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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3DFGG| Tipo: | Tese de Doutorado |
| Título: | Desenvolvimento e aplicação de revestimentos nanocerâmicos de zircônia em ligas níquel-titânio |
| Autor(es): | Natalia Isabel de Azevedo Lopes |
| primer Tutor: | Vicente Tadeu Lopes Buono |
| Resumen: | A corrosão e a degradação das ligas NiTi utilizadas como biomateriais representam uma preocupação constante, devido aos efeitos alergênicos, de toxicidade e carcinogenicidade associados à liberação de íons níquel no organismo. Falhas prematuras causadas por corrosão e fadiga também são críticas nas aplicações biomédicas dessas ligas. Nesse trabalho, estudou-se a aplicação de um revestimento nanoestruturado de zircônia e seus efeitos nas propriedades das ligas NiTi. Inicialmente, estudou-se a preparação superficial de ligas NiTi usando polimento eletrolítico. Os resultados mostraram que o polimento eletrolítico reduz a rugosidade superficial, remove camadas externas ricas em níquel e aumenta a resistência à corrosão das ligas. Em seguida, foram definidas as melhores condições para aplicação do revestimento de zircônia, a partir de eletrólitos constituídos por sais de zirconila, com adições de metanol e de um polímero catiônico. Os melhores resultados foram obtidos usando uma solução metanólica de ZrOCl2 com adição de polyDADMAC. Uma caracterização mais completa do revestimento, obtido nessas condições, foi realizada em sequência, comparando as propriedades dos depósitos formados com e sem preparação superficial usando polimento eletrolítico. Realizou-se ainda análises da resistência e da estabilidade do revestimento submetido a ambientes corrosivos e solicitações mecânicas, simulando condições fisiológicas. Os resultados mostraram que o revestimento obtido no fio de NiTi após polimento eletrolítico não apresenta defeitos e é mais homogêneo e espesso do que o obtido sem polimento. Após teste de imersão em solução fisiológica artificial, durante 12 meses, o teor de níquel liberado em solução foi insignificante e a superfície dos fios foi totalmente coberta por uma camada de fosfato de cálcio, um indicador da bioatividade do material. Após testes de dobramento e fadiga, foram observadas algumas trincas no revestimento. Não houve, entretanto, delaminação expressiva e o revestimento de zircônia manteve suas propriedades protetivas. De um modo geral, o revestimento de zircônia obtido nesse estudo pode ser considerado bom candidato para melhoria das propriedades superficiais de ligas NiTi para aplicações biomédicas, incluindo implantes, stents, fios ortodônticos, instrumentos endodônticos e outros |
| Abstract: | Corrosion and degradation of NiTi alloys used as biomaterials remain a concern due to toxicity, carcinogenicity, and allergenic effects associated with the release of nickel ions in the human body. Premature failures caused by corrosion and fatigue are also critical in biomedical applications of these alloys. In this work, the application of a nanostructured zirconia coating and its effects on the fracture and corrosion resistance of NiTi alloys were evaluated. Initially, the surface preparation of NiTi alloys was studied using electrolytic polishing. The results showed that electrolytic polishing reduces surface roughness, removes nickel-rich external layers and increases corrosion resistance of NiTi alloys. Subsequently, the optimal conditions for application of the zirconia coating were defined, using electrolytes containing zirconyl salts, with additions of methanol and a cationic polymer. The best results were obtained using a methanolic solution of ZrOCl2 with the addition of polyDADMAC. Then, a more complete characterization of the coating, obtained under these conditions, was performed, comparing the characteristics of the deposits formed on wires with and without surface preparation using electrolytic polishing. Analyzes of coating resistance and stability when submitted to corrosive environments and mechanical stresses, simulating physiological conditions, were also performed. The results showed that the coating obtained on the NiTi wire after electrolytic polishing is free of defects, more homogeneous and slightly thicker than that obtained without prior polishing. After immersion test in artificial physiological solution, for 12 months, the solubilized nickel was negligible, and the surface of the wires was covered by a layer of calcium phosphate, an indication of the bioactivity of the material. After bending and fatigue tests, cracks were observed in the coating, however, there was no significant delamination and the zirconia deposit maintained its protective properties. In general, the zirconia coating obtained in this study can be considered a good candidate for the improvement of surface properties of NiTi alloys for biomedical applications, including implants, stents, orthodontic wires, endodontic instruments, and others |
| Asunto: | Materiais Ligas de níquel-titânio Ciência dos materiais Biomateriais |
| Idioma: | Português |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Institución: | UFMG |
| Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3DFGG |
| Fecha del documento: | 11-may-2018 |
| Aparece en las colecciones: | Teses de Doutorado |
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