Estudo das condições de deposição de filmes finos da liga intermetálica fealcr sobre aço inoxidável austenítico por magnetron sputtering para aplicação em biomateriais

Estudo das condições de deposição de filmes finos da liga intermetálica fealcr sobre aço inoxidável austenítico por magnetron sputtering para aplicação em biomateriais

Author Neves, Douglas Valentim Fernandes Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Cardoso, Kátia Regina Cardoso Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Engenharia e Ciência de Materiais
Abstract The 316 type austenitic stainless steel (316 SS) is one of the most used metallic materials in medical applications due to the combination of mechanical properties with low cost, compared with other metallic material used for implants. However, wear and corrosion behavior stimulate permanent changes in human tissue that can lead to implant loss. The development of stable and biocompatible coatings presenting suitable mechanical properties and which does not undergo cracking or to peel off during the use is a very promising solution for improving the performance of SS 316 as biomaterials for implants. The objective of this project was to develop a coating based on the FeAlCr intermetallic alloy, which has great potential to be used as biomaterial, on medical grade austenitic stainless steel. The films were obtained by the magnetron sputtering technique. This research aimed to study the effects of electric potential and deposition temperature on adhesion, thickness, roughness and composition of films. The results indicate that the deposition rate and therefore the film thickness increased with the plasma power and the substrate temperature. The films obtained in all the process conditions used are crystalline and have the same chemical composition as the target material. The films showed good adhesion to the substrate and the best results were obtained for the depositions carried out with power 100 W and substrate heated to 300ºC.

O aço inoxidável austenítico do tipo 316 é um dos materiais metálicos mais utilizados em aplicações médicas devido à combinação de propriedades mecânicas aliadas ao seu baixo custo, quando comparado com outros materiais metálicos para implantes. No entanto, corrosão e desgaste desses materiais causam modificações teciduais permanentes que podem levar a perda do implante. O desenvolvimento de recobrimentos biocompatíveis e estáveis, com propriedades mecânicas adequadas, e que não sofram delaminação nem se desprendam durante uso, apresenta-se como uma possível solução, para melhorar o desempenho do aço inoxidável tipo 316 em aplicações como biomateriais para implantes. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um recobrimento baseado na liga intermetálica FeAlCr, de grande potencial para uso como biomaterial, sobre um aço inoxidável austenítico de grau médico. Os filmes foram obtidos utilizando-se a técnica de pulverização catódica induzida por plasma confinado por campo magnético (magnetron sputtering). Foi estudada a influência da potência elétrica e temperatura de deposição sobre a adesão, espessura, rugosidade e a composição de cada filme. Os resultados indicaram que a taxa de deposição assim como a espessura do filme aumentaram com a potência de plasma e com a temperatura do substrato. Os filmes obtidos em todas as condições de processo utilizadas foram cristalinos e apresentaram a mesma composição química que o material do alvo. Os filmes apresentaram boa adesão ao substrato sendo que os melhores resultados foram obtidos para as deposições realizadas com potência elétrica de 100 W e aquecimento do substrato a 300ºC.
Keywords sputtering
biomaterial
stainless steel
fealcr alloy
magnetron sputtering
biomaterial
aço inoxidável
liga fealcr
Language Portuguese
Date 2015-02-26
Published in NEVES, Douglas Valentim Fernandes. Estudo das condições de deposição de filmes finos da liga intermetálica fealcr sobre aço inoxidável austenítico por magnetron sputtering para aplicação em biomateriais. 2015. 89 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São José dos Campos, 2015.
Research area Materiais
Knowledge area Multidisciplinar
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 89 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=2356570
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/47861

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