Produção e caracterização microestrutural de ligas Ti-Zr e Ti-Ta-Zr produzidas por moagem de alta energia e subsequente tratamento térmico

Titânio e suas ligas são vastamente usados como biomateriais para a fabricação de dispositivos ortopédicos/dentários implantáveis, dentro dos quais se destacam os scaffolds e outros implantes para reconstrução óssea. No entanto, o Ti e a liga Ti-6Al-4V apresentam limitadas resistência mecânica e biocompatibilidade, respectivamente. Para melhorar tais características, várias novas ligas de titânio contendo a adição de Zr, Mo, Nb e Ta têm sido avaliadas, dentre as quais se destaca a liga Ti-35Nb-5Ta-7Zr (%-peso). Técnicas de moagem de alta energia têm contribuído para a obtenção de materiais homogêneos, sob o ponto de vista químico e microestrutural. Nesse contexto, o presente estudo visa a caracterização microestrutural e a avaliação da microdureza das ligas Ti-7Zr e Ti-5Ta-7Zr (%-peso) produzidas por moagem de alta energia e subsequente tratamento térmico. As misturas de pós foram processadas por diferentes tempos de moagem: 20, 60, 120, 240 e 640 min. Na sequência, pastilhas cilíndricas de 10 mm de diâmetro foram preparadas por prensagem uniaxial (~120MPa) dos pós-moídos por 640 minutos, seguido de tratamento térmico (1100oC por 4h). Os pós moídos e as amostras tratadas termicamente foram caracterizados por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raios X, espectrometria por dispersão de energia (EDS) e microdureza Vickers. Os resultados mostraram que os tamanhos das partículas foram aumentados com a evolução da moagem até 640 minutos, indicando que os mecanismos de soldagem a frio foram mais acentuados do que os mecanismos de fratura, sendo que esse fato foi mais pronunciado para a mistura de pós de Ti-5Ta-7Zr. Os parâmetros de rede e o volume de célula do Ti-α foram modificados com o aumento do tempo de moagem de pós de Ti-7Zr e Ti-5Ta-7Zr devido à dissolução de átomos de Zr e/ou Ta em sua estrutura cristalina. No caso da liga Ti-5Ta-7Zr, picos da fase Ti-β ficaram mais intensos com o aumento do tempo de moagem. As ligas sinterizadas de Ti7Zr e Ti-5Ta-7Zr indicaram microestruturas homogêneas de grãos de Ti-α e Ti-α+β, respectivamente, além da presença significativa de poros decorrentes da rota e dos parâmetros de sinterização adotados, os quais são adequados para a obtenção de scaffolds usados para reparação óssea.