Na presente tese realizou-se um estudo a respeito da tribocorrosão, isto é, atuação simultânea dos mecanismos de desgaste e corrosão, da liga Ti6Al4V, da mesma liga nitretada e dela recoberta por filmes DLC obtidos por PACVD em meio fisiológico simulado, considerando que ligas de titânio são amplamente empregadas em próteses sujeitas a esforços e os filmes a base de carbono apresentam grande potencial como biomaterial. Paralelamente foi estudada a obtenção de filmes DLC sobre titânio através de uma técnica pouco usual para aquisição destes revestimentos, a eletrodeposição. As amostras nitretadas foram caracterizadas ao MEV, por difração de raios X e microdureza. Os filmes produzidos por PACVD foram caracterizados ao MEV, espectroscopia Raman e a dureza, através de nanoidentação. Para os diferentes materiais, ensaios eletroquímicos, em solução fisiológica simulada, foram realizados a fim de verificar a resistência à corrosão e ensaios de desgaste a seco, para avaliar o comportamento tribológico.O comportamento frente à tribocorrosão, onde os mecanismos de desgaste e de corrosão atuaram simultaneamente, foram realizados para a liga, liga nitretada e filmes DLC depositados por PACVC. A liga Ti6Al4V mostrou-se bastante resistente à corrosão, apesar do pobre comportamento tribológico. Ensaios de tribocorrosão confirmaram a boa resistência à corrosão da liga, mesmo com os mecanismos de desgaste e corrosão atuando simultaneamente. A camada de nitretos, obtida do processo de nitretação, apresentou melhora no comportamento tribológico, frente à corrosão e tribocorrosão. Filmes DLC apresentaram excelente resistência ao desgaste e à corrosão quando ensaios foram realizados separadamente. Ensaios de tribocorrosão mostraram a falha prematura do filme quando da atuação simultânea dos mecanismos. O estudo paralelo a respeito da eletrodeposição confirmou a possibilidade de obtenção de filmes DLC através desta técnica, a temperatura ambiente. Os filmes foram avaliados por espectroscopia Raman e testados quanto à resistência à corrosão e ao desgaste. A dureza dos filmes foi avaliada por nanoidentação e a morfologia, verificada ao MEV e AFM. Filmes obtidos a partir de acetonitrila apresentaram uma melhora na resistência à corrosão comparado ao titânio puro, enquanto que os filmes obtidos de DMF comportaram-se similarmente ao titânio, possivelmente pela presença de trincas nanométricas. Relativo à resistência ao desgaste, os filmes obtidos de DMF, mostraram-se mais eficazes. / In the present work it was performed a study about tribocorrosion performance of Ti6Al4V bare alloy and the same alloy Ti6Al4V nitrided or even recovered by DLC films in simulated physiologic environment considering the extensive application of this alloy in loaded implants and the possibility to use DLC films as a biomaterial. At the same time, it was studied the electrodepositon of DLC films onto titanium. Nitride samples were characterized by SEM (scanning electron microscopy), X ray diffraction and microhardness. The DLC films obtained by PACVC technique were characterized by SEM, Raman spectroscopy and nanoidentation. Corrosion experiments were conducted in simulated physiologic environment. The tribologic behavior was evaluated by dry wear tests. Tribocorrosion behavior, with corrosion and wear mechanisms acting simultaneously, was evaluated for the bare alloy, nitrided alloy and DLC films obtained by PACVD technique. The alloy is quite resistant to corrosion despite its poor tribological behavior. Tribocorrosion tests confirmed the good resistance to corrosion even when the degradation mechanisms of wear and corrosion act simultaneously. The nitride compound layer improved the tribological, corrosion and tribocorrosion behavior. DLC films presented high performance to either corrosion or wear mechanisms, however a catastrophic failure of the coating was observed in tribocorrosion tests. A parallel study confirmed the possibility of obtaining DLC films by a electrodeposition technique at room temperature. Raman measurements, corrosion and wear tests were performed. The hardness of the films was evaluated by nanoidentation. Films obtained from acetonitrile present a better corrosion resistance with respect to pure titanium. Films obtained from DMF presented a similar corrosion behavior as presented by titanium probably due the presence of some detected nanocracks. The films obtained from DMF presented a better tribological behavior.

Células a combustível são dispositivos de transformação de energia que convertem energia química em energia elétrica. Entre todos os tipos de células a combustível, as do tipo óxido sólido de alta temperatura (HTSOFC), que operam dentro de uma faixa de temperatura de 600 ºC a 1000 ºC são as que apresentam uma tecnologia mais promissora, devido a sua alta eficiência energética. Com a redução de temperatura de operação das células para faixa de 600 ºC a 800 ºC (célula a combustível do tipo óxido sólido de temperatura intermediária - ITSOFC) possibilitou a substituição de materiais cerâmicos por materiais metálicos na fabricação dos interconectores. Entre as ligas metálicas, o aço inoxidável ferrítico tem sido proposto por apresentar coeficiente de expansão térmica compatível com os demais componentes da célula, boa condutividade elétrica e baixo custo. Entretanto, em temperaturas elevadas, os interconectores metálicos de aço inoxidável ferrítico começam a oxidar, formando uma camada de óxido de cromo (Cr2O3), a qual atua como isolante elétrico. Para resolver este problema, revestimentos cerâmicos protetores têm sido propostos. Entre os revestimentos propostos, oxidos do tipo perovskitas e do tipo espinélios, têm sido utilizados, no entanto, os espinélios apresentam maior estabilidade do que as perovskitas em altas temperaturas. Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo obter revestimento cerâmico do tipo espinélio sobre o aço inoxidável ferrítico AISI 430. Para obtenção dos revestimentos foi utilizada a técnica de eletroposição, observando-se o efeito da variação do pH do eletrólito e do pré-tratamento superficial do substrato sobre a adesão e regularidade do revestimento. Após a obtenção do revestimento, realizou-se tratamento térmico em diferentes temperaturas a fim de verificar a influência da temperatura na obtenção do óxido do tipo espinélio, NiFe2O4. Os revestimentos obtidos foram avaliados quanto às propriedades morfológicas, estruturais e químicas por meio de: microscopia eletrônica de varredura (MEV), perfilometria, difração de raios-X (DRX) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Além disso, os filmes foram avaliados quanto à resistência à oxidação por 43 horas a 800 ºC. Os resultados obtidos mostraram que foi possível obter o revestimento à base de Fe-Ni, e após o tratamento térmico houve a formação do óxido do tipo espinélio desejado (NiFe2O4). O revestimento obtido foi uniforme e contínuo sobre o substrato metálico, agindo como barreira para difusão do cromo, porém não impediu a difusão do oxigênio, permitindo a formação de Cr2O3 na interface entre o revestimento e o substrato. / Fuel cells are energy-generating devices that transform chemical energy into electrical energy. Considering all types of fuel cells, the high temperature solid oxide fuel cells (HTSOFC) that operate between the temperatures of 600 ºC and 1000 ºC are the ones that appear to offer the most promising technology, due to its high efficiency. However, the reduction on the operational temperature of this kind of cell to the 600 ºC to 800 ºC temperature range (intermediate temperature solid oxide fuel cell – ITSOFC) enabled the usual ceramic materials to be replaced by metallic materials on the manufacture of interconnectors. Among the metallic alloys, the ferritic stainless steel has been suggested as a valuable option, since it presents not only a thermal expansion coefficient compatible with the other components of the cell, but also good electrical conductivity and low cost. Nevertheless, at high temperatures the ferritic stainless steel interconnectors start to suffer oxidation, forming a chromium oxide layer (Cr2O3), which acts as an electrical insulator. In order to solve this problem, ceramic protective coatings have been considered. Among the proposed coatings, ceramic perovskite type and the spinel type oxide have been used. In high temperatures, however, the spinel has a higher stability than the perovskite. In this context, the present work aims to obtain a ceramic coating spinel on the AISI 430 ferritic stainless steel. An electrodeposition technique was employed for the synthesis of the coatings, starting from a Fe-Ni solution, observing parameters such as the electrolyte pH variation and pre-surface treatment on the adhesion of the substrate and the regularity of coating. After the coating production, a heat treatment was applied at different temperatures to verify the influence to obtain the NiFe2O4 spinel type oxide. The coatings which were obtained were assessed in regards to the morphological, structural and chemical properties by scanning electron microscopy (SEM), profilometry and energy dispersive spectroscopy (EDS). Moreover, the coatings were evaluated in regards to their oxidation resistance for 43 hours at 800 ºC. The results showed that it was possible to obtain the coating based on Fe-Ni, and after the heat treatment, the NiFe2O4 spinel type oxide was formed. The coating was homogeneous and continuous over the entire surface, behaving as a barrier to chromium diffusion. However, they did not prevent the oxygen diffusional processes, allowing the formation of Cr2O3 in the interface between the coating and the substrate.

O aço inoxidável, quando exposto a altas temperaturas, oxida por um mecanismo misto de difusão do cromo do substrato e do oxigênio do meio ao qual foi submetido. Os interconectores de células a combustível e alguns componentes de sistemas de exaustão veicular são exemplos de aplicação do aço inoxidável ferrítico em alta temperatura. A oxidação acentuada prejudica o desempenho destes componentes e assim, necessitam do desenvolvimento de algum tipo de proteção, que pode ser através de um revestimento sobre a superfície metálica. Trabalhos anteriores no grupo LAPEC mostraram que revestimentos formados por óxido do tipo perovskita sobre o aço inoxidável não são muito eficientes, uma vez que a perovskita se degrada com o tempo e não é uma barreira eficaz contra a difusão do cromo. No entanto, promove um efeito barreira à migração do oxigênio do meio externo para dentro do substrato. Também mostraram que revestimentos formados por óxido do tipo espinélio são excelente barreira à difusão do cromo, embora não sejam barreiras à difusão do oxigênio. Nesse contexto, no presente trabalho foram desenvolvidos revestimentos em dupla camada em substrato de aço inoxidável ferrítico AISI 430 para trabalho em altas temperaturas. Uma camada é formada por óxido do tipo Espinélio (NiFe2O4), ou revestimento 1, obtida através da técnica de eletrodeposição de uma liga Fe-Ni, seguida de tratamento térmico a 800 ºC e uma camada formada por óxido do tipo Perovskita (La0,6Sr0,4CoO3), ou revestimento 2, obtida através da técnica de spray pirólise, seguida de tratamento térmico, também a 800 ºC. Foram feitos tratamentos térmicos em momentos diferentes do processo para diferentes sistemas de deposição. Um dos sistemas foi executado sem tratamento térmicos (sistema 1), outro sistema teve tratamento térmico ao final do processo de deposições, tratando as camadas juntamente (sistema 2) e o terceiro sistema teve tratamento térmico após a deposição da primeira camada de revestimento (revestimento 1) por eletrodeposição e outro tratamento térmico após deposição da segunda camada de revestimento (revestimento 2) por spray pirólise (sistema 3). No sistema 1, conforme esperado, não foram encontradas as estruturas dos óxidos de perovskita e espinélio. Nos demais sistemas, os revestimentos apresentaram estas estruturas, embora tenha havido a formação de óxido de cromo. Quanto à morfologia, os revestimentos tratados segundo o sistema 2 apresentaram trincas em sua superfície, o que pode estar associado à diferença de CET (coeficiente de expansão térmica) entre os elementos envolvidos. Os revestimentos tratados segundo o sistema 3 apresentaram uma superfície homogênea, com alguns pequenos pontos de precipitados, possivelmente óxidos. / The stainless steel, when exposed to high temperatures, is oxidized by a mixed diffusion mechanism of the chrome from the substrate and oxygen from the environment to which it was submitted. Fuel cell interconnectors and some vehicular exhaust system parts are examples of the use of ferritic stainless steel at high temperatures. The sharp oxidation harms the performance of these components and thus they require the development of a type of protection, which can be through a coating of the metal surface. Previous works from the LAPEC group have shown that coatings formed by perovskite oxides are not quite efficient, since perovskite degrades over time and it is not an effective barrier to the diffusion of chromium. However, it promotes a barrier effect to the migration of oxygen from the external environment into the substrate. On the other hand, spinel oxide coatings are an excellent barrier to the diffusion of chromium, although they are not a barrier to the diffusion of oxygen. In this context, in the present work double layer coatings were developed from ferritic stainless steel AISI 430 substrates at high temperatures. One layer is formed of a spinel oxide (NiFe2O4), referred to as coating 1, and it was obtained by performing an electroplating technique of a Fe-Ni alloy, followed by a thermal treatment at 800ºC. The other layer is formed by a perovskite oxide (La0,6Sr0,4CoO3), referred to as coating 2, obtained by spray pyrolysis, and followed by a thermal treatment at 800ºC. The thermal treatments were performed in different steps of the process in different deposition systems. One of the systems did not go through a thermal treatment (system 1), another system had the thermal treatment at the end of the deposition processes, with the layers being treated at the same time (system 2), and the third system had a thermal treatment after the deposition of the first layer (coating 1) by electroplating, and another thermal treatment after the deposition of the second layer (coating 2) by spray pyrolysis (system 3). In system 1, as expected, structures of spinel and perovskite oxides were not found. For the other systems, the coatings have shown these structures, although there has been the formation of chromium oxide. In regards to the morphology, the coatings treated following the system 2 have shown cracks in their surface, which could be associated to the TEC (Thermal Expansion Coefficient) difference amongst the involved elements. The system 3 coatings have shown a homogeneous surface, with small spots of precipitates, probably oxides.

Il est généralement admis que les films à base de carbone constituent d'excellentes alternatives pour augmenter la résistance à l'usure et/ou accroître les propriétés lubrifiantes des alliages métalliques. Communément, les films de carbone sont obtenus par des procédés en phase vapeur. Cependant, ces procédés présentent certaines contraintes de mise en oeuvre et représentent des investissements lourds. L’électrodéposition est, dans la plupart des développements industriels, une alternative très intéressante en raison principalement de son faible coût d’exploitation. Mais dans le cas spécifique de l’élaboration de films de carbone obtenus par électrodéposition en milieu organique, les faibles vitesses de dépôt semblent une limitation qui nécessite de mener des recherches sur des électrolytes à plus forte conductivité ionique. L'addition de liquides ioniques, comme électrolyte support, dans un électrolyte organique pourrait contribuer à une augmentation de la conductivité de celui-ci et permettre un accroissement de la vitesse de dépôt. Dans ce contexte, le présent travail a pour but d’évaluer l'effet de l’addition d’un liquide ionique protique, le Lactate de 2-HydroxyEthanolAmine (2HEAL), à un électrolyte organique, le N,N-DiMéthylFormamide (DMF),sur les caractéristiques de films de carbone déposés par électrodéposition sur un substrat en alliage de titane Ti6Al4V. Nous montrons que l'addition de liquide ionique dans une solution de DMF augmente en effet la conductivité des électrolytes en permettant d’appliquer des densités de courant plus élevées et d’atteindre des vitesses et épaisseurs de dépôt élevées. Nous mettons également en évidence que la concentration en liquide ionique dans l’électrolyte influence fortement la morphologie de surface des dépôts et la structure du film de carbone déposé avec une augmentation de la teneur d’atomes de carbone hybridés sp³. Le film carboné à la surface de l’alliage de titane obtenue par cette voie présente une amélioration significative de la résistance à l'usure tant par rapport aux films obtenus sans addition de liquides ioniques que par rapport au substrat non revêtu. / É sabido que filmes de carbono são excelentes alternativas para aumentar a resistência ao desgaste e/ou aumento das propriedades lubrificantes de ligas metálicas. Geralmente, os filmes de carbono são obtidos por processos em fase de vapor. No entanto, estes processos têm certas limitações de implementação e representam grandes investimentos. A eletrodeposição é na maior parte das vezes uma alternativa industrial atraente, principalmente por causa de seu baixo custo operacional, mas, no caso específico da deposição de filmes de carbono produzidos por eletrodeposição em meio orgânico, as taxas de deposição são muito baixas, o que gera uma limitação que requer um estudo aprofundado sobre eletrólitos com maior condutividade iônica. A adição dos líquidos iônicos, como eletrólito suporte, num eletrólito orgânico pode contribuir para um aumento na condutividade do mesmo e permitir o aumento da taxa de deposição. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da adição de um líquido iônico prótico, o lactato de 2-hydroxietanolamina (2HEAL), em um eletrólito orgânico, a N,N-dimetilformamida (DMF), sobre as características dos filmes de carbono depositados por eletrodeposição em um substrato de liga de titânio Ti6Al4V. Observou-se que a adição de líquido iônico, em uma solução de DMF aumenta, efetivamente, a condutividade do eletrólito e acarreta a geração de maiores densidades de corrente de deposição e, consequentemente, taxas de deposição mais elevadas, originando filmes com maiores espessuras de camada. Também foi demonstrado que a concentração de líquido iônico no eletrólito influencia fortemente a estrutura e a morfologia superficial dos filmes de carbono depositados, com um aumento na quantidade de hibridizações sp³. A presença de carbono na superfície da liga de titânio, contribui para uma melhoria significativa da sua resistência ao desgaste em comparação com os filmes produzidos sem a adição de líquidos iônicos. / It is generally accepted that carbon films are excellent alternatives for increasing the wear resistance and/or increasing the lubricating properties of metal alloys. Commonly, the carbon films are obtained by vapor phase processes. However, these processes have certain limitations of implementation and represent large investments. The electrodeposition is in most industrial development an attractive alternative mainly because of its low operating cost, but in the specific case of the carbon film deposition by electrodeposition in an organic medium, low deposition rates seem a limitation that requires research on electrolytes with higher ionic conductivity. The addition of ionic liquids, as a support electrolyte, in an organic electrolyte may contribute to an increase in the conductivity thereof and allows an increase of the deposition rate. In this context, this work aims to evaluate the effect of adding a protic ionic liquid, 2-HydroxyEthanolAmine Lactate (2HEAL), in an organic electrolyte, N,N-DiMethylFormamide (DMF), on the characteristics of obtained carbon films electrodeposited on a substrate of Ti6Al4V titanium alloy. It was indeed observed that the addition of ionic liquid in a DMF solution increases the conductivity of the electrolyte and allows the application of higher current densities leading to higher deposition rate and higher film thicknesses. It was also demonstrated that the ionic liquid concentration in the electrolyte strongly influences the surface structure and the morphology of the deposited carbon film with a relative increase in amount of sp³-hybridized carbon atoms. The presence of the carbonaceous film at the surface of the titanium alloy contributes to a significant improvement in its wear resistance to wear compared to films produced without the addition of ionic liquids or compared to the bare substrate.

Revestimentos compósitos com incorporação de SiC (com tamanho médio 600nm e 30nm) à matriz metálica de Ni-P foram elaborados por eletrodeposição a partir de uma solução de sais de níquel, contendo um precursor fosforoso H3PO3, na qual as partículas foram colocadas em suspensão. A partir de medidas de viscosidade e velocidade de sedimentação foi evidenciado que o tamanho das partículas de SiC é uma característica importante que influencia na estabilidade das suspensões. Além disso, a presença de aditivos orgânicos, como SDS ou CTAHS, modifica as características das suspensões podendo ter, de acordo com o tamanho das partículas, um efeito sobre a taxa de incorporação da mesma no depósito durante o crescimento da matriz. Observou-se que acima de uma certa concentração de partículas em suspensão, a taxa de incorporação avaliada em função da fração em volume atinge um patamar, quando, no entanto, a mesma continua a aumentar se avaliada pelo número de partículas incorporadas. Para as suspensões com elevada concentração de partículas, o processo de incorporação torna-se seletivo, e as partículas de menor tamanho são preferencialmente incorporadas. Medidas de microdureza, análise térmica e ensaios eletroquímicos (voltametria cíclica e impedância eletroquímica) foram realizados com o objetivo de investigar o efeito da quantidade e do tamanho das partículas de SiC incorporadas, sobre o comportamento térmico, a microdureza, e a resistência à corrosão dos revestimentos compósitos Ni-P-SiC com teor em fósforo igual a 17 %at.

Orientadores: Celia Marina de Alvarenga Freire, Romeo Fratesi, Margarita Ballester Ferreira Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T16:18:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_CeliaReginaTomachukdos_D.pdf: 8494681 bytes, checksum: 150a9ee05c718381fb81d2801c7db9f1 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: As ligas de zinco vêm substituindo as camadas de zinco puro em aplicações que requerem alta resistência à corrosão. Particularmente, a liga ZnCo vem ganhando espaço principalmente nas indústrias européias (automobilísticas, eletro-eletrônica e de construção) e mais recentemente nos Estados Unidos por apresentarem propriedades superiores à do zinco puro. Neste trabalho investigou-se a codeposição anômala do zinco e trabalhou-se com o processo de eletrodeposição por corrente pulsada para obtenção de codepósitos de ZnCo a partir de um banho à base de cloretos. Analisou-se a influência dos parâmetros da eletrodeposição sobre a morfologia e qualidade dos depósitos obtidos, visando sua utilização como revestimento anti-corrosivo sobre aço. Posteriormente, os resultados foram comparados com codepósitos de espessuras semelhantes, obtidos por corrente contínua. A técnica de eletrodeposição por corrente pulsada permitiu obter codepósitos com concentração de cobalto na faixa de 0,8% a 1,0%, o que permite serem cromatizados e, também foi possível manter constante o teor de cobalto no depósito numa ampla faixa de densidade de corrente, possibilitando dessa forma ser aplicada em peças mais complexas, com formas irregulares, e com espessuras constantes / Abstract: Zinc alloys have been studied as possible substitutes for zinc as corrosion resistant coating. One of the these alloys, the ZnCo is well considered in the European automotive industry and more recently in the American one. ln the present work the zinc anomalous deposition in the ZnCo alloy is investigated and deposits was obtained by pulsed current in chloride salts bath. It was analyzed the effect of the deposition parameters on the morphology and on the corrosion resistance of the obtained deposits. The results were compared with the ones of the deposits obtained by continuous current. ln pulsed current plating the cobalt content of the deposits is constant for hide range of applied current densities, this allows the alloy deposition over complex geometries substrates / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Maria Clara Filippini Ierardi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T16:06:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SivieroFilho_CarlosAlberto_D.pdf: 9375257 bytes, checksum: 85cfd6030cc83efce804528381861da2 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os processos de tratamento superficial, incluindo a eletrodeposição e a deposição química, podem ser aplicados em peças estruturais de ferro produzidas através da técnica de metalurgia do pó para melhorar as propriedades superficiais de aparência e resistência à corrosão. Estes processos, classificados como operações secundárias, são essenciais para a qualidade e desempenho do produto. A eletrodeposição e a deposição química são usualmente realizadas sobre os materiais sinterizados da mesma forma com que são aplicadas aos materiais convencionais. Diferenças ocorrem porque os componentes sinterizados são porosos. Desenvolveram-se rotas para a aplicação dos revestimentos eletrolíticos de zinco e zinco-níquel, assim como para os revestimentos de níquel químico, sobre amostras sinterizadas com densidade entre 5,4 e 6,6 g/cm³ (índice de porosidade total entre 31,39 e 16,14%). Para tanto, foram utilizadas, como ponto de partida, seqüências ¿clássicas¿ aplicadas aos materiais convencionais. Buscou-se, desta forma, a selagem eletrolítica da porosidade com o intuito de evitar a exudação de eletrólitos responsáveis pela formação de manchas e ataques corrosivos. Os resultados mostraram que, dentre os processos estudados, os depósitos de níquel químico apresentaram maior uniformidade de camada e capacidade de recobrir poros com grandes diâmetros promovendo, portanto, a melhor condição de resistência à corrosão em atmosfera salina / Abstract: Surface treatment processes, including electroless plating and electroplating, can be applied to structural ferrous P/M parts to obtain better surface properties such as appearance and corrosion resistance. These finishing processes carried out as a secondary operation are essential for the quality and performance of the product. Electroplating and electroless plating are usually realized on P/M parts as well as on conventional materials. Differences arise because the metal component is porous. New routs were designed for zinc and zinc-nickel electroplating, and also for electroless nickel plating, on sintered samples with density between 5,4 and 6,6 g/cm³ (total porosity level between 31,39 and 16,14%). In order to achieve such results, there were used ¿classical¿ sequences applied for conventional materials. The electrolytical sealing was investigated in order to avoid plating solutions responsible for spots and corrosive attacks of P/M compacts to exude. Results showed that, among all the studied processes, electroless nickel deposits appeared to have a greater uniformity layer and a greater capacity to recover longer pores, allowing a higher resistance to corrosion in salt atmosphere / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

No presente trabalho foi proposta a construção de eletrodos de níquel e algumas ligas (Sn, Ru), assim como de materiais nanoestruturados, para a determinação de etanol em amostras de bebidas e medicamentos. Para isto, foram utilizadas técnicas como a voltametria cíclica, a cronoamperometria, a espectroscopia de impedância eletroquímica, a microscopia de força atômica e a microscopia de transmissão. O eletrodo da liga Ni-Sn foi preparado por eletrodeposição, utilizando um banho de Watts contendo 6,25 g de NiCl2.6H2O e 0,5 g de SnCl2.2H2O em 25 mL de solução aquosa. Os depósitos foram modificados com RuO2, utilizando uma solução RuCl3 0,1 M. O eletrodo da liga foi deixado na solução em banho de ultrasson e posteriormente aquecido a 400ºC em forno em presença de oxigênio, para a decomposição térmica. O Ni nanoestruturado foi preparado a partir de uma solução contendo 1,8 g NiCl2.6H2O dissolvido em 30 mL etanol, adicionando uma mistura de 3,5 g de Zn em pó e 10 mL de aminoetanol, em agitação. A separação do pó preto foi feita com uma placa magnética. Para a confecção do eletrodo foi adicionada uma alíquota 10 mL da solução contendo o pó, náfion e etanol, na superfície do eletrodo de grafite pirolítico. Os perfis voltamétricos foram analisados em meio de hidróxido de sódio 0,5 M, podendo-se assim observar as reações de oxi-redução característica do Ni, da liga Ni-Sn, da liga modificada com RuO2 e da nanoestrutura. Foi utilizado intervalo de potencial de 100 a 700 mV com velocidade de 50 mVs-1. As medidas de impedância eletroquímica foram realizadas em sistemas com etanol com o intuito único de demonstrar a presença de um loop indutivo, que pode ser associado à transformação óxido superior/óxido inferior na superfície do eletrodo. Este loop foi observado para os eletrodos de Ni e liga, não sendo muito evidente para o eletrodo modificado com RuO2. Foram realizadas medidas de AFM para a caracterização topográfica dos eletrodos, mostrando a diferença entre as superfícies, indicando que o Ni liso foi modificado com o eletrodepósito da liga Ni-Sn e que esta também foi modificada pela deposição do RuO2. A morfologia da nanoestrutura foi observada por microscopia eletrônica de transmissão, podendo observar que se obtiveram estruturas de níquel em escala nanométrica. Os eletrodos foram utilizados na determinação de etanol em meio de NaOH 0,5 mol L-2, com a construção de curvas analíticas pelo método da adição consecutiva de alíquotas de etanol, a partir de uma solução estoque. Após a curva analítica ser levantada, foram feitos os tratamentos estatísticos obtendo-se os valores para os limites de detecção e quantificação. Com o eletrodo Ni nanoestruturado obteve-se o melhor resultado sendo este empregado na determinação de etanol nas amostras de conhaque, cachaça e enxaguante bucal, utilizando a técnica de cronoamperometria. A excelente porcentagem de recuperação obtida mostrou que o efeito da matriz, nestas determinações, é praticamente desprezível, o que está de acordo com o mecanismo da reação de oxidação do etanol sobre Ni, fortemente catalisado pela superfície dos eletrodos em estudo. / This objective of this work is related to the development of nickel and some nickel-alloys electrodes, as well as some nanostructured nickel surfaces, for ethanol determinations in drinks and in pharmacological formulations. For this, some experimental techniques were employed, as cyclic voltammetry, cronoamperometry, electrochemical impedance spectroscopy, atomic force microscopy and transmission microscopy. The Ni-Sn alloy electrode was prepared by electrodeposition from a Watts bath containing 6,25 g NiCl2.6H2O and 0,5 g SnCl2.2H2O and water in order to produce 25 mL of aqueous solution. The electrodeposits were further modified with RuO2 obtained from a 0.1 mol L-1 RuCl3 solution. The Ni-Sn alloy electrode were allowed in the ruthenium solution in ultrasonic bath and further heated to 400 oC in the presence of oxygen, in order to promote the thermal decomposition of ruthenium chloride. The nanostructured Ni surface was obtained from a chemical deposition in a solution composed by 1.8 g NiCl2.6H2O dissolved in 30 mL ethanol and adding 3.5 g of powdered Zn and 10 mL of aminoethanolic solution, under mechanical stirring. The black powder precipitated was separated by a magnetic rod. In order to prepare the electrode, with such powder, a 10 mL aliquot of solution containing the Ni powder, Nafion® and ethanol were dipped in a pirolitic graphite surface and allowed to dry. The voltammetric profiles were analyzed in order to evaluate the oxireduction characteristics of Ni surfaces, as well as the Ni-Sn alloy and the RuO2 modified surfaces and the nanostructured one. A potential window between 100 and 700 mV was scanned at 50 mV s-1, in 0.5 mol L-1 NaOH electrolyte. The electrochemical impedance spectroscopy measurements were performed in electrolytes containing ethanol, in order to observe the presence of an inductive loop, which has been associated to the low/high valences Ni oxides formed during ethanol oxidation on such surfaces. This loop was quite evident in Ni surfaces but not on the surfaces modified with RuO2. AFM measurements were performed in order to obtain the topological characteristics of the surfaces, indicating the eventual alterations associated with the RuO2 modifications. The nanostructures morphology was investigated by transmission microscopy were the nanometric dimensions of Ni phases were evident. The developed electrodes were applied in ethanol determinations in 0.5 mol L-1 NaOH solutions, prepared with Milli-Q water. The successive standard additions were used to obtain an analytical plot. After the analytical plot has been obtained, statistical analyses were performed, in order to determine the detection and quantification limits, as well as the errors involved in such determinations. As the Ni nanostructured electrodes yielded the best results, it was used in the determination of ethanol in samples of cognac, \"aguardente\" (sugar cane distilled drink) and mouthwash liquids, using chronoamperometry. The excellent recoveries percentages obtained showed that the matrix effect, in such determinations, was almost depreciable. This is related with the high catalytic power of Ni surfaces towards the ethanol oxidation reaction.

Orientador: Celia M. de A. Freire / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diorio_FernandodeMedeiros_M.pdf: 5026838 bytes, checksum: 290f2d9e11319a1ef4338d1c947e5a15 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Margarita Ballester Ferreira Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T06:00:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_CeliaReginaTomachukdos_M.pdf: 2716568 bytes, checksum: 060e0eed1b36fb8ece3461881a7bcb62 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Revestimentos de Sn-Ni obtidos através de codeposição eletrolítica apresentam propriedades de interesse tecnológico: resistencia à corrosã, soldabilidade, dureza, brilho, etc...Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Eletrodeposited Sn-Ni coatings have properties of technological interest like soldability, hardness, brightness and is resistant to corrosion...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica