Preparação e caracterização de uma liga de titânio com a adição de tântalo e zircônio para aplicações biomédicas

Abstract

Ligas de titânio são amplamente utilizadas na área biomédica devido à sua excelente resistência à corrosão em fluídos corpóreos, elevada razão resistência mecânica/densidade, baixo módulo de elasticidade e comprovada biocompatibilidade. As ligas mais promissoras para serem utilizadas na área biomédica possuem elementos em solução sólida que diminuem a temperatura de transformação de fase do titânio. Tais elementos são denominados beta-estabilizadores e obtêm-se como resultado a diminuição do módulo de elasticidade e uma excelente resistência à corrosão. Os elementos tântalo e zircônio, quando acrescentados ao titânio, melhoram a resistência à corrosão e diminuem o módulo de elasticidade, pois o tântalo é considerado um elemento β-estabilizador e o zircônio atua como elemento estabilizador desta fase, na presença de outro elemento β-estabilizador. Neste trabalho, a liga Ti-25Ta-5Zr foi preparada por fusão à arco, visando aplicações biomédicas. As caracterizações química, estrutural, microestrutural e mecânica foram realizadas por intermédio de medidas da composição química, análise de gases, espectrometria por dispersão de energia (EDS), difração de raios X, microscopias óptica e eletrônica de varredura, microdureza Vickers e módulo de elasticidade.  Os resultados obtidos mostraram uma boa estequiometria e homogeneidade da liga. As análises estrutural e microestrutural corroboraram entre si e indicaram que a liga possui a coexistência de duas fases, α‖ (com estrutura cristalina ortorrômbica) e β (com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado). A microdureza elevou-se com a adição de tais elementos e o módulo de elasticidade possui valores abaixo das ligas utilizadas comercialmente, satisfatório para aplicação como implante ortopédico. Palavras-chave: Biomateriais, Ligas de titânio, Microestrutura.