Estudo do processo de anodização por voltagem modulada do titanio e da liga Ti-6Al-7Nb

Orientadores : Celia Marina de Alvarenga Freire, Margarita Ballester CardonaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: As características protetoras das superficies de aços galvanizados são geralmente intensificadas através da passivação por cromo hexavalente (Cr+6). Porém, por ser este um elemento tóxico, vários estudos visando a substituição do procedimento de cromatização vêm sendo realizados. As resinas de polissiloxanos e materiais híbridos organo-inorgânicos preparados pelo processo sol-gel, podem vir a ser um excelente substituinte ao processo de cromatização. Neste trabalho, filmes híbridos organo-inorgânico e filmes de silicone foram aplicados em aço galvanizado e em camadas de Zn-Fe. Os revestimentos foram então avaliados através de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. Os dados obtidos pela Espectroscopia foram modelados através de um circuito equivalente, permitindo a obtenção dos parâmetros eletroquímicos para os sistemas avaliados. Além disso, o potencial em circuito aberto, para os diferentes sistemas, foi monitorado durante processo de desgaste em sistema pino-disco em solução de NaCl 3%. Os revestimentos foram comparados em termos de resistência à corrosão e coeficiente de fricção. Os resultados mostram um bom desempenho para os revestimentos como protetores de corrosão e o comportamento destes mostraram-se dependente do tipo de revestimento metálico que foi aplicado no açoAbstract: Chromating pre-treatments have been widely used to improve galvanized steel corroslOn resistance. However, due to the high toxicity of chromate ions, chromatation pre-treatments tend to be banned and, in last years, altemative coating systems are under investigation. Recently, polysiloxanes and hybrids materiais by the sol-gel process have been extensively investigated. These materiaIs may be considered as promising substitutes for chromatation pre-treatments. In this work organic-inorganic hybrid materiais and silicone films have been prepared and applied on galvanized steel and on steel electroplated with a Zn-Fe alloy. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was used as a technique for the evaluation of the corrosion mechanisms of the coating systems and the EIS data was fitted to an equivalent circuit from which the electrochemical parameters were obtained. AdditionaIly, the evolution of open circuit potential, for samples, was monitored during altemative reciprocating sliding against an alumina pin in a 3% NaCI solution. The behaviour of the coatings has been compared in terms of corrosion potential and friction coefficient. Results show the protective character of the hybrid films and silicon resin films, when compared with uncovered specimens. The overaIl performance of the coating systems appears to be highl dependent on the type of metaIlic coating applied to the steelMestradoMateriais e Processos de FabricaçãoMestre em Engenharia Mecânic

Estudo de recobrimentos de silicato e aluminato obtidos por oxidação por plasma eletrolítico em liga de alumínio

As ligas de Alumínio são utilizadas para diversas finalidades e para a maioria dos casos a superfície dessesmateriais precisa ser modificada a fim de se melhorar propriedades como resistência ao desgaste e corrosão.Neste cenário, o processo de oxidação por plasma eletrolítico (PEO) surge como uma alternativa viável paraprodução de recobrimentos sobre esses substratos, já que o alumínio apresenta baixo ponto de fusão e esteprocesso ocorre em baixas temperaturas. Neste trabalho, recobrimentos obtidos por plasma eletrolítico foramproduzidos sobre a superfície de ligas de alumínio empregando diferentes parâmetros de forma a se compararos recobrimentos obtidos. A caracterização foi feita por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE)com intuito de analisar o desempenho frente a corrosão. Modelo de circuito equivalente foi empregado paraajustar as curvas de EIE, de forma a melhor entender o comportamento da superfície. A partir dos resultadosobtidos, foi possível constatar que em menor tensão (250 V), houve maior formação de filme sobre o substratoe consequentemente uma melhor proteção do mesmo. Quando comparado ao alumínio sem recobrimento,as amostras revestidas apresentaram uma melhora em termos de corrosão, apresentando maior resistência.Palavras-chave: Alumínio, Corrosão, Plasma Eletrolítico, EIE

Characterization of organic-inorganic hybrid coatings for corrosion protection of galvanized steel and electroplated ZnFe steel

The development of hybrids materials has been extensively investigated in recent years. The combination of a wide variety of compositions and production processes had permitted the use of these materials in different applications like coatings for corrosion protection of metals. In this worko organic-inorganic hybrid materials have been prepared from the hydrolysis of tetraethylorthosilicate and silanol-terminated polidymetilmetoxysilane using a sol-gel process. These materials have been applied on galvanized steel and on steel electroplated with a ZnFe. In order to evaluate the degradation behavior of these coatings, electrochemical techniques (Electrochemical Impedance Spectroscopy and Potentiodynamic Polarization) were used. EIS data was fitted to an equivalent circuit from which the electrochemical parameters were obtained. Results show a good protective character of the hybrid films, when compared with uncovered specimens. The overall performance of the coating systems appears to be highly dependent on the kind of metallic coating applied to the steel.The authors gratefully acknowledgments to Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), to Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico (CNPq) of Brasil, and to Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), Portugal – project - SFRH/BPD/5518/2001 by the financier support

Electrochemical characterization of samples of commercial steel treated with acetylene plasma

104-111Cutting tools have been employed in wood processing must be corrosion and wear resistant due to the acidic composition of wood and the wear generated during cutting, which lead to the deterioration of steel saws. Hydrogenated amorphous carbon films possess mechanical, tribological and barrier properties that can increase the hardness, wear and corrosion resistance of this type of tool. This work has involved an investigation of the effectiveness of plasma-deposited amorphous carbon thin films in protecting commercial carbon steel saws. Before deposition, the substrates were sputter-cleaned in argon plasma (19.27 Pa; 50 W) for 180 s. The films have been deposited using acetylene and argon mixtures excited by a radio frequency power supply (13.56 MHz, 70 W). The concentration of acetylene in the mixture has been varied in the inverse proportion to that of argon so as to maintain a constant total gas pressure of 1.8 Pa. The deposition time was 3600 s. The chemical behavior of the coated saws have been evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curves.Surface images of the plasma-coated samples have been recorded by scanning electron microscopy (SEM). The results have indicated that the plasma treatment has increased the corrosion resistance of carbon steel samples in acidic solutions

Estudo da eficiência do Orbignya oleifera como inibidor verde de corrosão para aço com baixo teor de carbono comparado com inibidor comercial em solução HCl 1M

O trabalho visa um estudo comparativo entre a eficiência do óleo de coco babaçu (Orbignya oleifera) utilizadocomo inibidor verde de corrosão e um inibidor comercial testados em aço ABNT 1020 em meio contendoácido clorídrico. A avaliação foi realizada utilizando técnicas eletroquímicas de polarização linear aliado aoMétodo de Extrapolação de Tafel e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. As concentrações dos inibidoresutilizadas foram 3, 4 e 5 g/L em solução contendo ácido clorídrico (HCl) 1M. Os resultados de espectroscopiade impedância eletroquímica mostraram que o Orbignya oleifera atua como inibidor de adsorção eque sua eficiência de inibição (56,45%) é superior comparado a eficiência do inibidor comercial (36,08%) naconcentração de 3 g/L, uma vez que apresentou maior resistência de transferência de carga (47,3Ω) em comparaçãoao inibidor HPAA (32,23Ω). Os resultados de polarização linear mostraram que o óleo de Orbignyaoleífera aumentou a eficiência de inibição no aço ABNT 1020 em solução de HCl 1M nas concentração de 3e 4 g/L. A máxima eficiência inibidora do Orbignya oleífera neste ensaio foi de 48%, que pode estar associadaa composição química desse óleo, na qual consta a presença do ácido láurico com concentração de 47%, oque pode ter contribuído para uma camada de inibição mais eficiente.Palavras chave: aço carbono, inibidor verde, corrosão, técnicas eletroquímicas

Electrochemical characterization of samples of commercial steel treated with acetylene plasma

Cutting tools have been employed in wood processing must be corrosion and wear resistant due to the acidic compositionof wood and the wear generated during cutting, which lead to the deterioration of steel saws. Hydrogenated amorphouscarbon films possess mechanical, tribological and barrier properties that can increase the hardness, wear and corrosionresistance of this type of tool. This work has involved an investigation of the effectiveness of plasma-deposited amorphouscarbon thin films in protecting commercial carbon steel saws. Before deposition, the substrates were sputter-cleaned inargon plasma (19.27 Pa; 50 W) for 180 s. The films have been deposited using acetylene and argon mixtures excited by aradio frequency power supply (13.56 MHz, 70 W). The concentration of acetylene in the mixture has been varied in theinverse proportion to that of argon so as to maintain a constant total gas pressure of 1.8 Pa. The deposition time was 3600 s.The chemical behavior of the coated saws have been evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) andpolarization curves.Surface images of the plasma-coated samples have been recorded by scanning electron microscopy(SEM). The results have indicated that the plasma treatment has increased the corrosion resistance of carbon steel samples inacidic solutions

Monitoramento da corrosão do aço de baixo carbono em sistema com fluxo turbulento de NaCl 3%: uma investigação eletroquímica

Em dutos que operam em regime turbulento, o processo corrosivo é acelerado e diretamente responsável por inúmeros prejuízos em plantas industriais, tais como paradas nas linhas de produção, falhas em equipamentos e elevados custos de manutenção. Embora haja poucos estudos laboratoriais nesta condição de escoamento, há um consenso entre inúmeros pesquisadores que o monitoramento e investigações nesta condição são essenciais, uma vez que simulam condições representativas da realidade industrial. Este trabalho investigou a influência do fluxo do meio eletrolítico sobre os parâmetros eletroquímicos do aço ABNT 1020 em solução NaCl 3% submetido a diferentes velocidades (0,21, 0,42, 0,62 e 0,84 m.s-1), relacionando os resultados obtidos por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e Polarização Potenciodinâmica Linear (PPL). Os ensaios eletroquímicos foram realizados a partir de uma plataforma experimental construída para tal finalidade e acoplada às conexões do potenciostato, a fim de se obter curvas experimentais enquanto o eletrólito fluía dentro da célula e interagia com a superfície do metal. Os resultados mostraram que a variação da velocidade provoca mudanças notáveis nos principais parâmetros do ensaio e que as técnicas eletroquímicas corroboraram entre si mesmo em condições turbulentas de escoamento na plataforma de testes.Palavras-chave: Corrosão. Aço carbono. Fluxo turbulento. Eletroquímica.

Organic-inorganic hybrid coatings and polysiloxanes resins for corrosion protection of galvanized steel and electroplated ZnFe steel

Orientador : Celia Marina de Alvarenga FreireTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: As características protetoras das superfícies de aços galvanizados são geralmente intensificadas através da passivação por cromo hexavalente (Cr+6). Porém, por ser este um elemento tóxico, vários estudos visando a substituição do procedimento de cromatização vêm sendo realizados. As resinas de polissiloxanos e materiais híbridos organo-inorgânicos preparados pelo processo sol-gel, podem vir a ser um excelente substituinte ao processo de cromatização. Neste trabalho, filmes híbridos organo-inorgânico e filmes de silicone foram aplicados em aço galvanizado e em camadas de Zn-Fe. Os revestimentos foram então avaliados através de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. Os dados obtidos pela Espectroscopia foram modelados através de um circuito equivalente, permitindo a obtenção dos parâmetros eletroquímicos para os sistemas avaliados. Além disso, o potencial em circuito aberto, para os diferentes sistemas, foi monitorado durante processo de desgaste em sistema pino-disco em solução de NaCI 3%. Os revestimentos foram comparados em termos de resistência à corrosão e coeficiente de fricção. Os resultados mostram um bom desempenho para os revestimentos como protetores de corrosão e o comportamento destes mostraram-se dependente do tipo de revestimento metálico que foi aplicado no açoAbstract: Chromating pre-treatments have been widely used to improve galvanized steel corrosion resistance. However, due to the high toxicity of chromate ions, chromatation pre-treatments tend to be banned and, in last years, alternative coating systems are under investigation. Recently, polysiloxanes and hybrids materiais by the sol-gel process have been extensively investigated. These materiais may be considered as promising substitutes for chromatation pre-treatments. In this work organic-inorganic hybrid materiais and silicone films have been prepared and applied on galvanized steel and on steeJ electroplated with a Zn-Fe alloy. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was used as a technique for the evaluation of the corrosion mechanisms of the coating systems and the EIS data was fitted to an equivalent circuit from which the electrochemical parameters were obtained. Additionally, the evolution of open circuit potential, for samples, was monitored during alternative reciprocating sliding against an alumina pin in a 3% NaCl solution. The behaviour of the coatings has been compared in terms of corrosion potential and friction coefficient. Results show the protective character of the hybrid films and silicon resin films, when compared with uncovered specimens. The overall performance of the coating systems appears to be highly dependent on the type of metallic coating applied to the steelDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânic

Characterization of organic-inorganic hybrid coatings for corrosion protection of galvanized steel and electroplated ZnFe steel

The development of hybrids materials has been extensively investigated in recent years. The combination of a wide variety of compositions and production processes had permitted the use of these materials in different applications like coatings for corrosion protection of metals. In this work organic-inorganic hybrid materials have been prepared from the hydrolysis of tetraethylorthosilicate and silanol-terminated polidymetilmetoxysilane using a sol-gel process. These materials have been applied on galvanized steel and on steel electroplated with a ZnFe. In order to evaluate the degradation behavior of these coatings, electrochemical techniques (Electrochemical Impedance Spectroscopy and Potentiodynamic Polarization) were used. EIS data was fitted to an equivalent circuit from which the electrochemical parameters were obtained. Results show a good protective character of the hybrid films, when compared with uncovered specimens. The overall performance of the coating systems appears to be highly dependent on the kind of metallic coating applied to the steel.5964Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES