THIAGO DOS SANTOS FERREIRA

Projetos de Pesquisa
Unidades Organizacionais
Cargo

Resultados de Busca

Agora exibindo 1 - 10 de 26
  • Artigo IPEN-doc 30230
    Oxidation behavior of Si3N4-TiN composites at 1400 ºC
    2023 - FERREIRA, T.S.; CARVALHO, F.M.S.; GUEDES-SILVA, C.C.
    In this paper, the oxidation behavior of silicon nitride with different contents of TiN was evaluated at 1400 oC for 64 hours in air. The oxidized samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. Weight gain measurements have shown that the oxidation followed a multiple-law model with linear, parabolic, and logarithmic contributions. The samples presented high weight gain at the beginning of the process followed by the formation of an amorphous silica surface layer containing Y2Ti2O7 and rutile crystals. Cracks and holes were detected on the oxide layer. The oxidation resistance of the composites was strongly influenced by the initial content of TiN.
  • Resumo IPEN-doc 29335
    Microestrutura e avaliação celular in vitro de cerâmicas de nitreto de silício contendo SiO2, CaO e SrO
    2022 - GUEDES-SILVA, C.C.; FERRAZ, E.P.; VELHO, J.S.R.; CARVALHO, F.M.S.; SILVA, P.C.M.; FERREIRA, T.S.
    Nesse trabalho, cerâmicas de nitreto de silício contendo SiO2, CaO e SrO foram estudadas, visando aplicações na medicina e odontologia. Para tanto, amostras de três diferentes composições contendo 80 % em massa de Si3N4, 10 % em massa de SiO2 e 10 % em massa de CaO e/ou SrO foram preparadas pelo método da mistura de pós. Após a sinterização a 1815 oC por 1 hora em atmosfera de nitrogênio, as amostras foram analisadas quanto à densidade pelo método de Arquimedes, microestrutura por difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura. A seguir, células tronco-mesenquimais derivadas da medula óssea de ratos foram cultivadas sobre as superfícies dos diferentes grupos e avaliadas quanto à capacidade de diferenciação osteoblástica. Os materiais atingiram valores de densidade acima de 95 % da densidade teórica e uma microestrutura caracterizada pela presença de grãos alongados de ?-Si3N4 dispersos em uma fase amorfa intergranular. Os testes celulares indicaram que as amostras promoveram ambiente fisiológico favorável para a diferenciação osteoblástica, sendo adequadas para uso como biomaterial.
  • Artigo IPEN-doc 27195
    Silicon nitride with titania, calcia and silica additives for orthopaedic applications
    2020 - GUEDES-SILVA, CECILIA C.; RODAS, ANDREA C.D.; CARVALHO, FLAVIO M.S.; HIGA, OLGA Z.; FERREIRA, THIAGO S.
    Titanium, silicon and calcium ions have demonstrated positive effects in bone healing. Therefore, this paper investigates the densification, mechanical properties and in vitro biological behaviour of TiO2, together with SiO2 and CaO, on silicon nitride ceramics to be used in clinical applications. The results revealed that the sintered samples reached high values of relative density and fracture toughness, non-cytotoxicity as well as good ability to promote cell proliferation and form a layer of carbonated hydroxyapatite on their surfaces, after immersion in simulated body fluid. The sample with the highest amount of TiO2 reached the highest value of relative density and the best results of cell proliferation and fracture toughness, indicating the great potential to be explored by in vivo experiments for later application as intervertebral devices.
  • Resumo IPEN-doc 26952
    Estudo da bioatividade, adesão e proliferação de osteoblastos em biocompósitos de nitreto de silício
    2017 - GUEDES-SILVA, C.C.; RODAS, A.C.D.; RIBEIRO, C.; HIGA, O.Z.; FERREIRA, T.S.
    Este estudo avalia o comportamento biológico in vitro de cerâmicas de nitreto de silício denso contendo sílica, cálcia e alumina como constituintes da fase vítrea. Experimentos de bioatividade em SBF e testes de adesão e proliferação de celular com células MG-63 foram realizados nas superfícies das amostras. Os resultados mostraram que os materiais estudados formaram uma camada de apatita na superfície após 16 dias de imersão em SBF e que são capazes de promover a proliferação de osteoblastos e formação de matriz calcificada in vitro, demonstrando seu potencial para aplicações como dispositivos protéticos.
  • Resumo IPEN-doc 25927
    Reatividade in vitro de nitreto de silício contendo SiO2 e SrO
    2018 - NASCIMENTO, S.F.; RIBEIRO, C.; FERREIRA, T.S.; GUEDES-SILVA, C.C.
    Nesse trabalho, biocompósitos densos de nitreto de silício foram estudados visando sua utilização como componentes e dispositivos protéticos que requeiram boa interação com o tecido ósseo. Para tanto, cerâmicas de nitreto de silício em diferentes composições contendo SiO2 e SrO foram obtidas. Os aditivos foram selecionados para contribuir com a bioatividade e habilidade do material final em se ligar com o osso. Além disso, a liberação de estrôncio no paciente promove a proliferação de osteoblastos, aumentando o potencial do material para aplicações biomédicas. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento biológico in vitro de cerâmicas de nitreto de silício contendo SiO2 e SrO, por meio de testes de imersão em SBF (simulated body fluid). Os resultados mostraram que as composições estudadas conduziram à formação de depósitos contendo fósforo e cálcio superficial após 4 dias de imersão, demonstrando a capacidade dos materiais para aplicações na cirurgia maxilofacial, sistemas de miniosteofixação, espaçadores na fusão intervertebral e raízes dentais.
  • Resumo IPEN-doc 25926
    Avaliação das propriedades mecânicas e da resistência à oxidação de compósitos cerâmicos Si3N4-TiN
    2018 - FERREIRA, T.S.; CARVALHO, F.M.S.; GUEDES-SILVA, C.C.
    Embora cerâmicas à base de Si3N4 já sejam utilizadas em diversas aplicações estruturais, vários compósitos de nitreto de silício têm sido estudados com o intuito de melhorar ainda mais suas propriedades mecânicas, principalmente a tenacidade à fratura. O presente trabalho visa avaliar as propriedades mecânicas e a resistência à oxidação de compósitos de Si3N4/TiN (até 30% em peso de TiN), contendo Al2O3 e Y2O3 (5% em peso de cada) como aditivos de sinterização. Amostras obtidas por prensagem uniaxial e isostática, sinterizadas a baixa pressão de nitrogênio a 1750ºC / 1 hora e 1815ºC / 1 hora, foram caracterizadas quanto à dureza e à tenacidade à fratura pelo método da impressão Vickers. O comportamento de oxidação foi avaliado por meio de tratamentos térmicos ao ar a 1400ºC por até 64 horas. Os resultados obtidos mostraram que as amostras atingiram valores de dureza entre 12,5 e 13,1 GPa, enquanto a tenacidade à fratura variou entre 6,3 e 9,3 MPa.m1/2, aumentando juntamente com a proporção de TiN no compósito cerâmico e superando os valores apresentados pelo nitreto de silício. Os testes de resistência à oxidação apresentaram valores de ganho de massa por área entre 0,7 e 6,4 mg/cm2, crescentes em função do teor de TiN presente no compósito e do tempo de exposição ao ar a 1400ºC.
  • Artigo IPEN-doc 25753
    Densification and microstructure of Si3N4-TiN ceramic composites
    2019 - FERREIRA, T.S.; CARVALHO, F.M.S.; GUEDES-SILVA, C.C.
    Silicon nitride is a ceramic material widely used in various structural applications at high temperatures owing to its excellent combination of mechanical and thermal properties. To increase the application of Si3N4, many researches have been developed to improve its fracture toughness and processing conditions. In this study, the sintering and microstructure of Si3N4-TiN composites, containing Al2O3 and Y2O3 as sintering aids, were studied. Samples were obtained by the conventional method of mixing powders and sintered at 1750 ºC/1 h and 1815 ºC/1 h under nitrogen atmosphere. Density values of the samples were determined by the Archimedes method, reaching values between 96.9% and 98.0% of theoretical density, with a porosity of less than 0.5%. The sintered samples were analyzed by X-ray powder diffraction and scanning electron microscopy. The results showed the materials reached high fracture toughness, low hardness and a microstructure with TiN grains dispersed in a β-Si3N4 matrix containing an amorphous intergranular phase.
  • Resumo IPEN-doc 25498
    Densification and microstructure of Si3N4-TiN ceramic composites
    2018 - FERREIRA, T.S.; CARVALHO, F.M.S.; GUEDES-SILVA, C.C.
    Silicon nitride (Si3N4) is a ceramic material widely used in various structural applications at high temperatures owing to its excellent combination of mechanical and thermal properties. In order to increase the application field of silicon nitride, many researches have been developed to improve its fracture toughness and processing conditions. This work studies the sintering and microstructure of Si3N4-TiN composites, containing Al2O3 and Y2O3 as sintering aids Samples were obtained by the conventional method of mixing powders and sintered at 1750ºC / 1 hour and 1815ºC / 1 hour under nitrogen atmosphere. Density values of the different compositions were determined by the Archimedes method, reaching values between 96.9 and 98.0% of theoretical density, with an apparent porosity less than 0.5%, evidencing the efficiency of the sintering aids. Also, the sintered samples were analyzed by X-ray powder diffraction (XRD) and backscattered scanning electron microscopy (SEM). The results showed the materials developed a microstructure with TiN grains dispersed in a ?-Si3N4 matrix containing an amorphous intergranular phase, which was formed by the liquid phase solidification during the cooling step in the sintering process.
  • Artigo IPEN-doc 25100
    Microstructure, mechanical properties and in vitro biological behavior of silicon nitride ceramics
    2018 - GUEDES-SILVA, CECILIA C.; RODAS, ANDREA C.D.; SILVA, ANTONIO C.; RIBEIRO, CHRISTIANE; CARVALHO, FLAVIO M. de S.; HIGA, OLGA Z.; FERREIRA, THIAGO dos S.
    The bioinert surface of silicon nitride ceramics led us to investigate the additions of SiO2, CaO and Al2O3 in order to aid the liquid phase sintering and improve the mechanical properties and biological behavior of the final materials. The sintered materials reached ca. 97% of theoretical density and total α→β-Si3N4 transformation. The samples had relatively high values of fracture toughness while their elastic modulus values were lower than those of conventional silicon nitride ceramics. Apatite deposits were observed on the surfaces analyzed after SBF (simulated body fluid) immersions, suggesting their bioactivity. Osteoblasts proliferation and calcified matrix were also detected as response to cells/ materials contact. This combination of properties suggests that all studied compositions are promising for applications in biomedical devices. Moreover, compositions with alumina additions and higher silica content had better in vitro biological behavior, densification and mechanical properties, suggesting greater potential to be used in bone substitute devices.
  • Resumo IPEN-doc 23769
    Testes de citotoxicidade para avaliação in-vitro de biocompósitos de nitreto de sílicio
    2016 - RODAS, A.C.; GUEDES-SILVA, C.C.; FERREIRA, T.S.; HIGA, O.Z.
    O nitreto de silício (Si3N4) é um material cerâmico que se mostra promissor para utilização em próteses ortopédicas e dentais, por apresentar elevadas propriedades mecânicas, capacidade de promover osteointegração, capacidade bactericida e características radiolucentes. Com o intuito de ampliar e otimizar a utilização desses materiais na área médica, novos biocompósitos densos de nitreto de silício, contendo uma fase bioativa livre de fósforo, foram obtidos por sinterização normal. No desenvolvimento de novos materiais, testes de biocompatibilidade necessitam ser realizados. Estes testes variam de análises físico-químicas a análises biológicas. Neste trabalho, o teste de citotoxicidade, considerado o teste padrão inicial para avaliação da biocompatibilidade por análise biológica, foi realizado em diferentes amostras densas de nitreto de silício com quantidades variadas de sílica e cálcia. O teste de citotoxicidade utilizado foi a análise indireta. Neste teste foi preparada a eluição do material em meio de cultura para cultivo de células, assim é possível avaliar a presença de componentes tóxicos que podem ser lixiviados do material e que apresentam potencial tóxico. Os eluentes são colocados em contato com uma camada confluente de células cultivadas aderidas e a viabilidade celular foi medida após 24 horas utilizando-se um corante vital, o MTS (que só reage com células vivas). Para todas as amostras analisadas, nenhuma delas apresentou citotoxicidade, variando a viabilidade celular dos eluídos de 94,7 a 104%.