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Previous issue date: 2015-09-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Titanium and its alloys have been widely used in biomedical devices and
components. The commercially pure titanium and Ti-6Al-4V (Ti64) are the
biomaterials most widely used for implants, due to its characteristics regarding
corrosion resistance, biocompatibility and commercial production. However, in
the case of the Ti64 alloy, aluminum and vanadium present problems associated
with cytotoxic effects in tissues and adverse reactions such as Alzheimer's
disease and other neuropathies. The β type Ti alloys used in orthopedic devices
have excellent properties such as low density, high mechanical strength and
outstanding corrosion resistance, besides being biocompatible. The β phase in
Ti alloys is obtained by adding alloy elements such as Nb, Ta, Zr and Mo. The
coatings in form of thin films made by magnetron sputtering - MS have been
successfully employed for the surface treatment of metallic biomaterials for
‘applications in the medical industry, with the advantage that low dimensionality
coating does not alter the structural properties of the prosthesis to be implanted,
thereby allowing improvement of their surface properties and therefore the use in
the human body. A new class of Ti alloys employs niobium as a stabilizer of the
β phase. The Ti-Nb binary alloys are promising candidates for biomedical
applications. Therefore, an interesting option to adjust the surface feature is the
thin film technology. Thus, in this dissertation, nanostructured thin films were
produced by sputtering on the surface of stainless steel AISI 316L, with the
purpose of analyzing the influence of niobium content on the behavior of the films.
The produced films were mechanically, morphologically, crystallographically,
chemically and electrochemically characterized, presenting the Ti-β phase for all
the concentrations along with good mechanical properties and corrosion
resistance for its potential use in the manufacture of medical implantation
devices. / O titânio as suas ligas têm sido amplamente utilizadas em dispositivos e
componentes biomédicos. As ligas de Ti tipo β usadas em dispositivos
ortopédicos possuem excelentes propriedades, tais como baixa densidade,
elevada resistência mecânica e excepcional resistência à corrosão, além de
apresentar biocompatibilidade. A fase β nas ligas de Ti é obtida com a adição de
elementos de liga, tais como Nb, Ta, Zr e Mo. Os recobrimentos duros na forma
de filmes finos, feitos por técnicas de pulverização catódica (sputtering) e,
especificamente, por pulverização magneto-catódica (magnetron
sputtering - MS), têm sido empregados com sucesso no tratamento superficial
de biomateriais metálicos para aplicações na indústria médica, com a vantagem
que a baixa dimensionalidade do recobrimento não altera as propriedades
estruturais da prótese a ser implantada, permitindo o aprimoramento das suas
propriedades de superfície e, consequentemente, o uso no corpo humano,. Uma
nova classe de ligas de Ti emprega o nióbio como estabilizador da fase β e as
ligas binárias Ti-Nb são candidatas promissoras para aplicações biomédicas.
Portanto, uma opção interessante para ajustar a funcionalidade da superfície é
a tecnologia de filmes finos. Assim, na presente dissertação, filmes finos
nanoestruturados foram produzidos por pulverização catódica sobre a superfície
do aço inoxidável AISI 316L, com a finalidade de se analisar a influência do teor
de nióbio sobre o comportamento dos filmes. Os filmes produzidos foram
caracterizados mecânica, morfológica, cristalográfica, química e
eletroquimicamente apresentando a fase Ti-β para todas a concentrações junto
com ótimas propriedades mecânicas e de resistência a corrosão para seu
potencial uso na fabricação de dispositivos de implantação medica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/8751 |
| Date | 21 September 2015 |
| Creators | Gonzalez Cruz, Ernesto David |
| Contributors | Nascente, Pedro Augusto de Paula, Afonso, Conrado Ramos Moreira |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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