrutural (DRX e microscopia óptica). Os resultados obtidos demonstram grande possibilidade da utilização desta liga para aplicações na confecção de implantes de carga como a prótese de quadril / Abstract: In the last years, the increase of the of life expectancy and aging of the population has resulted in the study of new materials for biomedical applications. Metallic biomaterials, such as titanium and its alloys, have been used due their excellent properties such biocompatibility. In this study, the viability of the use Ti-7.5Mo alloy in the replacing of the hard tissue was evaluated. Ingots of the Ti-7.5Mo alloy were obtained in arc melting furnace with inert atmosphere. Bars were obtained after heat treatment and cold work by swaging. Compression,tension test and fatigue tests were use for evaluated the mechanical properties. Also microsctructural analysis was realized by using XRD and optical microscopy. Experiments results indicate that Ti-7.5Mo alloy have Young modulus (65 GPa) lower than other commercial alloys and titanium commercially pure. Alloy exhibited higher ratio strength-to-modulus ratio this property is very interesting for biomedical applications. Processing influenced the performance of the alloy during compression test. Analysis of the results shows the potential of this alloy for biomedical applications due their excellent behavior / Mestre

Thesis (MTech (Mechanical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology, 2010. / Hybrid polymeric composites (HPC) are widely used for the design of aerospace, automobile and civil engineering structures. One of the major challenges posed by these materials and structures is their brittle nature. When subjected to impact and dynamic loads, the polymeric composite structures undergo micro cracking. The cracks coalesce, propagate and can lead to catastrophic failure of the material and structures. In this thesis, an intelligent hybrid polymeric composite (IHPC) beam with healing ability was developed and tested. The IHPC beam developed consisted of a 3% prestrained 1mm diameter Ni-Ti shape memory alloy (SMA) wire actuator embedded in the polymeric host matrix. The function of the embedded Ni-Ti shape memory alloy was to enhance intelligence and healing ability to the IHPC beam. Upon electric current resistance heating, the Ni-Ti SMA actuator responds by contracting as a result of detwinned martensite → austenite phase transformation. Contraction of the SMA in the IHPC beam was utilized to stiffen and enhance healing by retarding crack growth and recovery of the strain induced in the loaded IHPC beam. This can result to increase of the flexural stiffness EI (defined as the product of the Young’s Modulus E of the material and the moment of inertia I of the geometry of the beam) and mode I fracture stress intensity factor KIC of the IHPC beam. One (1) mm diameter Ni-Ti SMA wire was used in the experimental work in this thesis. The wire was cut into 35 pieces, 200 mm long each. Ni-Ti SMA wires were heated in the furnace to a temperature of 250ºC for ten (10) hours then were left to cool in the ambient air. The heat treatment was aimed to release any residual stress and to stabilize the austenite start (AS) and austenite finish (Af) transformation temperatures of the Ni-Ti SMA. After heat treatment, the Ni-Ti SMA wires were prestrained by 3% (based on a gauge length of 150mm) on a tensile testing machine. Prestraining of the Ni-Ti SMA wires was aimed to induce detwinned martensite volume fraction in them hence increasing the transformation strain and recovery force of the Ni-Ti SMA actuator. Intelligent hybrid polymeric composite (IHPC) beams and polymeric virgin (PV) beams, all of dimensions 150mmx25mmx10mm were manufactured by casting 60D polyurethane thermosetting epoxy resin in a silicon mould. transformation strain and recovery force of the Ni-Ti SMA actuator.

Submitted by Mariana Luna Lourenço (marianaluna92@hotmail.com) on 2018-05-18T18:28:40Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mariana.pdf: 3377003 bytes, checksum: 84225e89f1f3b268363586ae8f882afc (MD5) / Rejected by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: 1- Incluir no arquivo em pdf a ficha catalográfica, pois é um ítem obrigatário 2- Incluir no arquivo em pdf a ata de defesa, pois é um ítem obrigatório. Agradecemos a compreensão on 2018-05-18T19:18:50Z (GMT) / Submitted by Mariana Luna Lourenço (marianaluna92@hotmail.com) on 2018-05-21T17:33:42Z No. of bitstreams: 3 dissertacao_mariana.pdf: 3377003 bytes, checksum: 84225e89f1f3b268363586ae8f882afc (MD5) Ata de defesa - Mestrado.pdf: 827511 bytes, checksum: 4ebbe73897be4a5167c8f2f649a66763 (MD5) fichamoddiss.pdf: 45640 bytes, checksum: dd8986037c84ef9b966201ea956f80c9 (MD5) / Rejected by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: 1 - A ficha catalográfia e a ata de defesa devem ser inseridas no corpo do texto e não enviadas separadamente no sistema. O sistema aceita apenas um arquivo em pdf que é a dissertação completa incluindo os ítens citados acima. Agradecemos on 2018-05-22T17:55:29Z (GMT) / Submitted by Mariana Luna Lourenço (marianaluna92@hotmail.com) on 2018-05-24T18:33:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Mariana.pdf: 3768608 bytes, checksum: ba977fb3d77d80f3207df693713d4d8c (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-05-24T18:59:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lourenco_ml_me_Bauru.pdf: 3718025 bytes, checksum: 6999d85c58ed3fa2a14ec911f0de0e93 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-24T18:59:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lourenco_ml_me_Bauru.pdf: 3718025 bytes, checksum: 6999d85c58ed3fa2a14ec911f0de0e93 (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Com o aumento da população mundial, o crescimento dos acidentes de trânsito e o aumento da expectativa de vida crescem cada vez mais a necessidade do uso de implantes, dentários e ortopédicos. Pesquisadores vêm trabalhando para o aperfeiçoamento dos biomateriais utilizados, melhorando a funcionalidade e aumentando a vida útil no corpo humano. O módulo de Young das ligas já utilizadas é ainda cerca de 2 a 4 vezes maior que o do osso humano. A liga de titânio mais utilizada para aplicações biomédicas é a Ti-6Al-4V, porém, estudos anteriores mostraram que o vanádio causa reações alérgicas nos tecidos humanos e o alumínio tem sido associado com desordens neurológicas. Assim, novas ligas de titânio sem a presença desses elementos estão sendo desenvolvidas, geralmente com elementos β-estabilizadores, que diminuem o módulo de elasticidade. O manganês é um forte candidato como elemento de liga para o desenvolvimento de novas ligas de titânio do tipo β, em razão de sua abundância e baixa citotoxicidade. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar novas ligas do sistema Ti-Mo-Mn, visando aplicações biomédicas. As ligas foram projetadas utilizando as teorias do Orbital Molecular e do molibdênio equivalente, foram obtidas por fusão a arco e caracterizadas química, estrutural, microestrutural, mecânica, e citotoxicamente, com o propósito de melhor compreender a relação entre a microestrutura e propriedades da liga. As ligas estudadas Ti-10Mo-5Mn e Ti-15Mo-5Mo apresentaram valores próximos dos valores nominais, boa estequiometria e homogeneidade. A estrutura e microestrutura apresentaram apenas a fase β em todas as condições de processamento. As propriedades mecânicas apresentaram bons valores, a dureza se manteve alta e o módulo de elasticidade com valores abaixo das ligas comerciais. Tais ligas não se mostraram citotóxicas para células fibroblásticas em curto período de tempo. A associação destes bons resultados as credencia para uma possível aplicação biomédica. / LOURENÇO, M.L. Development and c haracterization of n ew a lloys containing Titanium, Molybdenum and Manganese for b iomedical a pplications. 2018. 6 2 p. Dissertation (Master in M a terials Science and Tec h n o logy) UN ESP, Bauru (SP) , 2018 . ABSTRACT With the increase of the world population, the growth of traffic accidents and the increase in life expectancy, the need for the use of implants, dental and orthopaedics, is growing more and more. Researchers have been wor king towards the improvement of the used biomaterials, improving the functionality and increasing the useful life in the human body. Young's modulus of the alloys already used is still about 2 to 4 times larger than the human bone. The most commonly used t itanium alloy for biomedical applications is Ti - 6Al - 4V, but previous studies have shown that vanadium causes allergic reactions in human tissues and aluminum has been associated with neurological disorders. Thus, new titanium alloys without the presence of these elements are being developed, usually with β - stabilizers, which diminish the elastic modulus. Manganese is a strong candidate as an alloy element for the development of new β - type titanium alloys, due to its abundance and low cytotoxicity. The aim of this work was to prepare and characterize new al loys of the Ti - Mo - Mn system, aiming at biomedical applications. The alloys were designed using the the molecular orbital and the equivalent molybdenum theories, were obtained by arc - melting and characterized chemical, structural, microstructural, mechanica l, and cytotoxically, with the purpose of better understanding the relationship among the microstructure and properties of the alloy. The studied alloys, TI - 10Mo - 5Mn and Ti - 15Mo - 5Mo, presented values close to nominal values, good stoichiometry and homogene ity. The structure and microstructure presented only the β phase in all processing conditions. The mechanical properties showed good values, the hardness remained high and the modulus of elasticity with values below the commercial alloys. Such alloys did n ot show cytotoxicity for fibroblastic cells in a short time period. The association of these good results the make these alloys adequate for a possible biomedical application / 2015/25248-0

Orientadora: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Coorientadora: Patrícia Capellato / Banca: Edson Cocchieri Botelho / Banca: Cristiane Aparecida Assis Claro / Banca: Estevão Tomomitsu Kimpara / Banca: Cecília Amélia de Carvalho / Resumo: O uso da liga Ti30Ta para aplicações biomédicas tem sido avaliado devido as suas propriedades, como, biocompatibilidade e baixo módulo de elasticidade (menor que o aço inoxidável e o titânio puro). Quando esses materiais são inseridos no corpo humano as propriedades de sua superfície induzirão uma resposta tecidual e osseointegração. As técnicas de modificação de superfície são utilizadas para modificar a superfície inerte para uma melhor interação osso/biomaterial. Ligas experimentais com 30% em peso de Ta foram produzidas de chapas de titânio comercialmente puro (99,9%) e tântalo (99,9%) e como grupo controle foram utilizadas ligas de Ti6Al4V, a mais utilizada nos dias atuais e a liga de titânio comercialmente puro (TiCP). Os lingotes das ligas foram obtidos a partir da fusão dos elementos puros em forno a arco voltaico, com atmosfera de argônio e cadinho de cobre refrigerado a água. O tratamento térmico de homogeneização foi realizado após essa etapa a 1000ºC por 24h com resfriamento dentro do forno. Discos com 6 mm de diâmetro e 3 mm de espessura foram cortados para o tratamento. As amostras de Ti30Ta foram imersas em solução de NaOH (1M) por 24h, as de Ti6Al4V e TiCP (5M) por 24h e secas a temperatura ambiente, imersas em HCl por uma hora e colocadas em estufa a 40ºC por 24h. Em seguida, PCL foram depositados nas ligas de Ti30Ta, Ti6Al4V e no TiCP através da eletrofiação. Foi utilizado o PCL (MW 70000-90000), marca Sigma Aldrich, clorofórmio/acetona (Merck 99.0%) e (Synth 99.5%) na proporção 1:1. Para as soluções, uma concentração de 13.6% peso foi dissolvido para a eletrofiação de PCL, 24h antes da utilização da solução. Para o processo de eletrofiação, utilizou-se um equipamento composto por uma bomba de infusão e um anteparo coletor de alumínio para a acomodação das amostras. Após a eletro ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of the Ti-30Ta alloy for biomedical applications has been evaluated due to their properties, such as, biocompatibility and lower elastic modulus than stainless steel and titanium CP. When these materials are inserted inside human body the surface properties will affect their response and osseointegration. Surface modifications techniques can be used for change the inert surface of titanium alloys for better interaction bone/biomaterial. Experimental alloy with Ta concentration of 30 wt% was produced from sheets of commercially pure titanium (99.9%) and tantalum (99.9%) and control groups Ti6Al4V and titanium commercially pure (TiCP). Ingots were melted in an arc furnace under an argon atmosphere and re-melted ten times at least. They were homogenized under vacuum at 1000 °C for 86.4 ks to eliminate chemical segregation and cold-worked by swaging. Discs with 6 mm diameter and 3 mm in height were cut for surface treatment. Samples were immersed in aqueous NaOH solution (1 M) for 24h, TiAl4V and TiCP (5M), dried at room temperature, immersed in HCl for one hour and dried at 40 °C in oven for 24 hours. Followed, PCL fibers were deposited on the Ti30Ta alloy discs surfaces by electrospinning. PCL (MW 70000-90000) was used supplied by Sigma Aldrich, a chloroform / acetone (Merck 99.0%) and (Synth 99.5%) in the proportion 1:1 by weight. For solutions, a concentration of 13.6 wt% was dissolved to PCL electrospinning, maintained under mechanical stirring for 24 hours preparing the solution. For the electrospinning process, it was used a device consisting of infusion pump and a collector screen an aluminum plate was used for samples with accommodation. After deposition samples were immersed in 0,3 M CaCl2 solution and 0,5 M Na2HPO4 solution for apatite growth. Morphology of the alloy surface was evaluated by FEM, EDX, XRD, Confocal Microscope, ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-23Bitstream added on 2014-06-13T20:40:13Z : No. of bitstreams: 1 araujo_ro_me_bauru_prot.pdf: 4250387 bytes, checksum: 5bb5887f248cdf7e9028406718b61694 (MD5) / A busca dos materiais que possuam determinadas características e atendam certas funcionalidades e aplicações é motivo de pesquisa em Ciência de Materiais. Dentre os materiais metálicos com aplicações na indústria aeroespacial, indústria química e aplicações médicas, o titânio e suas ligas tem se destacado por atender a requisitos necessários para estas aplicações. Um sitema bastante estudado para aplicações como biomaterial é o de ligas binárias Ti-Mo. Neste trabalho foram preparadas ligas de titânio com concentração de molibdênio acima de 20% em peso, com o objetivo de analisar a microestrutura, as propriedades mecânicas e o comportamento do elemento intersticial oxigênio. As ligas Ti-25Mo e Ti-30Mo foram preparadas por meio de um forno a arco voltaico. Posteriormente, as ligas foram submetidas a um tratamento térmico de homogeneização e depois foram laminadas, recozidas, e submetidas a tratamentos térmicos em atmosfera de oxigênio com o intuito de variar a quantidade deste elemento. As ligas foram caracterizadas por análise química, espectroscopia por energia dispersiva (EDS), medidas de densidade, difração de raios X, com análise por Rietveld microscopias ópticas e eletrônica de varredura, microdureza e módulo de elasticidade. Os resultados indicam que as ligas possuem boa homegeneidade química e microestructural, possuindo estrutura cúbica de corpo centrado. As amostras de Ti30Mo possuem durezae maior módulo de elasticidade em relação a Ti-25Mo. A microdureza das ligas não foi afetada pelas variações de oxigênio, e sim pelas condições de processamento. O módulo de elasticidade não sofreu variação significativa com relação ao oxigênio e ao processamento / The search for materials that possess certain characteristics and meet certain features and applications is a cause of research in materials science. Among the metallic materials with applications in the aerospace and chemical industry, and medical applications, titanium and its alloys deserve attention meet the necessary requirements for these applications. A quite studied system for applications such as biomaterial is the binary Ti-Mo. In this work, titanium alloys, were prepared with molybdenum concentration higher than20 wt%, with the purpose of analyzing the microstructure, mechanical properties and the behavior of interstitial oxygen. Ti-25Mo and Ti-30Mo alloys were prepared using ar-furnace in argon atmosphere. Later, the ingots were subjected to homogenization heat treatment and cold-work (rolling), new amnealing, and to heat treatments in oxygen atmosphere in order to vary the amount of this element. The samples were characterized by chemical analysis, energy-dispersive spectroscopy (EDS), density, x-ray diffraction with analysis by Rietveld method, optical and scanning electron microscopies, microhardness and elastic modulus. The results indicate that the alloys have good chemical and microstructural homogeneity, with body-centered cubic structure. Ti-30Mo samples have lower microhardness values and elastic modulus than Ti-25Mo alloy. The microhardness of the alloys was not affected by oxygen content variations, but by processing conditions. The elastic modulus was not affected by other oxygen presence or processing

Orientador: Celia Marina de Alvarenga Freire / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T08:26:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_HeltonSallesde_M.pdf: 7606437 bytes, checksum: 8fe5af58a074b04f264f73dca0b003c5 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O titânio puro é utilizado comercialmente como biomaterial, na fabricação de próteses ortopédicas e odontológicas, devido ao seu alto grau de biocompatibilidade e boa resistência à corrosão. O uso do titânio puro apresenta deficiência em propriedades mecânicas onde as solicitações mecânicas são elevadas. Ao se exigir níveis elevados de resistência mecânica, como no implante total de quadril, a aplicação do titânio se dá por meio de ligas metálicas. Dentre estas ligas, as ligas do tipo ß são as mais promissoras devido à alta resistência mecânica, boa resistência à corrosão e excelente biocompatibilidade. As ligas de titânio tipo ß são obtidas pela adição de elementos de liga tais como Nb, Zr e Ta. Através de tratamentos térmicos adequados, tais ligas podem gerar diferentes microestruturas, que apresentam excelentes propriedades mecânicas e boa resistência à corrosão. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência do teor de nióbio presente nas ligas Ti-20Nb, Ti-25Nb e Ti-35Nb e avaliar a influência da variação da microestrutura obtida através de diferentes taxas de resfriamento, na resistência à corrosão em meio que simula o fluido corporal. São aplicadas as técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização eletroquímica, como ferramentas de análise. A partir dos resultados obtidos foi possível selecionar amostras com teores de elementos de liga e taxas de resfriamento que resultaram em um conjunto de propriedades eletroquímicas mais adequadas para a utilização em próteses ortopédicas / Abstract: Pure titanium is used commercially as biomaterial in the manufacture of odontologic and orthopedic prosthesis, due to its high biocompatibility and good corrosion resistance. The use of the pure titanium shows deficiency in mechanical proprieties because the mechanics requests are high. When the mechanic¿s requests are high, like in the hip¿s total implant, the use of titanium is given through metallic alloys. Among these alloys, the ß-alloys is the most promising because of their high mechanics resistance, good corrosion resistance and excellent biocompatibility. The titanium ß-alloys are obtained from addition of alloying elements like Nb, Zr and Ta. Through adequate heat treatments, these alloys can generate different microstructures, which show excellent mechanics proprieties and good corrosion resistance. The objective of this project is observed the influence of the niobium¿s content in the Ti-20Nb, Ti-25Nb and Ti-35Nb alloys and the variation of microstructure through the different cooling rates over corrosion process in the environment that simulates the corporal fluid. The techniques of Electrochemical Impedance Spectroscopy and Electrochemical Polarization are used as analysis tools. From the gotten results it was possible to select samples with element contents of alloys and cooling rates that resulted in a set of electrochemical proprieties more suitable to use in orthopedic prosthesis / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rubens Caram Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T09:57:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_DanielleQuemel_M.pdf: 4992267 bytes, checksum: 0ad011d313cdb53f6adb52d4042ac76e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O titânio é largamente utilizado na fabricação de implantes ortopédicos devido as suas excelentes características como biocompatibilidade, alta resistência à corrosão e baixa densidade. Em alguns casos, o comportamento mecânico do titânio comercialmente puro não é ideal, principalmente quando solicitações mecânicas elevadas estão presentes. Nesse caso, é comum a utilização de ligas de titânio. Em termos de biomaterial estrutural, um sistema bastante interessante é o Ti-Nb, pois além de exibir alta resistência mecânica, ligas desse sistema podem apresentar baixo módulo de elasticidade, o que é necessário em implantes ortopédicos. Entretanto, dependendo da composição e processamento utilizados, tais ligas podem apresentar precipitação da fase metaestável w, o que é indesejável e leva à fragilização das amostras. Uma forma de evitar tal precipitação é a adição controlada de Zr a ligas desse sistema. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência do teor de Zr na estabilidade de fases em ligas Ti-Nb resfriadas rapidamente, obtidas por fundição em molde de cobre. Foram estudadas ligas contendo 15, 25 e 30% em peso de Nb, com teores de 2,5 a 15% em peso de Zr. As amostras obtidas foram caracterizadas através de microscopia óptica e eletrônica de varredura, difração de raios-X, ensaios de dureza Vickers e ensaios acústicos para a determinação do módulo de elasticidade. Para ligas contendo 25 e 30% em peso de Nb, os resultados obtidos indicam que o Zr pode estabilizar a fase b, suprimindo a formação de fase w e de martensita ortorrômbica, À medida que a adição de Zr altera o equilíbrio de fases, também afeta a densidade, o módulo de elasticidade e a dureza das amostras estudadas / Abstract: Titanium is remarkably used in the fabrication of orthopedic prosthesis due to several properties such as biocompatibility, high corrosion resistance and low density. In some cases, commercially pure titanium is not suitable, for instance, when high strength is required, and in these situations titanium alloys are successfully used. When structural biomaterials are concerned the Ti-Nb system is rather interesting, since it may present high strength alloys that may also present low modulus, which is definitely important for orthopedic implants. However, depending on composition and processing, the Ti-Nb alloys undergo precipitation of the metastable w phase that not only enhances the brittle behavior but also enhances the modulus. w precipitation may be suppressed by Zr additions. The purpose of this work is to evaluate the effect of different Zr additions on the stability of quenched Ti-Nb alloys cast in a copper mold. The alloys studied contained 15, 25 and 30% in weight of Nb and 2.5 to 15% in weight of Zr. The characterization of the samples involved optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Vickers hardness and determination of the elastic modulus utilizing an acoustic method. The results obtained with the alloys containing 25 and 30% in weight of Nb show that Zr stabilizes the b phase and suppresses the formation of both w and the orthorhombic martensite (a¿). It was observed that addition of Zr modifies the balance of phases and hence, affects the density, the modulus of elasticity and the hardness of the studied samples / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Rubens Caram Junior, Alexandra de Oliveira França Hayama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T11:40:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_JulianaFelettoSilveiraCosta_M.pdf: 9637733 bytes, checksum: 7bc2d0a22ca6a34be43ea82403ecff91 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O controle da composição e a aplicação de tratamentos termo-mecânicos de ligas de titânio tipo ß permite otimizar microestruturas em relação à aplicações como biomaterial ortopédico. Amostras das ligas Ti-30Nb e Ti-35Nb (% em peso) foram preparadas em forno de fusão a arco voltaico, homogeneizadas a 1000 oC por 8 h e resfriadas em água, obtendo-se microestrutura formada pela fase ß combinada com a fase martensita ortorrômbica. Na seqüência, essas amostras seguiram duas rotas de processamento: uma envolvendo deformação plástica, seguida por tratamento térmico de envelhecimento e outra envolvendo deformação plástica seguida por recristalização e envelhecimento. Os resultados mostram que a microestrutura das amostras homogeneizadas é composta por grãos grosseiros, com aproximadamente 3 mm de diâmetro. A caracterização microestrutural das amostras deformadas mostra a presença de heterogeneidades de deformação, tais como bandas de cisalhamento. O tratamento térmico de envelhecimento foi realizado com o objetivo de estudar a precipitação das fases ? e a. A aplicação de tais tratamentos térmicos permitiu a otimização das microestruturas e do comportamento mecânico das ligas estudadas. / Abstract: This work deals with studies of titanium alloys used in orthopedic implants. The control of composition and application of thermo-mechanical treatments allows one to optimize microstructures regarding applications as orthopedic biomaterial. Samples of Ti-30Nb and Ti-35Nb (wt %) alloys were obtained by arc melting, solution heat treated at 1000 ºC for 8 hours and water quenched, resulting in microstructures composed by ß phase and orthorhombic martensite phase. Following, samples followed two processing routes: one involving plastic deformation followed by aging heat treatment and another involving plastic deformation followed by recrystallization and aging heat treatment. In the solution condition, the sample microstructures were formed by coarse grains, with approximate diameter of 3 mm. Microstructural characterization of deformed samples shows the presence of deformation heterogeneity, as shear bands. Aging heat treatment was accomplished with the aim of studying precipitation of ? and a phases. Application of the mentioned heat treatments allowed optimization of microstructure and mechanical behavior of the studied alloys. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica