Otimização das propriedades mecânicas, propriedades de biocorrosão e propriedades antibacterianas de ligas de Ti–Cu fundidas

As ligas de Ti-Cu sinterizadas mostraram boas habilidades antibacterianas. No entanto, o método de sinterização (metalurgia do pó) não é conveniente para a produção de dispositivos com uma estrutura complexa. Neste trabalho, ligas de Ti-Cu com 2,0, 3,0 e 4,0% em peso de Cu foram preparadas em um forno de fusão a arco e submetidas a diferentes tratamentos térmicos: solução sólida e envelhecimento, para explorar a possibilidade de preparar uma liga antibacteriana de Ti-Cu por um método de fundição e examinar o efeito do teor de Cu. A identificação de fases foi realizada em um metro de difração de raios X (XRD), e a microestrutura foi observada por um microscópio metalográfico, um microscópio eletrônico de varredura (SEM) com espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Microdureza e a propriedade de compressão das ligas de Ti-Cu foram testadas, e a resistência à corrosão e a atividade antibacteriana foram avaliadas para investigar o efeito do teor de Cu. Os resultados mostraram que as ligas de Ti-Cu fundidas apresentaram uma taxa antibacteriana muito baixa contra Staphylococcus aureus (S. aureus). O tratamento térmico melhorou significativamente a taxa antibacteriana, especialmente após um tratamento de solução sólida e envelhecimento (T6). Taxas antibacterianas tão altas quanto 90,33% e 92,57% foram observadas na liga Ti-3Cu e na liga Ti-4Cu, respectivamente. A dureza, a resistência de escoamento à compressão, a resistência à corrosão e a taxa antibacteriana das ligas de Ti-Cu aumentaram com o aumento do teor de Cu em todas as condições. Foi demonstrado que a distribuição homogênea e uma fase fina de Ti2Cu desempenharam um papel muito importante na propriedade mecânica, na resistência à corrosão e nas propriedades antibacterianas. Além disso, deve-se destacar que o teor de Cu deve ser de pelo menos 3% em peso para obter boas propriedades antibacterianas (>90% de taxa antibacteriana), bem como propriedades mecânicas satisfatórias.