ModificaÃÃo de propriedades superficiais de ligas de Ti6Al4V por processo de nitretaÃÃo a plasma.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2001

RESUMO

O presente trabalho tem como finalidade estudar a melhoria das caracterÃsticas superficiais da liga Ti6Al4V, induzida pelo processo de nitretaÃÃo iÃnica. Objetiva-se aumentar a dureza e melhorar as caracterÃsticas de hemocompatibilidade, tendo em vista a sua aplicaÃÃo futura na confecÃÃo de vÃlvula cardÃaca mecÃnica. O processo foi desenvolvido em um reator de jato de plasma de nitrogÃnio e estudou-se a influÃncia de parÃmetros do processo como fluxo de nitrogÃnio, tempo de processamento e porcentagem de N2 na mistura N2 : H2 usada na descarga, nas caracterÃsticas fÃsico-quÃmicas de ligas tratadas de Ti6Al4V. Outros parÃmetros, como tensÃo de descarga, pressÃo da cÃmara e temperatura, foram ajustadas de maneira a poder sustentar a descarga com 100 mA de corrente elÃtrica. A formaÃÃo das fases de nitreto de titÃnio nas amostras tratadas com diferentes condiÃÃes pode ser verificada pela anÃlise estrutural feita com a difraÃÃo de raios-X. As durezas das camadas nitretadas foram qualitativamente analisadas pela tÃcnica de nanoindentaÃÃo, que identificou de maneira semiquantitativa a espessura da camada de maior dureza formada em cada amostra. A microscopia eletrÃnica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X foram utilizadas para avaliar a variaÃÃo na textura da superfÃcie da amostra em funÃÃo das condiÃÃes de nitretaÃÃo iÃnica. O melhoramento da propriedade superficial, quanto à tensÃo de contato que dita a caracterÃstica da molhabilidade, foi verificado pela tÃcnica da determinaÃÃo de Ãngulo de contato. O estudo permitiu verificar que a diminuiÃÃo do fluxo de nitrogÃnio, numa faixa entre 1,0 e 0,3 sccm, assim como o aumento no intervalo de tempo de processamento e concentraÃÃo de N2 na mistura N2 : H2, aumentam monotonicamente os valores das caracterÃsticas mecÃnicas, como dureza e mÃdulo de elasticidade do filme nitretado. A anÃlise energÃtica dos Ãons produzidos na descarga elÃtrica foi feita com o analisador de energia construÃdo e colocado na cÃmara de processamento deste reator. Os resultados obtidos permitiram inferir que uma das principais causas da melhora na caracterÃstica da camada nitretada à o aumento da energia dos Ãons de nitrogÃnio incidentes sobre a amostra processada. Um dos principais e relevantes resultados do presente trabalho foi, sem dÃvida, a obtenÃÃo de uma liga de titÃnio nitretada no anodo de um reator do tipo jato de plasma de baixa intensidade, com dureza amplificada por fator da ordem de 7 vezes a da amostra original, classificando o processo desenvolvido entre os trabalhos que apresentaram melhores resultados em nÃvel internacional. Esse jato de plasma de N2 permite concluir sobre a viabilidade tÃcnica da utilizaÃÃo do reator no melhoramento das caracterÃsticas fÃsico-quÃmicas da superfÃcie de Ti6Al4V, multiplicando-se o potencial a aplicaÃÃo da liga como biomaterial, mesmo na Ãrea de produÃÃo de implantes cardiovasculares.

ASSUNTO(S)

bioengenharia ligas de titÃnio tratamento de superfÃcies vÃlvulas cardÃacas fÃsica de plasmas nitreto de titÃnio tratamento tÃrmico

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