Maldonado, Nahuel Eduardo2026-01-052026-01-052026-01-05https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/9559Trabalho de Conclusão do Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestruturae Território da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial para à obtenção do título de bacharel em Engenharia de Materiais.Este trabalho investiga o desenvolvimento e a caracterização de novas ligas do sistema Ti-x(Ta-Nb-Zr), com x = 10, 20 e 30% em massa, visando aplicações biomédicas. As ligas de titânio do tipo β têm despertado grande interesse na área de biomateriais devido à sua elevada biocompatibilidade, resistência à corrosão e, principalmente, à possibilidade de obtenção de módulos de elasticidade reduzidos, por meio da transformação de fase, minimizando o efeito de stress shielding em implantes ortopédicos. Nesse contexto, a adição de elementos β-estabilizadores não tóxicos, como nióbio, tântalo e zircônio, mostra-se uma estratégia promissora para a obtenção de ligas com melhor compatibilidade mecânica. O objetivo deste trabalho foi caracterizar quimicamente, estrutural e mecanicamente as ligas Ti-x(Ta-Nb-Zr) e promover a funcionalização superficial dessas ligas por meio de uma oxidação por plasma eletrolítico (PEO), visando melhorar suas propriedades superficiais para aplicações biomédicas. As ligas foram produzidas por fusão a arco elétrico em atmosfera controlada de argônio, com múltiplas fusões para garantir homogeneidade química. A caracterização química foi realizada por espectroscopia de energia dispersiva (EDS), enquanto a estrutura cristalina foi analisada por difração de raios X (DRX) com refinamento de Rietveld. A microestrutura foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e o módulo de elasticidade dinâmico foi determinado pelo método de excitação por impulso. Além destes testes, após do PEO, foram medidas a dureza (Vickers), energia de superfície e molhabilidade por ângulo de contato. Os resultados indicaram que o aumento do teor de Ta, Nb e Zr favorece a estabilização da fase β, resultando em redução significativa do módulo de elasticidade, com destaque para a liga Ti-20Ta-20Nb-20Zr, que apresentou o menor valor entre as composições estudadas. O tratamento superficial por PEO promoveu a formação de camadas cerâmicas porosas compostas principalmente por óxidos de titânio e zircônio, com incorporação de cálcio e fósforo, apresentando elevada dureza, boa molhabilidade e alta energia superficial. De forma geral, os resultados demonstram que a composição Ti-20Ta-20Nb-20Zr, apresenta um elevado potencial para aplicações biomédicas, combinando baixa rigidez, estabilidade estrutural e química, além das superfícies funcionalizadas adequadas para favorecer a osteointegração. Resumen Este trabajo investiga el desarrollo y la caracterización de nuevas aleaciones del sistema Ti-x(Ta-Nb-Zr), con x = 10, 20 y 30% en masa, orientadas a aplicaciones biomédicas estructurales. Las aleaciones de titanio de tipo β han despertado un gran interés en el campo de los biomateriales debido a su elevada biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y, principalmente, a la posibilidad de obtener un módulo de elasticidad reducido mediante la transformación de fases, minimizando el efecto de stress shielding en implantes ortopédicos. En este contexto, la adición de elementos β-estabilizadores no tóxicos, como el niobio, el tantalio y el circonio, se presenta como una estrategia prometedora para la obtención de aleaciones con una mejor compatibilidad mecánica. El objetivo de este trabajo fue caracterizar química, estructural y mecánicamente las aleaciones Ti-x(Ta-Nb-Zr) y promover la funcionalización superficial de estas aleaciones mediante un proceso de oxidación por plasma electrolítico (PEO), con el fin de mejorar sus propiedades superficiales para aplicaciones biomédicas. Las aleaciones fueron producidas por fusión por arco eléctrico en una atmósfera controlada de argón, con múltiples fusiones para garantizar la homogeneidad química. La caracterización química se realizó mediante espectroscopía de energía dispersiva (EDS), mientras que la estructura cristalina fue analizada por difracción de rayos X (DRX) con refinamiento de Rietveld. La microestructura fue evaluada por microscopía electrónica de barrido (MEB), y el módulo de elasticidad se determinó mediante el método de excitación por impulso. Además de estos ensayos, tras el tratamiento PEO se midieron la dureza (Vickers), la energía superficial y la mojabilidad mediante el análisis del ángulo de contacto. Los resultados indicaron que el aumento del contenido de Ta, Nb y Zr favorece la estabilización de la fase β, lo que conduce a una reducción significativa del módulo de elasticidad, destacándose la aleación Ti-20Ta-20Nb-20Zr por presentar el valor más bajo entre las composiciones estudiadas. El tratamiento superficial por PEO promovió la formación de capas cerámicas porosas compuestas principalmente por óxidos de titanio y circonio, con incorporación de calcio y fósforo, que presentan elevada dureza, buena mojabilidad y alta energía superficial. En términos generales, los resultados demuestran que la composición Ti-20Ta-20Nb-20Zr presenta un alto potencial para aplicaciones biomédicas, al combinar baja rigidez, estabilidad estructural y química, y superficies funcionalizadas adecuadas para favorecer la osteointegración.viopenAccessbiomedicinaligas de titânioimplantes ortopédicosTi-20Ta-20Nb-20Zr