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https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/450| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Modificação e caracterização do aço astm F138 por meio da nitretação iônica em gaiola catódica de titânio |
| Autor(es): | Gomes, Cleiton James |
| Orientador(a): | Macêdo, Haroldo Reis Alves de |
| Resumo: | O aço inoxidável ASTM F138 é utilizado em implantes devido a combinação das suas propriedades mecânicas e de biocompatibilidade, visando melhorar essas propriedades, modificações superficiais se fazem necessárias, uma forma viável de modificação é a nitretação por plasma em gaiola catódica de titânio. Essa técnica possibilita a formação de uma camada externa devido a deposição de filmes de nitreto de titânio (TiN), que influência características como; molhabilidade e rugosidade, essências para melhorar o desempenho do biomaterial. O filme depositado varia de espessura, dependendo do tempo e temperatura de tratamento, afetando a dureza, característica esta associada a resistência mecânica do material, prolongando assim sua vida útil. Para tanto, amostras de aço inoxidável ASTM F138 foram submetidas a nitretação por plasma utilizando gaiola catódica de titânio. Para este trabalho, foi utilizado um reator por plasma com câmara de aço inoxidável com fonte de tensão contínua e atmosfera gasosa utilizando uma mistura de gás hidrogênio e nitrogênio na proporção de 80%H2 e 20%N2. Os tratamentos foram realizados com diferentes combinações de tempos (3h, 4h e 5h) e temperaturas (350ºC, 400ºC e 450ºC). Após tratadas, todas as amostras foram caracterizadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), utilizando a técnica (EDS), difração de raios-X(DRX), espectroscopia Raman, microdureza Vickers, rugosidade, ângulo de contato e tensão superficial. Foi verificada a deposição de filmes de nitreto de titânio depositado sobre as amostras, com espessuras variando de acordo com os parâmetros de tratamento, fato este que contribui para aumentar a microdureza da superfície bem como da rugosidade média (Ra), o que conferiu o caráter hidrofílico em todas as amostras bem como a manutenção da característica polar. |
| Abstract: | The stainless steel ASTM F138 is used in implants due to the combination of its mechanical and biocompatibility properties, in order to improve these properties, superficial modifications are necessary, one of the forms of feasible modification is the plasma nitriding using a cathodic titanium cage. This technique allows the formation of an outer layer due to the deposition of titanium nitride (TiN) films, which influence characteristics such as; wettability and roughness, essences to improve the performance of the biomaterial. The deposited film varies in thickness, depending on the conditions of time and temperature of the treatment, which affects the hardness, a characteristic associated with the mechanical resistance of materials, thus prolonging its useful life. For this purpose, samples of ASTM F138 stainless steel were subjected to a plasma nitriding process using a cathodic titanium cage. For this study, a plasma reactor with stainless steel chamber with a continuous voltage source and a gas atmosphere of a mixture of hydrogen gas and nitrogen in the proportion of 80% H2 and 20% N2 were used. The treatments were performed at different combinations of times (3h, 4h and 5h) and temperatures (350ºC, 400ºC and 450ºC). After treatment, all samples were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), using the technique (EDS), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Vickers hardness, roughness, contact angle and surface tension. Finally, it was verified the deposition of titanium nitride films on the samples with thicknesses varying according to the treatment parameters, this fact contributed to increase the surface hardness and the average roughness (Ra), which gave a character hydrophilic in all samples and also maintained the polar characteristic. |
| Palavras-chave: | Aço inoxidável Gaiola catódica Nitreto de titânio |
| Cnpq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
| metadata.dc.language: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí |
| Sigla: | IFPI |
| Unidade: | Campus Teresina Central |
| metadata.dc.publisher.program: | PPGM |
| Citação: | GOMES, Cleiton James. Modificação e caracterização do aço astm f138 por meio da nitretação iônica em gaiola catódica de titânio. 2017. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí, Teresina, 2017. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/450 |
| Data do documento: | 2017 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia dos Materiais - Teresina Central |
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