título: Filmes finos de alumina em substratos de alumínio 5052 por processo de Oxidação Eletrolítica à Plasma

title: Alumina thin films on 5052 aluminum substrates by Plasma Electrolytic Oxidation process

autor/author(s): Viana, J.L., Sá, R.C.L., Araújo, T.E.S., Ribeiro, R.P., Rangel, E.C., Cruz, N.C., Martinez, L.G. & Bock, E.G.P.

RESUMO: A alumina, o óxido de alumínio, tem diversas aplicações como Biomaterial além de ser utilizada em ferramentas de usinagem, retificas, isolamento térmico, blindagens, refratários para fornos de aquecimento, isoladores elétricos, componentes eletrônicos devido sua elevada resistência a altas temperaturas, dureza, resistência mecânica e resistência química. Sua obtenção é decorrente de processos intermediários da fabricação do alumínio primário, e também, de processos de deposição físicos e químicos. Este trabalho tem como objetivo a obtenção de filmes finos de alumina por meio do processo de Oxidação Eletrolítica à Plasma, usando como substrato a liga de alumínio 5052. Este estudo serve de base para aplicações de filmes de finos de alumina em rotores de bombas de sangue centrífugas implantáveis usadas como dispositivos de assistência ventricular desenvolvidos pelo Laboratório de Bioengenharia e Biomateriais do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo. As amostras foram preparadas com a mesma área superficial do rotor, afim de simular o mesmo comportamento da deposição do filme no rotor, desta forma podendo ser observados a morfologia em diferentes tempos e energias de oxidação, e como a influência do tempo e da energia na geração dos micro-arcos de plasma agem na formação do filme de alumina. A caracterização do filme foi realizada com Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia por Energia Dispersiva e Difração de Raio-X. Os filmes cerâmicos no PEO são criados através da reação da solução eletrolítica com as descargas elétricas produzidas por uma fonte, sendo depositados na superfície das amostras através de micro arcos. No futuro, os filmes serão testados quanto à sua viabilidade celular, e também serão avaliados como recobrimento interno de bombas de sangue centrífugas implantáveis para utilização em dispositivos de assistência ventricular.

ABSTRACT: Alumina, aluminum oxide, has several applications as a biomaterial, besides being used in machining tools, grinding machines, thermal insulation, shielding, refractories for heating furnaces, electrical insulators, electronic components due to its high resistance to high temperatures, hardness, mechanical strength and chemical resistance. It is obtained through intermediate processes in the manufacture of primary aluminum, and also through physical and chemical deposition processes. This work aims to obtain thin films of alumina through the process of Plasma Electrolytic Oxidation, using as substrate the 5052 aluminum alloy. This study serves as a basis for applications of alumina thin films in rotors of implantable centrifugal blood pumps used as ventricular assist devices developed by the Bioengineering and Biomaterials Laboratory of the Federal Institute of Education, Science and Technology of São Paulo. The samples were prepared with the same surface area as the rotor, in order to simulate the same behavior of the film deposition on the rotor, so that the morphology at different oxidation times and energies can be observed, and how the influence of time and energy in the generation of plasma micro arcs act on the formation of the alumina film. The film characterization was carried out with Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive Spectroscopy and X-ray Diffraction. The ceramic films on PEO are created by reacting the electrolyte solution with the electrical discharges produced by a source, and are deposited on the surface of the samples via micro arcs. In the future, the films will be tested for cell viability, and will also be evaluated as an internal coating for implantable centrifugal blood pumps for use in ventricular assist devices.

PALAVRAS-CHAVE: Óxido de Alumínio, Filmes Finos, PEO e DAV.

KEYWORDS: Aluminum Oxide, Thin Films, PEO and DAV.

CITAÇÃO / CITATION: Viana, J.L. Et al. Filmes finos de alumina em substratos de alumínio 5052 por processo de Oxidação Eletrolítica à Plasma. The Academic Society Journal, 4(3), 167-180, 2020. DOI: doi.org/10.32640/tasj.2020.3.167.