Avaliação dos efeitos da variação do teor de zinco nas propriedades das ligas metálicas biocompatíveis do sistema Mg-Zn-Mn-Ca

Abstract

A aplicação das ligas a base de magnésio como biomaterial vem crescendo cada vez mais por elas possuírem características que as aproximam dos tecidos ósseos, como baixo módulo de elasticidade e baixa densidade, além de apresentarem, também, boas ductilidade e resistência mecânica e excelente biocompatibilidade. Neste trabalho, propõe­se a obtenção de ligas biocompatíveis do sistema Mg­Zn­Mn­Ca por fusão indutiva em fornos de alta potência com proteção de sais alcalinos. A fusão utilizou o forno Pillar MK* 300 kW, 1200Hz e deu origem às ligas que são objeto desse estudo, L2 (Mg­2Zn­0,2Mn­0,2Ca) e L4 (Mg­4Zn­0,2Mn­0,2Ca) que, tratadas por 24 hora à temperatura de 400 °C, deram origem às ligas L2R e L4R. As análises químicas foram realizadas utilizando a técnica de espectroscopia de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP – OES). As microscopias: eletrônica e óptica e os ensaios de raios X foram utilizados para a caracterização metalúrgica. Os ensaios de microdureza e os ensaios de Nanoindentação definiram as propriedades mecânicas. As propriedades corrosivas foram definidas com os ensaios de perda de massa, de evolução de hidrogênio, de potencial em circuito aberto e polarização em SBF (Simulated Body Fluid). Os resultados obtidos evoluíram da liga L2 para liga L4R da seguinte forma: o tamanho de grão reduziu de 203 para 83 µm, a dureza incrementou de 39 para 67 HV, a taxa de degradação reduziu de 8,9 para 5,05 mg/cm² em 240 horas em SBF. Conclui­se que as ligas apresentam uma boa resposta na evolução das propriedades corrosivas em condições que simulam as do corpo humano, evolução que também é notória nas propriedades mecânicas conforme o teor de zinco é incrementado e conforme são tratadas termicamente.