A liga de alumínio AA2024-T3, extensivamente empregada na indústria aeronáutica, devido as microestruturas heterogêneas intencionalmente desenvolvidas para otimizar as propriedades mecânicas é susceptível a corrosão localizada. Com o intuito de prevenir a corrosão vários tratamentos de superfície têm sido investigados para substituir o tratamento de cromatização, e os filmes a base de sílica podem ser considerados como uma alternativa promissora. O objetivo deste trabalho é a obtenção, desenvolvimento e caracterização de filmes de viniltrimetoxisilano (VTMS) combinado com tetraetilortosilicato (TEOS) ou - glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) na presença e na ausência de ácido 1,2- diaminoetanotetrametileno fosfônico (EDTPO) como pré-tratamentos contra a corrosão da liga de alumínio AA2024-T3 em NaCl 0,05 mol L-1. Além disso, foi investigado o efeito da adição de argila na matriz híbrida sol-gel e de nanopartículas de sílica na matriz VTMS/GPTMS contendo EDTPO. Diferentes razões de precursores de sílica e concentrações de ácido fosfônico e de argila foram avaliadas. As propriedades anticorrosivas da liga com os filmes foram estudadas usando espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) após diferentes tempos de imersão. A estrutura química dos filmes e das soluções de partida foi determinada por espectroscopia de infravermelho (FT-IR), enquanto que a morfologia e composição dos filmes foram examindas através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX) e/ou Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios-X (XPS). Os resultados alcançados foram satisfatórios para a proteção contra a corrosão da AA2024 utilizando os revestimentos obtidos a partir do processo sol-gel e modificados com ácido fosfônico. Após a otimização dos revestimentos de sílica e de sílica/ácido fosfônicos estes sistemas foram avaliados como pré-tratamentos anticorrosivos e promotores de adesão de pintura epóxi comercial. Ensaios acelerados de corrosão permitiram comprovar a ação benéfica da camada de sílica como sistema de ancoragem da pintura epóxi. Foi verificado que os sistemas constituídos por sílica/pintura epóxi, sílica + ácido fosfônico/pintura epóxi e sílica/pintura epóxi modificada com polímero condutor propiciam uma efetiva proteção contra a corrosão da AA2024-T3. / The aluminum alloy AA2024-T3, used extensively in the aerospace industry, due to the heterogeneous microstructures intentionally designed to optimize the mechanical properties, is very susceptible to localized corrosion. In order to prevent the corrosion several surface treatments have been investigated to replace the chromate treatment and, in this way, silica based films can be regarded as a promising alternative. The aim of this work is the obtaining, development and characterization of films vinyltrimethoxysilane (VTMS) combined with tetraethylorthosilicate (TEOS) or -- glycidoxypropyltrimethoxysilane in the presence and absence of ethylenediamine tetrametilene phosphonic acid (EDTPO) as pretreatments against corrosion of aluminum alloy AA2024-T3 in NaCl 0.05 mol L-1. Furthermore, it was investigated the effect of adding clay to sol-gel hybrid matrix and silica nanoparticles to the matrix of VTMS/GPTMS films containing EDTPO. Different ratios of precursor and silica concentrations of phosphonic acid and clay were evaluated. The anticorrosive properties of the alloy coated with the modified silica films were studied using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) after different immersion times. The chemical structure of the films and the starting solutions were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), while the morphology and composition of the films were examined on using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy X-Ray (EDX) and / or Photoelectron Spectroscopy X-Ray (XPS). The results obtained were positive for the corrosion protection of AA2024 using the coatings obtained by the sol-gel method and modified with phosphonic acid. After optimization of the coatings of silica and silica/phosphonic acid we applied the best systems as anticorrosive pretreatments and adhesion promoters for one epoxy primer paint. Accelerated corrosion tests allowed check the beneficial action of the silica layer as anchoring system for the epoxy paint. It was found that the systems composed by: silica/epoxy paint and silica + phosphonic acid/epoxy paint and silica/ poxy paint modified with conductive polymer provide effective corrosion protection for the alloy AA2024. / La aleación de aluminio AA2024-T3, que se utiliza ampliamente en la industria aeronáutica, debido a las microestructuras heterogéneas intencionadamente diseñadas para optimizar las propiedades mecánicas, es muy susceptible a la corrosión localizada. Para prevenir la corrosión diversos tratamientos de superficie han sido investigados para reemplazar el tratamiento con cromato, en este sentido las películas a base de sílice constituyen una alternativa prometedora. El objetivo de este trabajo es la obtención, desarrollo y caracterización de películas de viniltrimetoxisilano (VTMS) combinado con tetraetilortosilicato (TEOS) o - glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) en presencia y ausencia de ácido etilendiamina tetrametilenofosfônico (EDTPO) como tratamientos previos contra la corrosión de la aleación de aluminio AA2024-T3 en NaCl 0,05 mol L- 1. Por otro lado, se investigó el efecto de la adición de arcilla en la matriz híbrida y la presencia de nanopartículas de sílice a la matriz solgel VTMS/GPTMS que contienen EDTPO. Se evaluaron diferentes proporciones de concentraciones de sílice y precursores de ácido fosfónico y arcilla. Las propiedades anticorrosivas de la aleación recubierta con los filmes de sílice modificados se estudiaron mediante espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) después de diferentes tiempos de inmersión. La estructura química de los filmes y de las soluciones de partida se caracterizaron por espectroscopia de infrarrojo (FT-IR), mientras que la morfología y la composición se examinaron por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de energía dispersiva de rayos-X (EDX) y/o espectroscopia de fotoelectrones de rayos-X (XPS). Los resultados obtenidos son positivos para la protección contra la corrosión del AA2024-T3 con el uso de los recubrimientos preparados con el método sol-gel y modificado con ácido fosfónico. Después de la optimización de los recubrimientos de sílice y sílice/ácido fosfónico, se aplicó los mejores sistemas como tratamientos anticorrosivos y promotores de la adherencia de una pintura epoxi de imprimación. Los ensayos de corrosión acelerados permitieron comprobar la acción beneficiosa de la capa de sílice como sistema de anclaje de la pintura epoxi. Se encontró que los sistemas compuestos por: la sílica/pintura epoxi, sílica + ácido fosfónico/pintura epoxi y sílica/pintura epoxi modificada con polímero conductor proporcionan una protección eficaz contra la corrosión de la aleación AA2024-T3.

O alumínio e suas ligas têm grande importância econômica, possuindo inúmeras aplicações na construção civil, indústria automobilística e aeronáutica, devido às suas excelentes propriedades, tais como baixa densidade, alta condutividade e resistência à corrosão. Entretanto em presença de cloretos, ocorre a corrosão por pites. Com o objetivo de prevenir a corrosão vários tratamentos de superfície têm sido desenvolvidos, entre os quais os filmes de silano, considerados ambientalmente corretos. Os revestimentos de silano apresentam-se como uma alternativa promissora para substituir o tratamento de cromatização, apresentando propriedades de materiais orgânicos e cerâmicos. O objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento corrosivo das ligas AA1100 e AA2024 em NaCl 0,05molL-1, revestidas com tetraetilortosilicato (TEOS)/ácidos fosfônicos. Os ácidos fosfônicos avaliados foram ATMP (ácido aminotrimetilenofosfônico) e EDTPO (ácido etilenodiamino tetrametilenofosfônico). A solução usada para a deposição consiste de 4% de TEOS dissolvido em etanol, água na proporção volumétrica 90:6, respectivamente. Diferentes concentrações de ácidos fosfônicos foram adicionadas ao banho de deposição. Verificou-se que revestimentos TEOS com adição de 5,00x10-4 mol L -1 ATMP e TEOS com 3,75x10-4 mol L-1 EDTPO permitiram a formação de filmes com menor porosidade, com aumento da resistência à corrosão da liga AA1100 para tempos prolongados de imersão. Para a liga AA2024 vários pré-tratamentos foram testados antes da deposição dos revestimentos. O pré-tratamento com ácido acético mostrou maior eficiência, atribuído à dissolução dos intermetálicos presentes na liga. Revestimentos de TEOS com 3,75x10-4 mol L-1 EDTPO apresentaram maior resistência de polarização. A incorporação de nanopartículas de sílica foi avaliada, verificando-se um melhor desempenho anticorrosivo, o qual foi relacionado ao efeito sinérgico entre o ácido fosfônico e a rede de sílica. / Aluminum and aluminum alloys have been extensively used in many technological applications, such as building materials, car manufacturing and aircraft industry, due to their excellent properties for instance, low density, high conductivity and corrosion resistance. However, a pitting corrosion process takes place in the presence of aggressive ions like chlorides. In order to prevent corrosion, many surface treatments have been developed, such as silane films, which are environmentally compliant coatings. The silane coatings are a promising alternative to replace the chromate surface treatment presenting properties of organic and ceramic materials. The aim of this work is to investigate the corrosive behavior of aluminum alloys AA1100 and AA2024 in a NaCl 0.05mol L-1 coated with tetraethyl orthosilicate (TEOS)/phosphonic acid. The phosphonic acids employed were the aminotrimethylenephosphonic acid (ATMP) and ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid (EDTPO). The deposition solutions used here consist of 4 vol % TEOS dissolved in 90:6 volume ratio ethanol and DI water mixed solvent. Different phosphonic acid concentrations were added to the silane bath, being obtained that TEOS films with the addition of 5.00x10-4 mol L-1 ATMP and TEOS with 3.75x10-4 mol L-1 EDTPO allow the formation of coatings with lower porosity, improving the corrosion resistance of the AA1100 alloy at prolonged immersion time. For the AA2024 various pre-treatments were tested before the silane deposition. The acetic acid pretreatment showed the higher efficiency, which was related to the dissolution of the intermetalics components of the alloy. The higher polarization resistance was obtained with the films of TEOS with 3.75x10-4 mol.L-1 EDTPO. The incorporation of nanoparticles of silica was tested and the corrosion behavior was improved, being related to a synergic effect between the phosphonic acid and the silica network.

O alumínio e suas ligas têm grande importância econômica, possuindo inúmeras aplicações na construção civil, indústria automobilística e aeronáutica, devido às suas excelentes propriedades, tais como baixa densidade, alta condutividade e resistência à corrosão. Entretanto em presença de cloretos, ocorre a corrosão por pites. Com o objetivo de prevenir a corrosão vários tratamentos de superfície têm sido desenvolvidos, entre os quais os filmes de silano, considerados ambientalmente corretos. Os revestimentos de silano apresentam-se como uma alternativa promissora para substituir o tratamento de cromatização, apresentando propriedades de materiais orgânicos e cerâmicos. O objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento corrosivo das ligas AA1100 e AA2024 em NaCl 0,05molL-1, revestidas com tetraetilortosilicato (TEOS)/ácidos fosfônicos. Os ácidos fosfônicos avaliados foram ATMP (ácido aminotrimetilenofosfônico) e EDTPO (ácido etilenodiamino tetrametilenofosfônico). A solução usada para a deposição consiste de 4% de TEOS dissolvido em etanol, água na proporção volumétrica 90:6, respectivamente. Diferentes concentrações de ácidos fosfônicos foram adicionadas ao banho de deposição. Verificou-se que revestimentos TEOS com adição de 5,00x10-4 mol L -1 ATMP e TEOS com 3,75x10-4 mol L-1 EDTPO permitiram a formação de filmes com menor porosidade, com aumento da resistência à corrosão da liga AA1100 para tempos prolongados de imersão. Para a liga AA2024 vários pré-tratamentos foram testados antes da deposição dos revestimentos. O pré-tratamento com ácido acético mostrou maior eficiência, atribuído à dissolução dos intermetálicos presentes na liga. Revestimentos de TEOS com 3,75x10-4 mol L-1 EDTPO apresentaram maior resistência de polarização. A incorporação de nanopartículas de sílica foi avaliada, verificando-se um melhor desempenho anticorrosivo, o qual foi relacionado ao efeito sinérgico entre o ácido fosfônico e a rede de sílica. / Aluminum and aluminum alloys have been extensively used in many technological applications, such as building materials, car manufacturing and aircraft industry, due to their excellent properties for instance, low density, high conductivity and corrosion resistance. However, a pitting corrosion process takes place in the presence of aggressive ions like chlorides. In order to prevent corrosion, many surface treatments have been developed, such as silane films, which are environmentally compliant coatings. The silane coatings are a promising alternative to replace the chromate surface treatment presenting properties of organic and ceramic materials. The aim of this work is to investigate the corrosive behavior of aluminum alloys AA1100 and AA2024 in a NaCl 0.05mol L-1 coated with tetraethyl orthosilicate (TEOS)/phosphonic acid. The phosphonic acids employed were the aminotrimethylenephosphonic acid (ATMP) and ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid (EDTPO). The deposition solutions used here consist of 4 vol % TEOS dissolved in 90:6 volume ratio ethanol and DI water mixed solvent. Different phosphonic acid concentrations were added to the silane bath, being obtained that TEOS films with the addition of 5.00x10-4 mol L-1 ATMP and TEOS with 3.75x10-4 mol L-1 EDTPO allow the formation of coatings with lower porosity, improving the corrosion resistance of the AA1100 alloy at prolonged immersion time. For the AA2024 various pre-treatments were tested before the silane deposition. The acetic acid pretreatment showed the higher efficiency, which was related to the dissolution of the intermetalics components of the alloy. The higher polarization resistance was obtained with the films of TEOS with 3.75x10-4 mol.L-1 EDTPO. The incorporation of nanoparticles of silica was tested and the corrosion behavior was improved, being related to a synergic effect between the phosphonic acid and the silica network.

A liga de alumínio AA2024-T3, extensivamente empregada na indústria aeronáutica, devido as microestruturas heterogêneas intencionalmente desenvolvidas para otimizar as propriedades mecânicas é susceptível a corrosão localizada. Com o intuito de prevenir a corrosão vários tratamentos de superfície têm sido investigados para substituir o tratamento de cromatização, e os filmes a base de sílica podem ser considerados como uma alternativa promissora. O objetivo deste trabalho é a obtenção, desenvolvimento e caracterização de filmes de viniltrimetoxisilano (VTMS) combinado com tetraetilortosilicato (TEOS) ou - glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) na presença e na ausência de ácido 1,2- diaminoetanotetrametileno fosfônico (EDTPO) como pré-tratamentos contra a corrosão da liga de alumínio AA2024-T3 em NaCl 0,05 mol L-1. Além disso, foi investigado o efeito da adição de argila na matriz híbrida sol-gel e de nanopartículas de sílica na matriz VTMS/GPTMS contendo EDTPO. Diferentes razões de precursores de sílica e concentrações de ácido fosfônico e de argila foram avaliadas. As propriedades anticorrosivas da liga com os filmes foram estudadas usando espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) após diferentes tempos de imersão. A estrutura química dos filmes e das soluções de partida foi determinada por espectroscopia de infravermelho (FT-IR), enquanto que a morfologia e composição dos filmes foram examindas através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX) e/ou Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios-X (XPS). Os resultados alcançados foram satisfatórios para a proteção contra a corrosão da AA2024 utilizando os revestimentos obtidos a partir do processo sol-gel e modificados com ácido fosfônico. Após a otimização dos revestimentos de sílica e de sílica/ácido fosfônicos estes sistemas foram avaliados como pré-tratamentos anticorrosivos e promotores de adesão de pintura epóxi comercial. Ensaios acelerados de corrosão permitiram comprovar a ação benéfica da camada de sílica como sistema de ancoragem da pintura epóxi. Foi verificado que os sistemas constituídos por sílica/pintura epóxi, sílica + ácido fosfônico/pintura epóxi e sílica/pintura epóxi modificada com polímero condutor propiciam uma efetiva proteção contra a corrosão da AA2024-T3. / The aluminum alloy AA2024-T3, used extensively in the aerospace industry, due to the heterogeneous microstructures intentionally designed to optimize the mechanical properties, is very susceptible to localized corrosion. In order to prevent the corrosion several surface treatments have been investigated to replace the chromate treatment and, in this way, silica based films can be regarded as a promising alternative. The aim of this work is the obtaining, development and characterization of films vinyltrimethoxysilane (VTMS) combined with tetraethylorthosilicate (TEOS) or -- glycidoxypropyltrimethoxysilane in the presence and absence of ethylenediamine tetrametilene phosphonic acid (EDTPO) as pretreatments against corrosion of aluminum alloy AA2024-T3 in NaCl 0.05 mol L-1. Furthermore, it was investigated the effect of adding clay to sol-gel hybrid matrix and silica nanoparticles to the matrix of VTMS/GPTMS films containing EDTPO. Different ratios of precursor and silica concentrations of phosphonic acid and clay were evaluated. The anticorrosive properties of the alloy coated with the modified silica films were studied using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) after different immersion times. The chemical structure of the films and the starting solutions were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), while the morphology and composition of the films were examined on using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy X-Ray (EDX) and / or Photoelectron Spectroscopy X-Ray (XPS). The results obtained were positive for the corrosion protection of AA2024 using the coatings obtained by the sol-gel method and modified with phosphonic acid. After optimization of the coatings of silica and silica/phosphonic acid we applied the best systems as anticorrosive pretreatments and adhesion promoters for one epoxy primer paint. Accelerated corrosion tests allowed check the beneficial action of the silica layer as anchoring system for the epoxy paint. It was found that the systems composed by: silica/epoxy paint and silica + phosphonic acid/epoxy paint and silica/ poxy paint modified with conductive polymer provide effective corrosion protection for the alloy AA2024. / La aleación de aluminio AA2024-T3, que se utiliza ampliamente en la industria aeronáutica, debido a las microestructuras heterogéneas intencionadamente diseñadas para optimizar las propiedades mecánicas, es muy susceptible a la corrosión localizada. Para prevenir la corrosión diversos tratamientos de superficie han sido investigados para reemplazar el tratamiento con cromato, en este sentido las películas a base de sílice constituyen una alternativa prometedora. El objetivo de este trabajo es la obtención, desarrollo y caracterización de películas de viniltrimetoxisilano (VTMS) combinado con tetraetilortosilicato (TEOS) o - glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) en presencia y ausencia de ácido etilendiamina tetrametilenofosfônico (EDTPO) como tratamientos previos contra la corrosión de la aleación de aluminio AA2024-T3 en NaCl 0,05 mol L- 1. Por otro lado, se investigó el efecto de la adición de arcilla en la matriz híbrida y la presencia de nanopartículas de sílice a la matriz solgel VTMS/GPTMS que contienen EDTPO. Se evaluaron diferentes proporciones de concentraciones de sílice y precursores de ácido fosfónico y arcilla. Las propiedades anticorrosivas de la aleación recubierta con los filmes de sílice modificados se estudiaron mediante espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) después de diferentes tiempos de inmersión. La estructura química de los filmes y de las soluciones de partida se caracterizaron por espectroscopia de infrarrojo (FT-IR), mientras que la morfología y la composición se examinaron por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de energía dispersiva de rayos-X (EDX) y/o espectroscopia de fotoelectrones de rayos-X (XPS). Los resultados obtenidos son positivos para la protección contra la corrosión del AA2024-T3 con el uso de los recubrimientos preparados con el método sol-gel y modificado con ácido fosfónico. Después de la optimización de los recubrimientos de sílice y sílice/ácido fosfónico, se aplicó los mejores sistemas como tratamientos anticorrosivos y promotores de la adherencia de una pintura epoxi de imprimación. Los ensayos de corrosión acelerados permitieron comprobar la acción beneficiosa de la capa de sílice como sistema de anclaje de la pintura epoxi. Se encontró que los sistemas compuestos por: la sílica/pintura epoxi, sílica + ácido fosfónico/pintura epoxi y sílica/pintura epoxi modificada con polímero conductor proporcionan una protección eficaz contra la corrosión de la aleación AA2024-T3.

Orientador: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Coorientadora: Midori Yoshikawa Pitanga / Banca: Verônica Mara de Oliveira Velloso / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Luiz Fábio dos Santos Vieira / Banca: Miguel Justino Ribeiro Barboza / Resumo: O estudo do comportamento em fadiga e corrosão dos materiais é de extrema importância para a indústria aeronáutica, considerando componentes estruturais que estão submetidos a carregamentos cíclicos constantemente. As ligas de alumínio desempenham papel fundamental nesse ramo, principalmente as ligas da série 7xxx de alta resistência. Como esses componentes também operam em ambientes marítimos, os revestimentos anticorrosivos são utilizados como proteção. Dos processos de revestimentos disponíveis atualmente, a substituição dos processos de anodização é considerado como urgente no meio acadêmico e nos setores industriais, devido à liberação de resíduos prejudiciais à saúde e ao meio ambiente gerados na aplicação dos revestimentos. O objetivo deste trabalho é estudar a influência do tratamento de implantação iônica por imersão a plasma (3IP) na vida em fadiga e corrosão da liga AA7050-T7451. Os ensaios de fadiga e corrosão com diferentes condições de tratamento 3IP permitiram uma análise comparativa, estabelecendo uma relação entre os parâmetros de tratamento como: voltagem x frequência x tempo. Observou-se uma grande interferência nas taxas de aquecimento, temperatura máxima, microdurezas e nanodureza superficiais, rugosidade, potenciais de corrosão, análises de EDS, DRX e fadiga principalmente quando há uma variação da frequência do processo 3IP. Os melhores resultados obtidos de resistência à fadiga e à corrosão dentre todas as combinações voltagem x frequência estudadas ne... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fatigue and corrosion behavior study of high strength materials are very important for the aeronautical industry, considering that structural components are constantly loaded to variable amplitude loading. Aluminum alloys play an important role in this subject, especially 7xxx alloys. These components also operate in marina environments, and then coatings are used as protection. The replacement of anodizing processes is considered urgent in the academic and industrial sectors, due to the release of waste and harmful conditions to health and the environment generated from the application of the coatings. The objective of this work is to study the influence of plasma immersion ion implantation (IIIP) on the fatigue life of AA7050-T7451 aluminum alloy. Fatigue and corrosion tests with different PIII treatments, established a relationship between treatment parameters such as voltage x frequency x time. It was observed a large interference on heating rate, maximum temperature, surface microhardness, nanohardness, roughness, corrosion potential, EDS, XRD and fatigue resistance especially with the frequency variation on the PIII process. The best results of fatigue resistance and corrosion with all combinations in this work, were obtained by procedures with lower temperature as a consequence the low impact frequency / Doutor

A liga binária Al-Cu é a base para todas as ligas da série 2xxx que são de grande importância em diversas aplicações como na indústria aeronáutica, transporte, máquinas e equipamentos. No entanto, pouco se conhece sobre os efeitos do tipo de solidificação desta liga e da deformação plástica sobre sua resistência à corrosão em meio aquoso. O escopo deste trabalho foi procurar correlacionar microestruturas da liga Al-4,5%p.Cu solidificada de maneira convencional e unidirecional vertical ascendente (brutas de fusão, deformadas plasticamente por forjamento rotativo a frio, e tratadas termicamente visando recristalização), orientações preferenciais de grãos com as características de resistência à corrosão. Foram utilizadas técnicas de microscopia eletrônica de varredura e óptica, difratometria de raios X e ensaios eletroquímicos em soluções de NaCl 0,6 M e Na2SO4 0,1M por polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. A taxa de corrosão foi maior em solução de NaCl 0,6 M do que em Na2SO4 0,1M para todas as amostras. O aumento da redução por deformação plástica conduziu a uma diminuição da resistência à corrosão da liga devido ao aumento das tensões internas e ao aparecimento de orientações preferenciais dos grãos de menor densidade planar como (200) e (220). As amostras recristalizadas apresentaram de uma forma geral uma resistência maior quando comparada às amostras não recristalizadas, comportamento atribuído ao alívio de tensões internas e ao desaparecimento da orientação preferencial do plano menos denso (220). / The binary Al-Cu alloy is the basis for all AA2xxx alloys, being important in several applications as aeronautical industry, transportation, machines and equipments. However, few is known about the effect of the type of solidification of this alloy and plastic deformation on the corrosion resistance in aqueous medium. The scope of this work was to correlate microstructures of the Al-4.5 % wt. Cu alloy solidified under conventional and upward direct chilling conditions (as cast condition, plastic formed by cold swaging, and heat treated seeking recristallyzation), crystallographic orientations and corrosion resistance characteristics. Scanning electron microscopy and optical, X ray diffractometry techniques and electrochemical measurements in NaCl 0,6 M and Na2SO4 0,1 M potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy were used. The corrosion rate in NaCl 0,6 M was higher than in Na2SO4 0,1 M for all samples. The increase of the plastic deformation led to alloy corrosion resistance decrease, due to the internal stresses increase and the arising of less dense grain preferred orientations of lower planar density as (200) and (220) orientations. The recristallyzed samples presented in a general way a higher corrosion resistance, when compared to the non recristallyzed samples, being imputed to the internal tension relieve and the extinction of the plane (220) of lower planar density to a structure of random orientation.

A liga binária Al-Cu é a base para todas as ligas da série 2xxx que são de grande importância em diversas aplicações como na indústria aeronáutica, transporte, máquinas e equipamentos. No entanto, pouco se conhece sobre os efeitos do tipo de solidificação desta liga e da deformação plástica sobre sua resistência à corrosão em meio aquoso. O escopo deste trabalho foi procurar correlacionar microestruturas da liga Al-4,5%p.Cu solidificada de maneira convencional e unidirecional vertical ascendente (brutas de fusão, deformadas plasticamente por forjamento rotativo a frio, e tratadas termicamente visando recristalização), orientações preferenciais de grãos com as características de resistência à corrosão. Foram utilizadas técnicas de microscopia eletrônica de varredura e óptica, difratometria de raios X e ensaios eletroquímicos em soluções de NaCl 0,6 M e Na2SO4 0,1M por polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. A taxa de corrosão foi maior em solução de NaCl 0,6 M do que em Na2SO4 0,1M para todas as amostras. O aumento da redução por deformação plástica conduziu a uma diminuição da resistência à corrosão da liga devido ao aumento das tensões internas e ao aparecimento de orientações preferenciais dos grãos de menor densidade planar como (200) e (220). As amostras recristalizadas apresentaram de uma forma geral uma resistência maior quando comparada às amostras não recristalizadas, comportamento atribuído ao alívio de tensões internas e ao desaparecimento da orientação preferencial do plano menos denso (220). / The binary Al-Cu alloy is the basis for all AA2xxx alloys, being important in several applications as aeronautical industry, transportation, machines and equipments. However, few is known about the effect of the type of solidification of this alloy and plastic deformation on the corrosion resistance in aqueous medium. The scope of this work was to correlate microstructures of the Al-4.5 % wt. Cu alloy solidified under conventional and upward direct chilling conditions (as cast condition, plastic formed by cold swaging, and heat treated seeking recristallyzation), crystallographic orientations and corrosion resistance characteristics. Scanning electron microscopy and optical, X ray diffractometry techniques and electrochemical measurements in NaCl 0,6 M and Na2SO4 0,1 M potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy were used. The corrosion rate in NaCl 0,6 M was higher than in Na2SO4 0,1 M for all samples. The increase of the plastic deformation led to alloy corrosion resistance decrease, due to the internal stresses increase and the arising of less dense grain preferred orientations of lower planar density as (200) and (220) orientations. The recristallyzed samples presented in a general way a higher corrosion resistance, when compared to the non recristallyzed samples, being imputed to the internal tension relieve and the extinction of the plane (220) of lower planar density to a structure of random orientation.

Revestimentos de silanos foram depositados sobre a liga de alumínio 2024 - T3 a fim de avaliar a sua utilização como revestimento protetor à corrosão. O capítulo I trata sobre o estudo do comportamento corrosivo de tratamentos baseados na deposição de camadas de 3-(trimetoxisililpropilmetacrilato (TMSPM) e/ou nitrato de cério sobre a liga de alumínio 2024 T-3 (AA2024 T-3). A resistência à corrosão foi avaliada por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) durante a imersão em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹. Microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de dispersão em energia (EDS) foram utilizados para avaliar a superfície antes e após os tratamentos. Os resultados eletroquímicos mostraram que o nitrato de cério, quando presente entre duas camadas de TMSPM (camada depositada tipo sandwich), aumenta a resistência à corrosão. Este comportamento foi atribuído a presença de uma camada interna rica em silício e cério e outra mais externa rica em TMSPM, a qual aumenta o efeito barreira da camada. O capítulo II mostra um material hibrido orgânico-inorgânico carregado baseado em sílica, que foi obtido pelo método sol-gel. Esse híbrido foi usado como precursor para a síntese de um novo revestimento para ser usado sobre alumínio 99,999% e a liga de alumínio 2024-T3. A caracterização do material hibrido sintetizado foi feita por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono 13 (13C NMR) e análise termogravimétrica (TGA). O comportamento corrosivo desse revestimento híbrido foi avaliado em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹( pH:7), e em Na2SO4 0,3% (pH:3) atravês de técnicas de polarizações potenciodinâmicas e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Adicionalmente, o revestimento híbrido foi analisado por MEV e EDS. Experimentos de EIE feitos com o alumínio revestido em meio contendo sulfato (pH:7) e soluções contendo cloreto mostraram um aumento da resistência à corrosão comparada com o alumínio nu. Este fato foi interpretado baseado num processo de troca iônica entre o anion NO3- presente no filme hibrido pelos anions SO4-² ou Cl- presents na solução. Desta forma, este híbrido sol-gel permite a formação de um revestimento protetor para o alumínio, o qual mostra diferentes propriedades eletroquímicas de acordo com o contra-ion presente no filme. Para o liga AA2024T3 os testes realizados em meio de cloreto revelaram que este revestimento não apresenta propriedades protetora. / Silanes coatings were deposited on aluminum alloy AA 2024 - T3, in order to obtain a protective film against corrosion. The chapter I aims at studying the corrosion behavior of treatments based on the deposition of layers of metacryloxypropylmethoxysilane (MAOS) and/or cerium nitrate on aluminum alloy 2024 T-3 (AA2024-T3). The corrosion resistance was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) during immersion in 0.1M Na2SO4 and NaCl solutions. Atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were also used to perform a surface analysis before and after the treatments. The electrochemical results show that cerium nitrate, when present between two layers of MAOS (sandwich-type deposited layer), improves the corrosion resistance. This can be attributed to the presence of an internal layer rich in silicium and cerium and another external MAOS layer, which further improves the barrier effect of the layer. The chapter II shows the charged organic-inorganic silica based hybrid material, containing the 1,4 diazoniabycicle[2.2.2]octane group that was obtained using the solgel method. This hybrid was used as precursor for the synthesis of a novel coating on 99.999% aluminum substrate. The characterization of the synthethysed hybrid material was carried out using NMR spectroscopy and Thermal Analysis. The corrosion behavior of this hybrid coating deposited on aluminum was evaluated in 0.1molL-¹ NaCl, Na2SO4 solution at pH 7 and in 0.3% (v/v) Na2SO4 solution at pH 3 by using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In addition, the hybrid coating was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). EIS experiments performed with the coated aluminum in sulphate (pH:7) and chloride solutions have shown an improved corrosion resistance compared to the bare metal. This feature was interpreted on the basis of an ion-exhange process between the NO3ˉ anion contained in the hybrid film by the SO4-² or Cl- anions present in the solution. Thus, this novel hybrid sol-gel allows the formation of protective coating showing different properties according to the contra-ion present in the film. Tests performed with the coated aluminum alloy AA 2024-T3 in chloride media have showed that the protective effect of this coating is not adequate.

Revestimentos de silanos foram depositados sobre a liga de alumínio 2024 - T3 a fim de avaliar a sua utilização como revestimento protetor à corrosão. O capítulo I trata sobre o estudo do comportamento corrosivo de tratamentos baseados na deposição de camadas de 3-(trimetoxisililpropilmetacrilato (TMSPM) e/ou nitrato de cério sobre a liga de alumínio 2024 T-3 (AA2024 T-3). A resistência à corrosão foi avaliada por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) durante a imersão em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹. Microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de dispersão em energia (EDS) foram utilizados para avaliar a superfície antes e após os tratamentos. Os resultados eletroquímicos mostraram que o nitrato de cério, quando presente entre duas camadas de TMSPM (camada depositada tipo sandwich), aumenta a resistência à corrosão. Este comportamento foi atribuído a presença de uma camada interna rica em silício e cério e outra mais externa rica em TMSPM, a qual aumenta o efeito barreira da camada. O capítulo II mostra um material hibrido orgânico-inorgânico carregado baseado em sílica, que foi obtido pelo método sol-gel. Esse híbrido foi usado como precursor para a síntese de um novo revestimento para ser usado sobre alumínio 99,999% e a liga de alumínio 2024-T3. A caracterização do material hibrido sintetizado foi feita por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono 13 (13C NMR) e análise termogravimétrica (TGA). O comportamento corrosivo desse revestimento híbrido foi avaliado em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹( pH:7), e em Na2SO4 0,3% (pH:3) atravês de técnicas de polarizações potenciodinâmicas e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Adicionalmente, o revestimento híbrido foi analisado por MEV e EDS. Experimentos de EIE feitos com o alumínio revestido em meio contendo sulfato (pH:7) e soluções contendo cloreto mostraram um aumento da resistência à corrosão comparada com o alumínio nu. Este fato foi interpretado baseado num processo de troca iônica entre o anion NO3- presente no filme hibrido pelos anions SO4-² ou Cl- presents na solução. Desta forma, este híbrido sol-gel permite a formação de um revestimento protetor para o alumínio, o qual mostra diferentes propriedades eletroquímicas de acordo com o contra-ion presente no filme. Para o liga AA2024T3 os testes realizados em meio de cloreto revelaram que este revestimento não apresenta propriedades protetora. / Silanes coatings were deposited on aluminum alloy AA 2024 - T3, in order to obtain a protective film against corrosion. The chapter I aims at studying the corrosion behavior of treatments based on the deposition of layers of metacryloxypropylmethoxysilane (MAOS) and/or cerium nitrate on aluminum alloy 2024 T-3 (AA2024-T3). The corrosion resistance was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) during immersion in 0.1M Na2SO4 and NaCl solutions. Atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were also used to perform a surface analysis before and after the treatments. The electrochemical results show that cerium nitrate, when present between two layers of MAOS (sandwich-type deposited layer), improves the corrosion resistance. This can be attributed to the presence of an internal layer rich in silicium and cerium and another external MAOS layer, which further improves the barrier effect of the layer. The chapter II shows the charged organic-inorganic silica based hybrid material, containing the 1,4 diazoniabycicle[2.2.2]octane group that was obtained using the solgel method. This hybrid was used as precursor for the synthesis of a novel coating on 99.999% aluminum substrate. The characterization of the synthethysed hybrid material was carried out using NMR spectroscopy and Thermal Analysis. The corrosion behavior of this hybrid coating deposited on aluminum was evaluated in 0.1molL-¹ NaCl, Na2SO4 solution at pH 7 and in 0.3% (v/v) Na2SO4 solution at pH 3 by using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In addition, the hybrid coating was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). EIS experiments performed with the coated aluminum in sulphate (pH:7) and chloride solutions have shown an improved corrosion resistance compared to the bare metal. This feature was interpreted on the basis of an ion-exhange process between the NO3ˉ anion contained in the hybrid film by the SO4-² or Cl- anions present in the solution. Thus, this novel hybrid sol-gel allows the formation of protective coating showing different properties according to the contra-ion present in the film. Tests performed with the coated aluminum alloy AA 2024-T3 in chloride media have showed that the protective effect of this coating is not adequate.

Revestimentos de silanos foram depositados sobre a liga de alumínio 2024 - T3 a fim de avaliar a sua utilização como revestimento protetor à corrosão. O capítulo I trata sobre o estudo do comportamento corrosivo de tratamentos baseados na deposição de camadas de 3-(trimetoxisililpropilmetacrilato (TMSPM) e/ou nitrato de cério sobre a liga de alumínio 2024 T-3 (AA2024 T-3). A resistência à corrosão foi avaliada por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) durante a imersão em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹. Microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de dispersão em energia (EDS) foram utilizados para avaliar a superfície antes e após os tratamentos. Os resultados eletroquímicos mostraram que o nitrato de cério, quando presente entre duas camadas de TMSPM (camada depositada tipo sandwich), aumenta a resistência à corrosão. Este comportamento foi atribuído a presença de uma camada interna rica em silício e cério e outra mais externa rica em TMSPM, a qual aumenta o efeito barreira da camada. O capítulo II mostra um material hibrido orgânico-inorgânico carregado baseado em sílica, que foi obtido pelo método sol-gel. Esse híbrido foi usado como precursor para a síntese de um novo revestimento para ser usado sobre alumínio 99,999% e a liga de alumínio 2024-T3. A caracterização do material hibrido sintetizado foi feita por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono 13 (13C NMR) e análise termogravimétrica (TGA). O comportamento corrosivo desse revestimento híbrido foi avaliado em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹( pH:7), e em Na2SO4 0,3% (pH:3) atravês de técnicas de polarizações potenciodinâmicas e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Adicionalmente, o revestimento híbrido foi analisado por MEV e EDS. Experimentos de EIE feitos com o alumínio revestido em meio contendo sulfato (pH:7) e soluções contendo cloreto mostraram um aumento da resistência à corrosão comparada com o alumínio nu. Este fato foi interpretado baseado num processo de troca iônica entre o anion NO3- presente no filme hibrido pelos anions SO4-² ou Cl- presents na solução. Desta forma, este híbrido sol-gel permite a formação de um revestimento protetor para o alumínio, o qual mostra diferentes propriedades eletroquímicas de acordo com o contra-ion presente no filme. Para o liga AA2024T3 os testes realizados em meio de cloreto revelaram que este revestimento não apresenta propriedades protetora. / Silanes coatings were deposited on aluminum alloy AA 2024 - T3, in order to obtain a protective film against corrosion. The chapter I aims at studying the corrosion behavior of treatments based on the deposition of layers of metacryloxypropylmethoxysilane (MAOS) and/or cerium nitrate on aluminum alloy 2024 T-3 (AA2024-T3). The corrosion resistance was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) during immersion in 0.1M Na2SO4 and NaCl solutions. Atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were also used to perform a surface analysis before and after the treatments. The electrochemical results show that cerium nitrate, when present between two layers of MAOS (sandwich-type deposited layer), improves the corrosion resistance. This can be attributed to the presence of an internal layer rich in silicium and cerium and another external MAOS layer, which further improves the barrier effect of the layer. The chapter II shows the charged organic-inorganic silica based hybrid material, containing the 1,4 diazoniabycicle[2.2.2]octane group that was obtained using the solgel method. This hybrid was used as precursor for the synthesis of a novel coating on 99.999% aluminum substrate. The characterization of the synthethysed hybrid material was carried out using NMR spectroscopy and Thermal Analysis. The corrosion behavior of this hybrid coating deposited on aluminum was evaluated in 0.1molL-¹ NaCl, Na2SO4 solution at pH 7 and in 0.3% (v/v) Na2SO4 solution at pH 3 by using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In addition, the hybrid coating was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). EIS experiments performed with the coated aluminum in sulphate (pH:7) and chloride solutions have shown an improved corrosion resistance compared to the bare metal. This feature was interpreted on the basis of an ion-exhange process between the NO3ˉ anion contained in the hybrid film by the SO4-² or Cl- anions present in the solution. Thus, this novel hybrid sol-gel allows the formation of protective coating showing different properties according to the contra-ion present in the film. Tests performed with the coated aluminum alloy AA 2024-T3 in chloride media have showed that the protective effect of this coating is not adequate.