Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilmar L Rossi.pdf: 1361290 bytes, checksum: 3d9a672479f6e21f35489add0106e893 (MD5) Previous issue date: 2004-07-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A ocorrência de corrosão severa em rotores de motobombas motivou a realização de um estudo que envolveu a avaliação da influência da qualidade das matérias primas de fusão e de controle processo sobre a suscetibilidade á corrosão na liga utilizada para obtenção destas peças por processo de fundição, no caso a liga com denominação comercial 356 (Al7Si03Mg). O principal parâmetro de avaliação foi à composição química, com especial ênfase nos teores dos elementos cobre e zinco presentes em percentuais que caracterizaram estes elementos como impurezas e não como elementos de liga. Foram avaliadas as influências individuais e combinadas de teores crescentes dos elementos Cu e Zn sobre a resistência a corrosão da liga A356, uma variante da liga 356 o níveis de impurezas mais baixos, medida através de ensaios de corrosão intergranular realizados de acordo com as especificações contidas nas normas ASTM G110-92 e ASTM G01-90. Com os resultados obtidos nestes ensaios foi possível obter medidas de perda em massa e profundidade de corrosão por metalografia ótica quantitativa. Os resultados obtidos indicam que pequenos incrementos nos percentuais de Cu e Zn ocasionam aumentos significativos na tendência á corrosão da liga em questão, sendo que em alguns casos estes teores estão abaixo dos valores normalmente presentes na grande maioria das ligas comerciais utilizadas nas indústrias de fundição de alumínio.

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

Orientadora: Leide Lili Gonçalves da Silva Kostov / Coorientador: Konstantin Georgiev Kostov / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Koshun Iha / Resumo: Neste trabalho amostras da liga de alumínio (Al) AA7075 foram expostas à dois tipos de plasmas atmosféricos frios: Descarga por Barreira Dielétrica durante 5 min, 7,5 min, 10 min e 15 min e ao jato de plasma por 20 s, 30 s, 40 s e 60 s. Após os tratamentos, a caracterização superficial da liga AA7075 foi realizada através de medidas de ângulo de contato, energia superficial, rugosidade, teste da fita de adesão (ASTM D3359), espectroscopia de fotoelétrons de raios - X (XPS), testes eletroquímicos e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após os tratamentos a plasma, houve uma redução significativa nos valores de ângulo de contato e um aumento expressivo da energia superficial para ambos os tipos de plasmas. Verificou-se também que, os tratamentos a plasma não modificaram a topografia e rugosidade superficial das amostras. Através dos resultados do teste da fita de adesão foi observado que ambos os tratamentos foram eficientes na melhoria da adesão da camada de poliuretano sobre o substrato da liga de Al, quando comparada com a amostra não tratada. Os resultados de XPS confirmaram a formação de grupos polares contendo oxigênio e nitrogênio na superfície das amostras da liga de Al tratadas a plasma. Nos testes eletroquímicos, a capacitância do revestimento foi determinada e o potencial e a densidade de corrente de corrosão foram obtidas para cada condição estudada. Ambos os plasmas a pressão atmosférica foram eficientes em aumentar a adesão da tinta de poliuretano à superfície da liga de alumínio AA7075 / Abstract: In this work aluminium alloys AA7075 samples were exposed to two kinds of cold atmospheric plasma: Dielectric Barrier Discharge plasma for 5 min, 7,5 min, 10 min and 15 min, and plasma jet for 20 s, 30 s, 40 s e 60 s. After treatments, AA7075 alloy surface characterization was performed by measuring water contact angle, surface free energy, roughness, adhesion tape test (ASTM D3359), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electrochemical techniques and scanning electronic microscopy (SEM). After plasma treatments, there was a remarkable decrease in water contact angles values and a significant increase in surface free energy, for both types of plasma. It was also verified that, the plasma treatments did not modify the topography and roughness of the samples. With the adhesion tape test results, it was found that both plasma treatments were efficient in improving the adhesion of polyurethane coating on the aluminium alloy samples, when compared to the untreated one. The XPS results confirmed the formation of oxigen and nitrogen containing polar groups on the surface of Al alloy samples treated by plasma. With electrochemical techniques the coating capacitance of the painting was determined and the corrosion potential and the corrosion current density were obtained for each condition studied. Both atmospheric pressure plasma treatments were efficient in enhancing the adhesion of the poliurethane painting on the Al alloy AA7075 surface / Mestre

A liga de alumínio A380 é uma das principais matérias primas utilizadas na indústria de fundição sob pressão, além de já ser objeto de pesquisas no ramo de materiais semissólidos. Porém, não há registros de estudos desse material modificado pela adição de Sr quando empregado como material semissólido. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo analisar a microestrutura e o comportamento reológico dessa liga em 4 diferentes condições. Sendo a primeira delas no estado como fundida, a segunda condição com refinamento da fase primária de alumínio, e outras duas condições onde além da liga refinadora também foi adicionado 200ppm e 600ppm de Sr como agente modificador da fase eutética. Inicialmente foram realizadas análises metalográficas para avaliar a eficiência do refinamento e da modificação imposta à liga A380, onde os principais resultados apontaram que a liga refinadora Al-5Ti-1B foi capaz de reduzir significativamente o tamanho de grão da fase primária, bem como a adição de Sr foi capaz de modificar a morfologia da fase eutética Al-Si. Na sequência, análises via equação de Scheil e análises via DSC foram realizadas com o objetivo de mapear a evolução da fração sólida em relação a temperatura para as quatro condições propostas para a liga A380, assim como para estabelecer a temperatura de trabalho equivalente a 60% de Fs (Fração Sólida). Os resultados apontaram para uma pequena divergência entre os dados obtidos pelas duas técnicas, onde as temperaturas obtidas via DSC são ligeiramente superiores às obtidas via equação de Scheil. Porém, nenhuma variação significativa foi encontrada dentre as 4 condições analisadas. Neste trabalho, prevaleceu a temperatura de 60% de Fs obtida via equação de Scheil (562ºC). No que diz respeito ao comportamento semissólido, inicialmente foi analisada a evolução morfológica dos materiais frente ao tratamento térmico de globularização com tempos de retenção de 0, 30 e 90 segundos e fração sólida de 60%. As análises via metalografia convencional e metalografia com luz polarizada, apontam para uma globularização mais eficiente nos materiais que sofreram refinamento da fase primária e modificação por Sr, sendo os melhores resultados obtidos para a condição com refinamento de grão e modificação com 200ppm de Sr. Por fim, o teste de compressão a quente foi realizado nas 4 condições propostas, utilizando os tempos de retenção e Fs previamente estabelecidos. Os resultados obtidos apontam que tanto o refinamento de grão da fase primária quanto a modificação da fase eutética tem influência no comportamento reológico da liga A380. / The A380 aluminum alloy is one of the main raw materials used in the die casting industry, and has already been the subject of research in the field of semi-solid materials. However, there is a lack of studies about this material when modified by Sr and used as semi-solid material. Thus, this work aims to analyze the microstructure and rheological behavior of this alloy in 4 different conditions. The first condition is as cast, the second one is with grain refinement of the Al-α phase, and the other two conditions, and besides the grain refining, was also added 200ppm and 600ppm of Sr. Initially, metallographic analyzes were performed to evaluate the efficiency of the grain refinement and the eutectic modification in the A380 alloy. The main results indicated that the Al-5Ti-1B refining alloy was able to significantly reduce the grain size of the primary phase, as well as the addition Of Sr was able to modify the morphology of the Al-Si eutectic phase. Then, analyzes via Scheil equation and DSC were performed to evaluate the evolution of the solid fraction along the temperature for the four conditions established for the A380 alloy, as well as to set the temperature equivalent to 60% of Fs (Solid Fraction). The results pointed to a slight divergence between the data obtained by the two techniques, where the DSC temperatures were slightly higher than those obtained via the Scheil equation. However, no significant variation was found among 4 conditions analyzed. Therefore, in this work, the chosen temperature of 60% of Fs was 562°C, obtained via the Scheil equation. About the semi-solid behavior, the morphological evolution of the materials was analyzed after the globularization thermal treatment with holding times of 0, 30 and 90 seconds and a solid fraction of 60%. The analysis by conventional and polarized light metallography, point to a more efficient globularization in the refined as well as in the modified materials, the best results was found for the refined and 200ppm Sr modified condition. Finally, the hot compression test was performed in the alloys, using the holding times and Fs previously established. The results indicate that both the grain refinement and the Sr modification have influence on the rheological behavior of the A380 alloy.

O objetivo deste trabalho é realizar um estudo comparativo das propriedades mecânicas e metalúrgicas em duas peças de ligas de Al-Si produzidas por injeção sob baixa pressão. As peças estudadas referem-se às placas acessórias utilizadas para fornecer sustentação durante a entrada e saída de vaus por carros de combate do Exército Brasileiro, sendo uma nacional e a outra importada. Para a caracterização metalúrgica foram realizados ensaios metalográficos (microscopia óptica e eletrônica). Para a obtenção das propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração, microdureza Vickers e impacto. Quanto aos resultados metalográficos observou-se: na peça nacional, a presença de uma estrutura predominantemente eutética com silício em forma acicular e a fase Al15 (Fe, Mn)3Si2 com morfologia tipo escrita chinesa; na peça importada, foi identificado silício disperso com formato arredondado. A análise da porosidade por gases realizada no canal de alimentação indicou baixos índices para as duas peças. De outro modo, foi observada a presença de porosidades por contração na peça nacional. Nos resultados mecânicos, a peça importada apresentou valores significativamente superiores para a tensão de escoamento e máxima, energia de impacto e deformação. A partir dos resultados obtidos nos ensaios mecânicos realizaram-se simulações no software Solidworks, módulo Simulation, para a determinação da ocorrência de falha quando utilizado por dois carros de combate: o Leopard 1A5, sobre lagartas, e o URUTU, sobre roda. As simulações indicaram falha da peça nacional pelo uso do carro sobre rodas. O resultado em peso da composição química da peça nacional revelou uma liga de alumínio com 12%Si e 0,88%Fe, enquanto a peça importada apresentou 10,38%Si, 0,294%Mg e somente 0,12%Fe. Com a análise dos resultados, conclui-se que os principais fatores da baixa durabilidade da peça nacional foram, preponderantemente, a composição química e a morfologia do silício. / The objective of this research is to perform a comparative study of the mechanical and metallurgical properties in two castings of Al-Si alloys produced by injection under low pressure. The pieces studied refer to soil reinforcing plates used as accessory plates used to provide support during the entry and exit of the Brazilian Army combat vehicles, one national and other imported. For the metallurgical characterization, metallographic analysis by electron and optical microscopy were performed and. To obtain the mechanical properties tensile tests, Vickers microhardness and impact were performed. Regarding the metallographic results, it was observed: In the national piece, the presence of a predominantly eutectic structure with needle-shaped silicon and the Al15(Fe,Mn)3Si2 phase with Chinese writing morphology; In the imported part, dispersed silicon with a rounded shape was identified. The gas porosity analysis performed on the feed channel indicated low indexes for the two pieces.Otherwise, the presence of porosities by contraction in the national piece was observed. In the mechanical results, the imported part presented values significantly higher for the yield stress and maximum, impact energy and deformation. From the results obtained in the mechanical tests it was able to perform simulations on the Solidworks software, Simulation mode, to determine the failures occurrence when used by two battle cars: Leopard 1A5, on caterpillars, and URUTU, on wheels. The simulations indicated failure of the national part by the use of the car on wheels. The weight result of the chemical composition of the domestic part revealed an aluminum alloy with 12% Si and 0.88% Fe, while the imported piece revealed 10.38% Si, 0.294% Mg and only 0.12% Fe. Analyzing the results, it is concluded that the main factors of the low durability of the national piece were, predominantly, the chemical composition and the morphology of the silicon.

Neste trabalho é estudada a influência de Friction Stir Welding (FSW) em um processo subsequente de anodização porosa, avaliando-se o impacto da microestrutura produzida por FSW na espessura, na estrutura e na resistência à corrosão de óxidos anódicos. Um perfil da liga AA7050 foi soldado por FSW a um chapa da liga AA2024, simulando a junta sobreposta entre reforçadores e revestimento na fuselagem de um avião. Como uma primeira aproximação, a superfície da liga AA7050 em contato com a ferramenta de soldagem foi selecionada para a anodização, por ser o lado que sofre maior modificação microestrutural. A solda foi caracterizada por técnicas de microscopia ótica e eletrônica, distinguindo-se três zonas: zona afetada pelo calor (ZAC), zona termomecanicamente afetada (ZTMA) e nugget (onde ocorre recristalização dinâmica). Medições de dureza Vickers revelaram uma menor dureza na fronteira entre ZTMA e ZAC, provavelmente devido à dissolução de precipitados. Amostras da solda foram anodizadas galvanostaticamente em eletrólito sulfúrico, sendo algumas seladas em água deionizada fervente. A camada de óxido produzida sobre a ZTMA é ainda mais espessa do que sobre o material base e apresenta uma interface plana com o substrato, enquanto no nugget a camada de óxido é mais fina e tem interface rugosa. Infere-se que a presença de precipitados endurecedores (como MgZn2) afeta a espessura dos filmes de óxido. Defeitos relacionados à dissolução de precipitados ricos em Cu são encontrados nos filmes de óxido em todas as zonas. A técnica de varredura com eletrodo vibratório (SVET) foi utilizada para testar a resistência à corrosão dos filmes de óxido em eletrólito contendo NaCl, com polarização simultânea acima do potencial de pite. Ocorre corrosão por pite preferencialmente no nugget e em sua fronteitra com a ZTMA. Por fim, transientes de corrente são calculados para cada pite a partir dos mapas de SVET. Conclui-se que as soldas FSW anodizadas apresentam região localizada de menor resistência à corrosão pelo crescimento heterogêneo da camada anódica, mas alta resistência à corrosão é atingida após selagem. / In this work, the influence of Friction Stir Welding (FSW) on a posterior porous anodizing process is studied, with emphasis on how the friction stir weld’s microstructure affects thickness, structure and corrosion resistance of anodic oxide films. An AA7050 profile was friction stir welded to an AA2024 sheet in order to simulate the assembly of airplane stringers and skin. As a first approach, the AA7050 surface facing the welding tool was selected for anodizing, for it is the side that is most modified. The weld was characterized by optical and electron microscopy techniques, and 3 different zones were distinguished: heat affected zone, thermomecanically affected zone (TMAZ), and the nugget (where dynamic recrystallization occurs). Vickers hardness measurements revealed a lower hardness at the frontier between thermomecanically and heat affected zones, possibly due to dissolution of precipitates. Welded samples were galvanostatically anodized in sulfuric electrolyte and some of them were sealed in boiling deionized water. Micrographs showed that on the TMAZ the anodic oxide is thicker than on the base material and the metal/oxide interface is flat. On the nugget zone, however, the anodic oxide is thinner and more defective, and the metal/oxide interface is rougher. It is inferred that the presence of hardening precipitates (such as MgZn2) affects the thickness of oxide films. Defects related to the dissolution of Cu-rich precipitates were found in the oxide layers on all zones and inferences about how they affect anodization kinetics are drawn. The Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET) was used to test the corrosion resistance of anodic oxide layers in NaCl electrolyte. The samples were scanned simultaneously to anodic polarization at a potential higher than the AA7050 alloy’s pitting potential. Results showed that pitting happened preferentially on the nugget zone and its frontier with the TMAZ. Finally, pit current transients were calculated from SVET maps. It can be concluded that anodized friction stir welds present a region of diminished corrosion resistance caused by heterogeneous anodic oxide growth, but high corrosion resistance can be achieved after sealing.

Filmes de Carbono Tipo Diamante (DLC) foram preparados por técnica de eletrodeposição sobre ligas de alumínio AA2024-T3 utilizando etanol. A eletrólise do etanol ocorreu sob tensão constante de 1200 V ou 800 V, feita por 3, 8 e 24 h. Os filmes DLC foram caracterizados por espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoemissão de raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Os filmes DLC eletrodepositados são compostos por grãos pequenos e compactos e parecem ser uniformes, suaves e homogêneos com uma estrutura influenciada pelo tempo e tensão aplicada. Os espectros XPS dos filmes preparados indicaram que o carbono e o oxigênio são os principais constituintes. Os espectros Raman dos filmes mostraram a presença de dois picos localizados em 1373 e 1574 cm-1, relativos aos picos D e G, com proporção das alturas dos picos ID/IG de 0,71, o que confirmaram a formação do filme DLC. Esses espectros confirmaram a natureza amorfa de todos os filmes DLC depositados. O comportamento eletroquímico mostra uma tendência de bloqueio dos poros com aumento do tempo de imersão (1h até 30 dias) em solução de NaCl 0,05 molL-1 na película DLC (eletrodepositada a 1200V em 24 horas), o que mostra uma pseudoresistência devido aos produtos de corrosão nos poros do filme DLC. / Diamond-like carbon (DLC) films were prepared by electrodeposition technique on AA2024-T3 aluminum alloy in ethanol. Electrolysis of ethanol under constant voltage of 1200 V or 800 V is made by 3, 8 and 24 h. The DLC films were characterized by Raman spectroscopy, X-ray photoemission spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (MEV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The electrodeposited DLC films composed of small and compact grains and seem to be uniform, smooth and homogeneous with a structure influenced by the time and voltage applied. The XPS spectra of the prepared films indicated that carbon and oxygen are their main composition. Raman spectra of films showed the presence of two peaks located at 1373 and 1574 cm -1related to the D and G peaks, and they have the proportion of peak heights ID/IG equal to 0,71, which confirmed the formation of DLC film. These spectra confirmed the amorphous nature of all deposited DLC films. The electrochemical behavior shows a character of pores blockage with increase of immersion time (1h until 30 days) in 0,05 molL-1 NaCl solution of DLC film (electrodeposited at 1200 V by 24 hours) which shows a pseudo resistance due to corrosion products into pores of DLC film.

O aumento das preocupações com o meio ambiente tem trazido à indústria de tratamento de superfícies novos desafios quanto ao desenvolvimento de revestimentos com maior desempenho quanto à resistência à corrosão e ao desgaste, observando a redução do impacto ambiental. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é obter um filme compósito à base de silano com incorporação de partículas de óxido de grafeno visando o aumento da resistência à corrosão e ao desgaste da liga de alumínio AA 2024-T3. A liga de alumínio AA 2024-T3 é um material bastante usado na indústria aeronáutica devido às propriedades mecânicas e à baixa densidade. Contudo, essa liga não oferece a resistência à corrosão e ao desgaste exigidos para aplicação na indústria aeronáutica, sendo necessário o emprego de revestimentos protetores. Dentre os revestimentos propostos para essa aplicação os revestimentos híbridos têm sido estudados, e mais recentemente a incorporação de partículas à essa matriz tem sido proposta visando melhorar as propriedades desses filmes. Nesse trabalho os revestimentos compósitos de matriz híbrida com incorporação de óxido de grafeno foram obtidos pelo processo de sol-gel a partir de um sol contendo os precursores alcoóxidos tetraetoxisilano (TEOS) e 3-trimetoxisilil-propil-metacrilato (MAP) com dispersão de partículas de óxido de grafeno em diferentes concentrações (1 g.L-1, 0,5 g.L-1, 0,25 g.L-1 e 0 g.L-1). Os filmes foram obtidos empregando-se o método de dip-coating à temperatura ambiente, com velocidade de retirada de 10 cm.min-1. O óxido de grafeno utilizado foi caracterizado quanto à estrutura utilizando as análises de FTIR, Raman, TGA e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução. Para avaliar a estrutura do filme compósito obtido foram utilizadas as análises de FTIR, Raman e TGA. Microscopia eletrônica de varredura de alta resolução foi usada a fim de verificar a uniformidade do filme e avaliar a dispersão das partículas no filme. Os ensaios de polarização potenciodinâmica e impedância eletroquímica foram utilizados para analisar o comportamento referente à corrosão. Avaliou-se também a molhabilidade dos filmes, pelo método da gota séssil. As propriedades mecânicas do filme foram avaliadas empregando-se o ensaio de desgaste pela técnica de esfera sobre plano e teste de adesão. Nas condições estudas, a adição das partículas de óxido de grafeno não alterou a resistência à corrosão, contudo evidenciou-se uma contribuição positiva quanto ao aumento da resistência ao desgaste do filme. / The growing concern with the environment has created new challenges to the surface treatment industry, encouraging the development of coatings with a better performance in regards to the mechanical resistance and corrosion properties, observing the reduction of the environmental impact. In this context, this work aims to make a composite coating with graphene oxide charge to improve the corrosion and wear resistance in aluminum alloy AA 2024-T3. The aluminum alloy AA 2024-T3 is a material used in the aeronautics industry due to its low density and good mechanical proprieties. However, this alloy does not have the corrosion and wear resistance required by the aeronautics industry, requiring the use of protective coatings. Among the protective coatings proposed for this application, the hybrid films have been studied and more recently the incorporation of particles has been proposed to improve the proprieties of this film. In this work the hybrid matrix composite coating with incorporation of graphene oxide was obtained by sol-gel process from a sol containing alkoxide precursors Tetraetoxisilano (TEOS) and 3-(trimetoxisililpropil) metacrylate (MAP) with graphene oxide dispersion in different concentrations (1 g.L-1, 0,5 g.L-1, 0,25 g.L-1 e 0 g.L-1). The films were obtained using the dip-coating method in room temperature with 10 cm.min-1 of removal rate. For the characterization of the graphene oxide structure FTIR, Raman, TGA and scanning electron microscope were used. To measure the structure of composite films proprieties FTIR, Raman and TGA were used. In addition, the scanning electron microscope was used on composite film on aluminum alloy in order to verify the uniformity of film and to assess the behavior of the particles on film. The potentiodynamic polarization and the electrochemical impedance were used to analyze the behavior against corrosion. To measure the wettability contact angles measured by the sessile drop method were used. The film was examined for mechanical proprieties with the ball-on-plate and with the adhesion test. In the studied conditions, the adding of the particles of graphene oxide did not change the corrosion resistance, but it showed a positive contribution to the wear resistance.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-10-23T13:40:16Z No. of bitstreams: 1 2012_DouglasJoseSilva.pdf: 4015917 bytes, checksum: 52e62235df175e91db98a9f0c62dd4ad (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-10-30T13:05:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_DouglasJoseSilva.pdf: 4015917 bytes, checksum: 52e62235df175e91db98a9f0c62dd4ad (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-30T13:05:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_DouglasJoseSilva.pdf: 4015917 bytes, checksum: 52e62235df175e91db98a9f0c62dd4ad (MD5) / Ligas de alumínio da série 6000 (Al-Mg-Si) são conhecidas por apresentarem boas propriedades mecânicas. Estas propriedades são incrementadas através de tratamentos térmicos específicos que precipitam Mg2Si, conferindo uma maior dureza ao material. Com frequência estas ligas são expostas a trabalhos que envolvem desgaste, porém devido principalmente à sua baixa dureza estes materiais possuem uma baixa resistência ao desgaste. Para incrementar a resistência ao desgaste microabrasivo com frequência são depositados revestimentos duros sobre a superfície do material. Neste trabalho foi estudado o desempenho tribológico das ligas AA6101 T4 e AA6351 TF revestidas com TiN (Ts =100°C) pela técnica de deposição por feixe de elétrons. Resultados indicam um incremento de aproximadamente 40% na resistência ao desgaste microabrasivo para as amostras revestidas com Nitreto de Titânio (TiN) para ambas as composições. Na caracterização foram realizados ensaios de desgaste microabrasivo em um tribômetro CALOWEAR e as amostras foram analisadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), interferometria ótica, microscopia de força atômica (AFM) e difração de raios X. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Aluminium alloys of 6000 series (Al-Mg-Si) are known to have good mechanical properties. These properties are improved with heat treatments to precipitated Mg2Si, giving an increased hardness to the material. Often these alloys are exposed to work involving wear, but mainly due to its low hardness of these materials low wear resistence are found. To increase the microabrasive wear resistance often hard coatings are deposited on the surface of the material. In this work, the tribological performance of AA6101 T4 and AA6351 TF alloys coated with TiN (Ts = 100°C) by electron beam technique deposition. The results indicate an increase of approximately 40% on microabrasive wear resistance for the samples coated with titanium nitride (TiN). The characterization tests were analysed by scanning electron microscopy (SEM), optical interferometry, atomic force microscopy (AFM) and ray X diffraction (XRD).

O aumento das preocupações com o meio ambiente tem trazido à indústria de tratamento de superfícies novos desafios quanto ao desenvolvimento de revestimentos com maior desempenho quanto à resistência à corrosão e ao desgaste, observando a redução do impacto ambiental. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é obter um filme compósito à base de silano com incorporação de partículas de óxido de grafeno visando o aumento da resistência à corrosão e ao desgaste da liga de alumínio AA 2024-T3. A liga de alumínio AA 2024-T3 é um material bastante usado na indústria aeronáutica devido às propriedades mecânicas e à baixa densidade. Contudo, essa liga não oferece a resistência à corrosão e ao desgaste exigidos para aplicação na indústria aeronáutica, sendo necessário o emprego de revestimentos protetores. Dentre os revestimentos propostos para essa aplicação os revestimentos híbridos têm sido estudados, e mais recentemente a incorporação de partículas à essa matriz tem sido proposta visando melhorar as propriedades desses filmes. Nesse trabalho os revestimentos compósitos de matriz híbrida com incorporação de óxido de grafeno foram obtidos pelo processo de sol-gel a partir de um sol contendo os precursores alcoóxidos tetraetoxisilano (TEOS) e 3-trimetoxisilil-propil-metacrilato (MAP) com dispersão de partículas de óxido de grafeno em diferentes concentrações (1 g.L-1, 0,5 g.L-1, 0,25 g.L-1 e 0 g.L-1). Os filmes foram obtidos empregando-se o método de dip-coating à temperatura ambiente, com velocidade de retirada de 10 cm.min-1. O óxido de grafeno utilizado foi caracterizado quanto à estrutura utilizando as análises de FTIR, Raman, TGA e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução. Para avaliar a estrutura do filme compósito obtido foram utilizadas as análises de FTIR, Raman e TGA. Microscopia eletrônica de varredura de alta resolução foi usada a fim de verificar a uniformidade do filme e avaliar a dispersão das partículas no filme. Os ensaios de polarização potenciodinâmica e impedância eletroquímica foram utilizados para analisar o comportamento referente à corrosão. Avaliou-se também a molhabilidade dos filmes, pelo método da gota séssil. As propriedades mecânicas do filme foram avaliadas empregando-se o ensaio de desgaste pela técnica de esfera sobre plano e teste de adesão. Nas condições estudas, a adição das partículas de óxido de grafeno não alterou a resistência à corrosão, contudo evidenciou-se uma contribuição positiva quanto ao aumento da resistência ao desgaste do filme. / The growing concern with the environment has created new challenges to the surface treatment industry, encouraging the development of coatings with a better performance in regards to the mechanical resistance and corrosion properties, observing the reduction of the environmental impact. In this context, this work aims to make a composite coating with graphene oxide charge to improve the corrosion and wear resistance in aluminum alloy AA 2024-T3. The aluminum alloy AA 2024-T3 is a material used in the aeronautics industry due to its low density and good mechanical proprieties. However, this alloy does not have the corrosion and wear resistance required by the aeronautics industry, requiring the use of protective coatings. Among the protective coatings proposed for this application, the hybrid films have been studied and more recently the incorporation of particles has been proposed to improve the proprieties of this film. In this work the hybrid matrix composite coating with incorporation of graphene oxide was obtained by sol-gel process from a sol containing alkoxide precursors Tetraetoxisilano (TEOS) and 3-(trimetoxisililpropil) metacrylate (MAP) with graphene oxide dispersion in different concentrations (1 g.L-1, 0,5 g.L-1, 0,25 g.L-1 e 0 g.L-1). The films were obtained using the dip-coating method in room temperature with 10 cm.min-1 of removal rate. For the characterization of the graphene oxide structure FTIR, Raman, TGA and scanning electron microscope were used. To measure the structure of composite films proprieties FTIR, Raman and TGA were used. In addition, the scanning electron microscope was used on composite film on aluminum alloy in order to verify the uniformity of film and to assess the behavior of the particles on film. The potentiodynamic polarization and the electrochemical impedance were used to analyze the behavior against corrosion. To measure the wettability contact angles measured by the sessile drop method were used. The film was examined for mechanical proprieties with the ball-on-plate and with the adhesion test. In the studied conditions, the adding of the particles of graphene oxide did not change the corrosion resistance, but it showed a positive contribution to the wear resistance.