@MASTERSTHESIS{ 2019:1679090660,
 	title = {Produção, caracterização microestrutural e avaliação de propriedades de compressão e dureza de ligas Ti-Si-B com adição de Nb visando o desenvolvimento de biomateriais},
 	year = {2019},
 	url = "https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1507",
 	abstract = "O titânio vem sendo amplamente utilizado como biomaterial, principalmente em aplicações ortopédicas e odontológicas, por apresentar uma relação atrativa de resistência mecânica/massa específica, resistência à corrosão e boas características de biocompatibilidade. Estudos recentes têm observado que as ligas compostas por Ti-Si-B, formadas pelas fases Ti+Ti6Si2B apresentam boas características de integração óssea e biocompatibilidade, que chegam a ser superiores às apresentadas pelo titânio puro e pela liga Ti-6Al-4V. Pelo fato de não possuírem alumínio em sua composição, essas ligas apresentam menor potencial de toxicidade (local e sistêmica) para aplicações em dispositivos implantáveis. Entretanto, informações sobre as propriedades mecânicas de ligas Ti-Si-B formadas por Ti6Si2B ainda são limitadas na literatura. Como a fase Ti6Si2B apresenta uma pequena região monofásica, a adição de pequenas quantidades outros elementos como Mo, Nb, Ta e Zr tem sido considerada em ligas Ti-Si-B, de forma a não comprometer sua estabilidade. Assim, este trabalho avalia o efeito da adição de 2 %-atômico de Nb na estabilidade da fase Ti6Si2B e nas propriedades mecânicas de compressão de ligas Ti-Si-B. Pós elementares foram utilizados para a preparação de ligas Ti-2Si-1B, Ti-6Si-3B , Ti-10Si-5B, Ti-2Nb-2Si-1B, Ti-2Nb-6Si-3B e Ti-2Nb-10Si-5B (%-atômica)  através de moagem de alta energia (por 180 minutos) e subsequente spark plasma sintering (SPS) (1150°C, 15 min, 20 MPa). Para minimizar a ocorrência de mecanismos de soldagem a frio excessiva, foi usada a adição de           5%-massa de parafina vegetal, em relação à massa total de pós a ser processado por moagem de alta energia. As amostras moídas foram caracterizadas por técnicas de granulometria por difração a laser, análise térmica, difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após a sinterização, as amostras foram avaliadas por DRX, MEV, espectrometria por energia dispersiva (EDS), ensaios de compressão e microdureza Vickers. Parafina vegetal, Ti-α e Si foram identificados nos difratogramas de raios X dos pós de Ti-Nb-Si-B preparados nesse trabalho. A adição de parafina vegetal foi eficiente para minimizar a aderência excessiva das partículas de pós dúcteis durante a moagem. Análises de granulometria por difração a laser dos materiais moídos indicaram que os valores de D10, D50 e D90 variaram entre 43,8-47,8μm;      65,7-85,5μm e 110,9-144,5μm para as misturas de pós de Ti-Si-B e entre 43,3-52,1μm; 67,9-88,9μm e 117,0-152,1μm para Ti-Nb-Si-B avaliadas nesse estudo, indicando que as amostras mais ricas em Si e B apresentaram maiores quantidades de partículas finas devido a maior tendência de ocorrência de mecanismos de fratura durante a moagem. As curvas de TG dos pós moídos indicaram a presença de picos endotérmicos em temperaturas entre 200 e 300°C, o que está relacionado com a decomposição da parafina vegetal durante aquecimento. Independente da adição de Nb, as análises de DRX, MEV e EDS das amostras sinterizadas indicaram a presença da fase Ti6Si2B, além de outras fases como Ti5Si3 e TiB, o que está relacionado com o tempo curto de sinterização adotado (15 min) que é necessário para a ocorrência de difusão atômica. Nestas amostras, foram também notadas regiões com ferro e carbono em sua composição, provenientes do vaso/esferas de moagem e da parafina vegetal, respectivamente. Como esperado, a intensidade dos picos da fase ternária aumentou em ligas mais ricas em Si e B. Os ensaios de compressão das ligas Ti-Si-B indicaram que os valores médios do módulo de elasticidade, tensão de escoamento, limite de resistência, tensão de ruptura, deformação total, resiliência e tenacidade do material variaram entre 21,9-24,4 GPa; 1068-1143 MPa; 1351-1641 MPa; 1234-1566 MPa; 1,18-2,05 mm; 35,5-39,2 J/m3 e 126,5-271,9 J/m3, respectivamente. Em ligas Ti-Nb-Si-B, esses valores ficaram entre 18,2-23,5 GPa; 800-1061 MPa; 957-1429 MPa; 869-1371 MPa;         1,02-2,12 mm; 29,6-37,3 J/m3 e 89,3-246,1 J/m3, respectivamente, indicando que a adição de Nb reduziu esses valores. As ligas Ti-Si-B apresentaram valores médios de microdureza Vickers entre 355,9 a 401,9 HV, enquanto que as ligas Ti-Nb-Si-B variaram de 324,9 a 390,4 HV. Como esperado, os valores de resistência mecânica à compressão e de microdureza Vickers foram aumentados para ligas mais ricas em Si e B devido a maior quantidade de Ti6Si2B presente na microestrutura das ligas.",
 	publisher = {Universidade Federal de Alfenas},
 	scholl = {Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais},
 	note = {Instituto de Ciência e Tecnologia}
}