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[en] EVALUATION OF THE EFFICIENCY OF ALUMINA-COATED P92 STEEL TO HIGH TEMPERATURES CORROSION / [pt] AVALIAÇÃO DA EFICÁCIA DA ALUMINA COMO REVESTIMENTO DO AÇO P92 NA CORROSÃO EM ALTAS TEMPERATURAS

GERSON ORTIZ GALLO 07 January 2019 (has links)
[pt] A redução na emissão de CO2 na atmosfera é um dos desafios atuais mais importantes enfrentados por diferentes indústrias no mundo. A geração de energia através da queima de combustíveis fósseis utilizando oxigênio puro [1], também chamada de tecnologia de oxicombustão, é uma opção utilizada pelas indústrias de geração de energia para minimizar os índices de concentração de CO2 até emissão ZERO [1,2]. Inevitavelmente, as tubulações dos trocadores de calor que conformam aquelas plantas de energia, sofrem corrosão em contato com os gases de combustão (H2O-CO2) em altas temperaturas. Estas tubulações, fabricadas com aço ou com ligas ferro-cromo vem sendo utilizadas no intuito de reduzir a corrosão. Tubulações com revestimentos/recobrimentos protetores tem sido também considerados para aumentar a resistência a processos corrosivos sem requerer o emprego de ligas de alto custo. Um revestimento adequado deve ser inerte e estável em altas temperaturas como é o caso dos materiais cerâmicos. A alumina, sendo um material estável em ambientes característicos do processo de oxicombustão apresenta características favoráveis para esta proteção [3]. Amostras de Fe-Cr foram oxidadas sob condições que simularam processos de Oxicombustão nos laboratórios do Bundesanstalt Für Materialforschung Und-Prüfung (BAM) Berlim-Alemanha. O processo ocorreu a 650 graus Celsius durante 2000 h, em atmosfera contendo 60 por cento CO2,30 por cento H2O, 7 por cento N2, 2 por cento O2 e 1 por cento SO2. A caracterização microestrutural das amostras oxidadas foi realizada nos laboratórios do instituto Nacional de Tecnologia (INT), utilizando técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Dispersão de Energia de Raios-X (EDS). Foram produzidos riscos na superfície do revestimento de Al2O3, previamente aos testes de oxidação, para simular falhas no revestimento; além da eficácia do revestimento de alumina, foi também avaliado o papel do cromo como meio protetor contra a corrosão e de outros elementos de liga no processo de oxidação do aço P92, buscando identificar o mecanismo de oxidação. Como resultado do fluxo dos gases de oxicombustão há formação de camadas de Fe3O4, Fe2O3 e cromo-espinélio nas ligas sem revestimento. As amostras que possuíam o revestimento de alumina apresentaram ótima proteção, com resultados de uma alta eficácia, enquanto as amostras que tinham riscos apresentaram uma oxidação interna de oxidação cromo-espinélio protetor na matriz logo abaixo da região afetada. / [en] The reduction in the emission of CO2 in the atmosphere is one of the most important problems faced by different industries in the world. The generation of energy from oxyfuel oxygen, [1], also called Oxyfuel technology, is a matter of CO2 emission for ZERO [1,2]. Inevitably, as pipes of the heat exchangers that make up these power plants, they suffer corrosion in contact with the flue gases (H2O-CO2) at high temperatures. These pipes, made of steel or iron-chromium alloys, are not used instead of reducing corrosion. Pipes with protective coatings have already been submitted to increase resistance to corrosive processes without requiring the use of high cost alloys. One which must be inert and static at high temperatures is the case of ceramic materials. An alumina, being a suitable material to the environments characteristic of the Oxyfuel process, presents characteristics favorable to the protection [3]. Fe-9Cr samples were oxidized under conditions that simulated Oxyfuel processes in the laboratories of the Bundesanstalt Für Materialforschung Und-Prüfung (BAM) Berlin-Germany. The process occurred at 650 degree Celsius for 2000 h, in an atmosphere containing 60 percent CO2, 30 percent H2O, 7 percent N2, 2 percent O2 and 1 percent SO2. The microstructural characterization of the oxidized samples was performed in the laboratories of the National Institute of Technology (INT), using Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) techniques. Risks were produced on the Al2O3 coating surface, prior to the oxidation tests, to simulate coating failures; besides the effectiveness of the alumina coating, the role of chromium as a protective medium against corrosion and other alloying elements in the oxidation process of P92 steel was also evaluated, in order to identify the oxidation mechanism. As a result of the flow of oxyfuel gases, Fe3O4, Fe2O3 and chromium-spinel layers are formed in the alloys without coating. The samples that had the alumina coating presented optimum protection, with results of a high efficiency, while the samples that had scratches presented an internal oxidation of protective chromium-spinel oxidation in the matrix just below the affected region.
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[en] SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF COPPER COATINGS ON POLYIMIDE MEMBRANES (PIR 003) / [pt] SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE RECOBRIMENTOS DE COBRE EM MEMBRANAS DE POLIIMIDA (PIR 003) E FITA KAPTON

23 November 2023 (has links)
[pt] A formação de juntas metálicas / poliméricas estáveis é um enorme desafio nas ciências dos materiais. A adesão requer uma interface que é capaz de interagir especificamente com a fase metálica. As poliimidas apresentam grupos amino primários altamente reativos às superfícies metálicas. Os recobrimentos metal/polímero se utilizam principalmente como membranas de separação de gases (permeabilidade e permissividade) e como material de baixa constante dielétrica para dispositivos microeletrônicos. Este trabalho vem fornecer a síntese dos recobrimentos metal/polímero em poliimida e fita kapton, por redução com H2, com posterior compreensão dos mecanismos de quimio-absorção a base de catalisadores da base de paládio, prata, hipoclorito de sodio e da adição de solventes na poliimida PIR 003, que permite a adesão do cobre. Foram utilizados os precursores de cobre em CuSO(4).5H(2)O e do CuCl(2), sintetizados a partir do CuO, para uma posterior redução em atmosfera de H2 e obter cobre métalico no recobrimento, permitindo o desenvolvimento de novas abordagens para metalização de materiais baseados naredução por H2 em polímeros. A utilização de modelos matemáticos permitiu dar uma visualização aproximada do ajuste dos parâmetros na redução do cobre por H2. As medidas do ângulo de contato nas poliimidas funcionalizadas deram uma visualização da influenciada adesão com o cobre e as medidas das caracterizações foram realizadas a fim de mostrar consistência dos resultados dos diferentes tratamentos, entre as quais foram: FTIR, MEV-EDS, TGA, DRX. O presente estudo demostra que com o precursor de CuSO(4).5H(2)O e a funcionalização com o NaClO 50 ml/l na poliimida, apresentou o maior valor de tamanhode cristalito de 61.8 nm e também de maior espessura de recobrimento de 182 micrometros. Finalmente, os testes de adesão para a poliimida PIR 003-Cu com o precursor de CuSO4.5H2O, no recobrimento sem tratamento teve uma força de tração aproximada de 4MPa e no caso do tratamento Sn/Pd (0.1/0.2 g/l) uma média aproximada de 10 MPa. / [en] The formation of stable metallic / polymeric joints is a huge challenge in materialsscience. Adhesion requires an interface that is capable of specifically interacting with themetallic phase. Polyimides have primary amino groups that are highly reactive to metalsurfaces. The coatings of these metal/polymer are mainly used as gas separationmembranes (permeability and permittivity) and as a low dielectric constant material formicroelectronic devices. This work provides the synthesis of metal/polymer coatings inpolyimide and kapton tape, by reduction with H2, with further understanding of the chemoabsorption mechanisms based on catalysts based on palladium, silver, sodium hypochloriteand the addition ofsolvents in the polyimide PIR 003, which allows the adhesion of copper.Copper precursors in CuSO(4).5H2O and CuCl(2), synthesized from CuO, were used forfurther reduction in H2 atmosphere and to obtain metallic copper in the coating, allowingthe development of new approaches for metallization of materials based on H2 reductionin polymers. The use of mathematical models allowed an approximate visualization of theadjustment of the parameters in the reduction of copper by H2. The contact anglemeasurements in the functionalized polyimides gave a visualization of the influence ofadhesion with copper and the characterization measurements were carried out in order toshow consistency of the results of the different treatments, among which were: FTIR,MEV-EDS, TGA, DRX. The present study demonstrates that with the CuSO4.5H2Oprecursor and the functionalization with 50 ml/l sodium hypochlorite in the polyimide, itpresented the largest crystallite size value of 61.8 nm and also the largest coating thicknessof 182 micrometers. Finally, the adhesion tests for the polyimide PIR 003-Cu with the precursor ofCuSO4.5H2O, in the untreated coating had a tensile strength of approximately 4MPa andin the case of the Sn/Pd treatment (0.1/0.2 g/l) a approximate average of 10 MPa.

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