The purpose of the thesis was to study chemical and corrosion resistance of selected conversion coatings. The corrosion and the possibilities of corrosion protection with focus on conversion coatings on aluminum and steel surface were described in the theoretical part. In the experimental part corrosion and chemical resistance of samples without the next treatment and samples with polyester powder coating and synthetic coating were tested.

There are very few studies that have investigated directly the effect of an oxide film on tin whisker growth, since the cracked oxide theory was proposed by Tu in 1994. The current work has investigated the effect of using an electrochemically formed oxide and both a molybdate conversion coating and a tungstate conversion coating on tin whisker growth from Sn-Cu electrodeposits on Cu, and compared it with that from a native air-formed oxide. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) has been used to investigate the effect of coating parameters on the thickness and composition of the oxide film. The XPS studies show that the oxide film formed using either of the conversion coating baths was significantly thicker than that produced from the potassium bicarbonate-potassium carbonate bath. Initial observations suggest that both the tungstate-based conversion coatings and the molybdate-based conversion coatings significantly reduced whisker growth by over 80 %, compared with a native air-formed oxide, and provide improved whisker mitigation compared with the electrochemically formed oxides. The current work has also investigated the potential of using a dual-layer system, comprised of both an electrochemically formed oxide bottom layer and an acrylic conformal coating top layer, for the mitigation of tin whisker growth. The electrochemically formed oxide used in the dual-layer system was produced at 2 V vs. Ag/AgCl while passing a charge of 60 mC cm-2 and the thickness of the conformal coating was aimed to be between ~5 μm to ~6 μm. This thickness was chosen to enable the study of whisker growth on a shorter time scale and to study the effect the electrochemically formed oxide had when used in conjunction. Initial observations showed that the dual-layer system provided improved whisker mitigation compared with both the electrochemically formed oxides and acrylic conformal coatings when used singularly. As part of the self-healing work, nanocapsules filled with the reactive agent were needed to be synthesised and the compatibility of them with different solvents needed to be studied. Capsules filled with the reactive agent were successfully synthesised, however, it was found that the capsules agglomerated and the size of the capsules, in some instances, were too large to be incorporated into a thin conformal coating. Regardless, the capsules were still analysed to check the compatibility with different solvents, to identify a suitable conformal coating mixture that would not dissolve the polymer shell of the capsules. It was observed that the capsules were stable in three out of the five solvents that were analysed, them being isopropanol (IPA), butanone and methylcyclohexane.

Atualmente o ramo industrial tem voltado grande parte de suas atenções para situações ambientais. Um dos grandes problemas mundiais encontra-se no uso de cromo hexavalente, prejudicial à saúde humana, além de contaminar leitos e rios por ser solúvel em água e a fosfatização que é responsável pela eutrofização das águas. Novos processos sustentáveis têm sido estudados para reduzir os impactos ambientais causados por esses tratamentos, dentre os quais podemos citar os revestimentos chamados de nanocerâmicos, por formarem camadas nanoestruturadas de óxido de zircônio na superfície do substrato. Vários parâmetros influenciam na formação da camada (substrato, pH, concentração, tempo). O trabalho teve como objetivo o estudo da influência dos parâmetros no desempenho contra a corrosão do revestimento formado por camadas de conversão obtidas a base de ácido hexafluorzircônio em aço galvanizado. O comportamento eletroquímico foi analisado através dos ensaios de potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica. Também foram realizados ensaios de avaliação anticorrosiva com adição de um revestimento final (tinta comercial) sobre a camada de conversão para avaliar o comportamento como revestimento. A partir dos ensaios realizados chega-se a parâmetros que foram considerados ideais e com melhor desempenho. Com isso obtém-se um pré-tratamento capaz de fazer frente a processos convencionais de cromatização e fosfatização. / Currently, the industrial sector has turned much of their attention to environmental situations. One of the great global problems is the use of hexavalent chromium, harmful to human health and pollute rivers and beds being soluble in water and phosphate which is responsible for water eutrophication. New sustainable processes have been studied to reduce the environmental impacts caused by these treatments, among which we can mention the nanoceramic coatings called for forming nanostructured layers of zirconium oxide on the substrate surface. Several parameters influence the layer formation (substrate, pH, concentration, time). The work aims to study the influence of parameters on the performance against corrosion coating formed by conversion layers obtained acid based hexafluorzirconic on galvanized steel. The electrochemical behavior was analyzed through the trials of open circuit potential data, electrochemical impedance spectroscopy and polarization. Also evaluation trials were performed with addition of an anti-corrosive top coat (commercial ink) on the layer of conversion coating painted as to evaluate the corrosion resistance. From the tests to parameters that were considered ideal and best performance. Thus is obtained a pretreatment able to cope with the conventional processes chromate and phosphate.

Atualmente o ramo industrial tem voltado grande parte de suas atenções para situações ambientais. Um dos grandes problemas mundiais encontra-se no uso de cromo hexavalente, prejudicial à saúde humana, além de contaminar leitos e rios por ser solúvel em água e a fosfatização que é responsável pela eutrofização das águas. Novos processos sustentáveis têm sido estudados para reduzir os impactos ambientais causados por esses tratamentos, dentre os quais podemos citar os revestimentos chamados de nanocerâmicos, por formarem camadas nanoestruturadas de óxido de zircônio na superfície do substrato. Vários parâmetros influenciam na formação da camada (substrato, pH, concentração, tempo). O trabalho teve como objetivo o estudo da influência dos parâmetros no desempenho contra a corrosão do revestimento formado por camadas de conversão obtidas a base de ácido hexafluorzircônio em aço galvanizado. O comportamento eletroquímico foi analisado através dos ensaios de potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica. Também foram realizados ensaios de avaliação anticorrosiva com adição de um revestimento final (tinta comercial) sobre a camada de conversão para avaliar o comportamento como revestimento. A partir dos ensaios realizados chega-se a parâmetros que foram considerados ideais e com melhor desempenho. Com isso obtém-se um pré-tratamento capaz de fazer frente a processos convencionais de cromatização e fosfatização. / Currently, the industrial sector has turned much of their attention to environmental situations. One of the great global problems is the use of hexavalent chromium, harmful to human health and pollute rivers and beds being soluble in water and phosphate which is responsible for water eutrophication. New sustainable processes have been studied to reduce the environmental impacts caused by these treatments, among which we can mention the nanoceramic coatings called for forming nanostructured layers of zirconium oxide on the substrate surface. Several parameters influence the layer formation (substrate, pH, concentration, time). The work aims to study the influence of parameters on the performance against corrosion coating formed by conversion layers obtained acid based hexafluorzirconic on galvanized steel. The electrochemical behavior was analyzed through the trials of open circuit potential data, electrochemical impedance spectroscopy and polarization. Also evaluation trials were performed with addition of an anti-corrosive top coat (commercial ink) on the layer of conversion coating painted as to evaluate the corrosion resistance. From the tests to parameters that were considered ideal and best performance. Thus is obtained a pretreatment able to cope with the conventional processes chromate and phosphate.

Trivalent chromium conversion coatings formed on Al and Al-Cu alloys has been investigated using high-resolution, analytical electron microscopy, atomic force microscopy, ion beam analysis, glow discharge optical emission spectroscopy, Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, electrochemical impedance spectroscopy, potentiodynamic polarization and electrochemical noise analysis. These coatings on the electropolished Al and sputtering-deposed Al consist of a chromium- and zirconium-rich outer layer and a thinner, aluminium-rich inner layer. Zirconium and chromium are presented in chemical states consistent with ZrO2, Cr(OH)3, Cr2(SO4)3, CrF3 and CrO3 or CrO42-. However, negligible amounts of hexavalent chromium species occurred in both coatings formed in de-aerated solution. On AA2024-T351 alloys, the coating above the second phase particles was thicker than that on the matrix due to the increased localized alkalinity. Moreover, the localized corrosion and copper enrichment of the matrix occurred at the coating base. The presence of copper resulted in a thinner coating at the matrix compared with superpure aluminium. An Fe(III)-containing D30 desmutter can effectively remove the protruded particles generated by alkaline etching. Moreover, a thinner oxide film on the D30-treated surface was evidenced to promote the coating initiation on the matrix. Further, the coating comprised the concentrated zirconium oxyfluorides and decreased contents of aluminium and copper. Coated alloys displayed a significantly enhanced corrosion protection, especially the cathoidc inhibition. In terms of coating post-treatments, the water immersion (40 ºC, pH 5) soon after conversion treatment revealed a simple but effective process to improve the fluoride enrichment in coatings and to enhance corrosion protection of freshly-developed coatings. Increasing concentration of solid-solution copper in sputtering-deposited alloys, in a range of 2, 24, 40 and 64 at.%Cu, significantly promotes the coating growth kinetics and an evident and a thicker corrosion layer by substrate dissolution was observed on Al-40 at.%Cu alloys. In addition, the relationship of copper-rich deposits with Cr(VI) transformation was demonstrated by Raman spectroscopy.

Atualmente o ramo industrial tem voltado grande parte de suas atenções para situações ambientais. Um dos grandes problemas mundiais encontra-se no uso de cromo hexavalente, prejudicial à saúde humana, além de contaminar leitos e rios por ser solúvel em água e a fosfatização que é responsável pela eutrofização das águas. Novos processos sustentáveis têm sido estudados para reduzir os impactos ambientais causados por esses tratamentos, dentre os quais podemos citar os revestimentos chamados de nanocerâmicos, por formarem camadas nanoestruturadas de óxido de zircônio na superfície do substrato. Vários parâmetros influenciam na formação da camada (substrato, pH, concentração, tempo). O trabalho teve como objetivo o estudo da influência dos parâmetros no desempenho contra a corrosão do revestimento formado por camadas de conversão obtidas a base de ácido hexafluorzircônio em aço galvanizado. O comportamento eletroquímico foi analisado através dos ensaios de potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica. Também foram realizados ensaios de avaliação anticorrosiva com adição de um revestimento final (tinta comercial) sobre a camada de conversão para avaliar o comportamento como revestimento. A partir dos ensaios realizados chega-se a parâmetros que foram considerados ideais e com melhor desempenho. Com isso obtém-se um pré-tratamento capaz de fazer frente a processos convencionais de cromatização e fosfatização. / Currently, the industrial sector has turned much of their attention to environmental situations. One of the great global problems is the use of hexavalent chromium, harmful to human health and pollute rivers and beds being soluble in water and phosphate which is responsible for water eutrophication. New sustainable processes have been studied to reduce the environmental impacts caused by these treatments, among which we can mention the nanoceramic coatings called for forming nanostructured layers of zirconium oxide on the substrate surface. Several parameters influence the layer formation (substrate, pH, concentration, time). The work aims to study the influence of parameters on the performance against corrosion coating formed by conversion layers obtained acid based hexafluorzirconic on galvanized steel. The electrochemical behavior was analyzed through the trials of open circuit potential data, electrochemical impedance spectroscopy and polarization. Also evaluation trials were performed with addition of an anti-corrosive top coat (commercial ink) on the layer of conversion coating painted as to evaluate the corrosion resistance. From the tests to parameters that were considered ideal and best performance. Thus is obtained a pretreatment able to cope with the conventional processes chromate and phosphate.

Os revestimentos eletrozincados empregados como proteção galvânica ativa sobre os aços são utilizados industrialmente há longo tempo. Entretanto, como o zinco é um elemento muito reativo, o tratamento da sua superfície é necessário para aumentar sua vida útil. O tratamento mais utilizado consiste em imersão em solução de conversão contendo cromo hexavalente, o qual vem sendo banido por gerar substâncias tóxicas e carcinogênicas, tendo sua utilização proibida pelas normas europeias. Neste trabalho, foram estudados tratamentos alternativos ao cromato para o aço eletrozincado que não geram resíduos tóxicos. O tratamento escolhido foi desenvolvido em etapas. A primeira etapa envolveu o uso de um composto orgânico, o 2 butino-1,4 diol propoxilato, em solução com sais oxidantes e com nitrato de cério como aditivo. A etapa seguinte consistiu em imersão da superfície tratada pela etapa anterior, em um agente oxidante, o peróxido de hidrogênio. A terceira etapa consistiu na imersão em solução com 2 butino-1,4 diol propoxilato e oxalato de nióbio amoniacal (ANO). As superfícies tratadas, após cada uma das etapas, foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia por infravermelho (FTIR) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS). A caracterização quanto à corrosão das superfícies tratadas foi feita por ensaios de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os resultados mostraram que cada uma das etapas teve uma contribuição no aumento da resistência à corrosão e esta foi dependente do tempo de tratamento em cada uma das três etapas. A composição química das camadas obtidas foi caracterizada por FTIR e XPS. Esta última técnica permitiu analisar a distribuição dos elementos nas camadas formadas ao longo da espessura da mesma, usando a técnica de desbaste (sputtering), obtendo perfis de profundidade. A presença de ácido carboxílico ligado ao substrato metálico (zinco) foi observada. Os resultados mostraram que ocorreu formação de camada orgânica e a incorporação de cério e de nióbio a esta camada. Estes se apresentam distribuídos em toda a extensão da camada, na forma de óxidos em dois estados de oxidação, III e IV, no caso do cério, e IV e V, no caso do nióbio. As camadas formadas após as várias etapas adotadas contêm uma estrutura polimérica formada por filme orgânico e uma mistura de óxidos, particularmente óxido e hidróxido de zinco, os quais ficam retidos na estrutura da camada e conferem proteção à corrosão do substrato metálico por períodos prolongados de imersão. Os resultados quanto a proteção à corrosão mostraram que o tratamento com o melhor desempenho (T10_10_10) proporcionou proteção ao substrato por longos períodos de tempo e esta foi superior em comparação à promovida por camada de cromato, tanto pelo ensaio de névoa salina como o de EIE. Este tratamento mostrou-se, portanto, uma alternativa promissora para substituição de camada de cromato na proteção de aço eletrozincado, tanto do ponto de vista ambiental, por não gerar resíduos tóxicos, como de resistência à corrosão. / Electrogalvanized coatings are employed as active galvanic protection to steel and its applications have been used industrially for a long time. However, as zinc is a very reactive element, the treatment of the surface is necessary to increase its lifespan. The most common treatment consisted of a conversion treatment in solution containing hexavalent chromium, which has been banned by generating toxic and carcinogenic substances, and its use prohibited by European standards. In this work, surface treatments alternative to chromating for electrogalvanized steel that do not generate toxic waste were studied. The chosen treatment was developed in stages. The first stage involved the use of an organic compound, 2 butyne 1,4 diol propoxylate in solution with oxidizing salts and cerium nitrate as an additive. The next step involved immersing the treated surface by the previous step in an oxidizing agent, hydrogen peroxide. The third step consisted of immersion in solution with 2-butyne 1,4 diol propoxylate and ammonium niobium oxalate (ANO). Treated surfaces after each step were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR) and photoelectron spectroscopy X- ray (XPS). The characterization for corrosion of the treated surfaces was made by salt spray tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results showed that each step has a contribution in increasing the corrosion resistance and this was dependent on the treatment time adopted in each of the three stages. The chemical composition of the layers obtained was characterized by FTIR and XPS. This last technique allowed to analyze the distribution of the elements in the layer formed along its thickness, by sputtering the surface to obtain depth profiling. The presence of carboxylic acid bonded to the metal substrate (zinc) was observed. The results showed that there was formation of organic layer and the incorporation of cerium and niobium this layer. These elements were distributed throughout the length of the layer in the form of oxides in two oxidation states; in the case of cerium, as III and IV, and IV and V, in the case of niobium. The layers formed after the various steps contain a polymeric structure and a mixture of oxides/hydroxide, particularly of zinc, which are retained in the structure of the layer and provide corrosion protection to the metal substrate for prolonged periods. The corrosion results showed that the best treatment (T10_10_10) provided protection to the substrate for long periods of time and that was higher compared to that promoted by the chromate layer, either by the salt spray test as the EIS test. Therefore, this treatment proved a promising replacement to chromate layer in the corrosion protection of electrogalvanised steel, either from its corrosion properties or from an environmental point of view.

Orientador: Prof. Dr. Renato Altobelli Antunes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2017. / Neste estudo foram avaliadas três técnicas de dispersão para o processamento de nanocompósitos de matriz de epóxi com nanopartículas de diferentes geometrias: lamelares, fibrilares e esféricas. Para isso, foram preparados nanocompósitos com montmorilonita, laponita, nanotubos de haloisita, nanotubos de carbono e nanossílica por meio de mistura mecânica, sonicação e moagem de alta energia. A dispersão das nanopartículas na matriz foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espalhamento de raios x a baixo ângulo. Os resultados mostraram que o processo de sonicação foi o melhor para dispersar as nanopartículas em epóxi, sendo, portanto, utilizado para a fabricação de nanocompósitos híbridos com matriz de epóxi. Esses materiais apresentam duas fases sólidas nanométricas dispersas na matriz e, neste estudo, foram combinadas nanopartículas de diferentes geometrias, a fim de avaliar as propriedades mecânicas e reológicas dos híbridos e compará-las com as dos nanocompósitos com apenas uma nanopartícula (nanocompósitos convencionais). As propriedades mecânicas foram medidas por meio de ensaios de resistência à flexão, de resistência ao impacto (Izod) e análise dinâmico-mecânica. As propriedades reológicas foram medidas por meio de ensaios de cisalhamento oscilatório de pequenas amplitudes das dispersões não curadas. Com exceção da ductilidade, os nanocompósitos convencionais exibiram propriedades inferiores às da matriz. Já os nanocompósitos híbridos apresentaram propriedades mecânicas superiores às dos nanocompósitos convencionais, e em alguns casos, superiores às da matriz, indicando algum nível de efeito sinergético entre as nanopartículas. As propriedades reológicas das dispersões não curadas indicaram que algumas partículas apresentaram boa dispersão na matriz, antes do processo de cura. Contudo, tal característica não foi convertida em ganhos reais de propriedades mecânicas e os nanocompósitos correspondentes exibiram propriedades muito similares às das amostras supostamente mal dispersas. Esse foi um indicativo de que as propriedades finais dos nanocompósitos foram essencialmente determinadas pelos parâmetros envolvidos no processo de cura do material. / In this study, three dispersion techniques were evaluated for the processing of nanocomposites with epoxy matrix and nanoparticles with different geometries: lamellar, fibrillar and spherical. Therefore, nanocomposites with montmorillonite, laponite, halloysite nanotubes, carbon nanotubes and nanosilica were prepared via magnetic stirring, sonication and high energy milling. The dispersion of the nanoparticles in the epoxy matrix was evaluated using scanning electron microscopy, X-ray diffraction and small angle X-ray scattering. The results showed that sonication was the best method to disperse the nanoparticles in epoxy. Thus, it was used to manufacture hybrid nanocomposites with epoxy matrix. These materials have two different nanometric solid phases, dispersed in the matrix and, in this study, nanoparticles of different geometries were combined, aiming to evaluate the mechanical and rheological properties of the hybrids and compare them to those of the nanocomposites which have only one nanoparticle (conventional nanocomposites). The mechanical properties of the nanocomposites were evaluated through flexural testing, impact strength (Izod) and dynamic-mechanical analysis. The rheological properties were measured by small amplitude oscillatory shear tests of the uncured dispersions. Apart from ductility, the conventional nanocomposites showed inferior properties to those of the matrix. However, the hybrid nanocomposites exhibited superior properties to those of conventional nanocomposites and in some cases, even superior to those of the matrix, suggesting some level of synergistic effects between the nanoparticles. The rheological properties of the uncured dispersions indicated that some particles had good dispersion in the matrix, prior to the curing process. However, such feature was not converted into real gains on mechanical properties and the corresponding nanocomposites exhibited very similar properties to the supposedly poorly dispersed samples. This was an indicative that the final properties of nanocomposites were essentially determined by the parameters involved in the material curing process.

Os revestimentos eletrozincados empregados como proteção galvânica ativa sobre os aços são utilizados industrialmente há longo tempo. Entretanto, como o zinco é um elemento muito reativo, o tratamento da sua superfície é necessário para aumentar sua vida útil. O tratamento mais utilizado consiste em imersão em solução de conversão contendo cromo hexavalente, o qual vem sendo banido por gerar substâncias tóxicas e carcinogênicas, tendo sua utilização proibida pelas normas europeias. Neste trabalho, foram estudados tratamentos alternativos ao cromato para o aço eletrozincado que não geram resíduos tóxicos. O tratamento escolhido foi desenvolvido em etapas. A primeira etapa envolveu o uso de um composto orgânico, o 2 butino-1,4 diol propoxilato, em solução com sais oxidantes e com nitrato de cério como aditivo. A etapa seguinte consistiu em imersão da superfície tratada pela etapa anterior, em um agente oxidante, o peróxido de hidrogênio. A terceira etapa consistiu na imersão em solução com 2 butino-1,4 diol propoxilato e oxalato de nióbio amoniacal (ANO). As superfícies tratadas, após cada uma das etapas, foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia por infravermelho (FTIR) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS). A caracterização quanto à corrosão das superfícies tratadas foi feita por ensaios de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os resultados mostraram que cada uma das etapas teve uma contribuição no aumento da resistência à corrosão e esta foi dependente do tempo de tratamento em cada uma das três etapas. A composição química das camadas obtidas foi caracterizada por FTIR e XPS. Esta última técnica permitiu analisar a distribuição dos elementos nas camadas formadas ao longo da espessura da mesma, usando a técnica de desbaste (sputtering), obtendo perfis de profundidade. A presença de ácido carboxílico ligado ao substrato metálico (zinco) foi observada. Os resultados mostraram que ocorreu formação de camada orgânica e a incorporação de cério e de nióbio a esta camada. Estes se apresentam distribuídos em toda a extensão da camada, na forma de óxidos em dois estados de oxidação, III e IV, no caso do cério, e IV e V, no caso do nióbio. As camadas formadas após as várias etapas adotadas contêm uma estrutura polimérica formada por filme orgânico e uma mistura de óxidos, particularmente óxido e hidróxido de zinco, os quais ficam retidos na estrutura da camada e conferem proteção à corrosão do substrato metálico por períodos prolongados de imersão. Os resultados quanto a proteção à corrosão mostraram que o tratamento com o melhor desempenho (T10_10_10) proporcionou proteção ao substrato por longos períodos de tempo e esta foi superior em comparação à promovida por camada de cromato, tanto pelo ensaio de névoa salina como o de EIE. Este tratamento mostrou-se, portanto, uma alternativa promissora para substituição de camada de cromato na proteção de aço eletrozincado, tanto do ponto de vista ambiental, por não gerar resíduos tóxicos, como de resistência à corrosão. / Electrogalvanized coatings are employed as active galvanic protection to steel and its applications have been used industrially for a long time. However, as zinc is a very reactive element, the treatment of the surface is necessary to increase its lifespan. The most common treatment consisted of a conversion treatment in solution containing hexavalent chromium, which has been banned by generating toxic and carcinogenic substances, and its use prohibited by European standards. In this work, surface treatments alternative to chromating for electrogalvanized steel that do not generate toxic waste were studied. The chosen treatment was developed in stages. The first stage involved the use of an organic compound, 2 butyne 1,4 diol propoxylate in solution with oxidizing salts and cerium nitrate as an additive. The next step involved immersing the treated surface by the previous step in an oxidizing agent, hydrogen peroxide. The third step consisted of immersion in solution with 2-butyne 1,4 diol propoxylate and ammonium niobium oxalate (ANO). Treated surfaces after each step were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR) and photoelectron spectroscopy X- ray (XPS). The characterization for corrosion of the treated surfaces was made by salt spray tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results showed that each step has a contribution in increasing the corrosion resistance and this was dependent on the treatment time adopted in each of the three stages. The chemical composition of the layers obtained was characterized by FTIR and XPS. This last technique allowed to analyze the distribution of the elements in the layer formed along its thickness, by sputtering the surface to obtain depth profiling. The presence of carboxylic acid bonded to the metal substrate (zinc) was observed. The results showed that there was formation of organic layer and the incorporation of cerium and niobium this layer. These elements were distributed throughout the length of the layer in the form of oxides in two oxidation states; in the case of cerium, as III and IV, and IV and V, in the case of niobium. The layers formed after the various steps contain a polymeric structure and a mixture of oxides/hydroxide, particularly of zinc, which are retained in the structure of the layer and provide corrosion protection to the metal substrate for prolonged periods. The corrosion results showed that the best treatment (T10_10_10) provided protection to the substrate for long periods of time and that was higher compared to that promoted by the chromate layer, either by the salt spray test as the EIS test. Therefore, this treatment proved a promising replacement to chromate layer in the corrosion protection of electrogalvanised steel, either from its corrosion properties or from an environmental point of view.

This work deals with phosphating technology of steel. In theoretical part are summarized facts about conventional phosphating process, including steel surfaces pretreatment. In the next chapter the latest contemporary technology of phosphating is discussed, i.e. electrolytic phosphating. This chapter contains principles and characteristics of this technique. Than follow comparisons of electrolytic phosphating and conventional process, concerning economical and ecological aspects. In experimental part is firstly stated nowaday situation of process analyses of phosphating bath for electrolytic phosphating. Intention of experimental part is finding of analytical technique which can be used in operating conditions of phosphating production line. Next chapter render an account of all analytical techniques – measuring of density, refractive index, conductance, reduction potential, pH, turbidity and determination of sulphate, iron and phosphate by indicator papers. Discussion of all results leads to conclusions on tested techniques in connection with practical use in operating conditions of phosphating production line and recommendations for use of individual analytical techniques.