Espumas de Ti-FCC Produzidas via metalurgia do pó e sinterização assistida por plasma.

Abstract

Nas últimas duas décadas, as espumas de titânio têm atraído um maior interesse da indústria biomédica e da comunidade acadêmica devido à sua excelente biocompatibilidade química e mecânica quando utilizadas como implantes biomiméticos. A estrutura porosa desempenha um papel importante na adesão óssea a um implante, permitindo o seu crescimento no componente. Além disso, os vazios reduzem o módulo de elasticidade, promovendo maior compatibilidade com o osso, evitando o fenômeno chamado de stress shielding. Porém, a produção de espumas de titânio via metalurgia do pó e compressão uniaxial apresenta desafios devido à dificuldade em alcançar uma distribuição uniforme, previsível e estável de porosidade que promova osteointegração, passagem de fluídos e redução do módulo elástico. Nesse sentido, o uso de metalurgia do pó com o uso de espaçadores surge como uma alternativa viável para introdução de porosidade. Este trabalho visa a sinterização de espumas de titânio com e sem adição de space holders, utilizando da metalurgia do pó (PM) assistida por um espaçador. Titânio puro foi usado como material de partida e sal (KCl) foi usado como space holder. A remoção de SH e a sinterização foram realizadas em etapa única em processo assistido por plasma chamado PADS (Plasma Assisted Debinding and Sintering). As amostras foram sinterizadas e analisadas a nível de macroestrutura, a fim de correlacionar a adição de porosidade com as propriedades mecânicas. A formação de poros, porosidade total, distribuição de poros, formação de fases e propriedades mecânicas foram examinadas por microtomografia de raios X, microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX) e testes de compressão. Essas análises foram correlacionadas a fim de validar a produção e previsibilidade do método de criação de porosidade via metalurgia do pó e sinterização via PADS, e suas vantagens e desvantagens. As amostras com adição de 50% em volume de space holders apresentaram uma fração de volume de porosidade de 46-47%, com poros bem distribuídos e de morfologia semelhante às partículas do space holder.