Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-21T18:26:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Luma Regina Rodrigues Barbosa de Vasconcelos.pdf: 5335628 bytes, checksum: 506522da56c9982c470c52c76fa395c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-29T18:23:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Luma Regina Rodrigues Barbosa de Vasconcelos.pdf: 5335628 bytes, checksum: 506522da56c9982c470c52c76fa395c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T18:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Luma Regina Rodrigues Barbosa de Vasconcelos.pdf: 5335628 bytes, checksum: 506522da56c9982c470c52c76fa395c2 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / CNPq / A super-hidrofobicidade baseia-se no efeito Lótus, onde se observa a associação de estruturas micrométricas e subestruturas nanométricas que alteram os parâmetros de rugosidade do material. A associação da rugosidade adequada e ação de agentes redutores de energia de superfície propicia a obtenção de superfícies super-hidrofóbicas (SHF), que entre outras funcionalidades, confere maior resistência à corrosão, devido a formação da barreira repelente à agua, reduzindo o contato do metal com o eletrólito. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência do tempo de ataque ácido da liga de alumínio 5052 na obtenção de superfícies SHF, visando melhores propriedades anticorrosivas. Foram confeccionados corpos de prova da liga de alumínio com dimensões (20x20x3) mm, os quais foram lixados até #1200 e atacados em solução de Beck em quatro diferentes tempos 5, 10, 15 e 20 s. As amostras foram submetidas a dois processos de modificação para obtenção de filme precursor com estrutura micro/ nanométrica, o primeiro com solução aquosa de nitrato de zinco em presença de hidróxido de amônio e o segundo em presença do permanganato de potássio. As amostras foram tratadas em solução etanólica de ácido esteárico, para redução da energia de superfície e obtenção do efeito SHF. O ângulo de contato foi determinado por meio de análise com goniômetro. Ensaios eletroquímicos de polarização foram realizados para avaliar a resistência à corrosão das superfícies obtidas. A morfologia e a composição das superfícies SHF foram analisadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada à análise de espectroscopia de energia dispersiva (EDS). As análises topográficas e do perfil de rugosidade foram realizadas a partir de um microscópio confocal. Os resultados mostraram que o tempo de ataque influencia no ângulo de contato obtido nas SHF. Dentre os diversos procedimentos e condições processuais investigadas nesse trabalho a condição que apresentou melhores parâmetros de morfologia, ângulo de contato e resistência à corrosão foi para o tempo de ataque de 20 s em solução de Beck; seguida de camada de ZnAl-HDL e ZnO, e tratada com ácido esteárico. / The super-hydrophobicity based on the Lotus effect, which is observed associater of micrometer structures and nanometer substructures that alter the material roughness parameters. The combination of suitable roughness and the action of reducing the surface energy of agents provides obtaining super-hydrophobic surfaces (SHP), which among other features, provides improved corrosion resistance due two formation of the repellent barrier to water, reducing the contact metal with the electrolyte. This study aimed to evaluate the influence of etching time of 5052 aluminum alloy in getting SHP surfaces to obtain better anti-corrosive properties. Aluminum alloy specimens were fabricated with dimensions of (20x20x3) mm, which were polished to # 1200 and attacked in Beck solution at four different times 5, 10, 15 and 20 s. The samples were subjected to two modification processes for obtaining precursor film with micro-nanometer structure, the first with aqueous solution of zinc nitrate in the presence of ammonium hydroxide, and the second in the presence of potassium permanganate. Samples were treated in ethanolic solution of stearic acid to reduce the surface energy and obtaining SHP effect. The contact angle was determined by analysis with a goniometer. Electrochemical tests of linear polarization were performed to evaluate the corrosion resistance of the surfaces obtained. The morphology and composition of SHP surfaces were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) coupled with analysis of energy dispersive spectroscopy (EDS). Topographic analysis and roughness profile were carried out using a confocal microscope. The results showed that the etching time influences the contact angle obtained in SHP. Among the various procedures and process conditions investigated in this work the condition that presented better morphology parameters, contact angle and corrosion resistance was with the 20 s etching time in Beck solution; Then layer ZnAl-HDL and ZnO, and treated with stearic acid.

O uso de revestimentos protetores consiste na alternativa mais utilizada para a eliminação ou diminuição dos processos corrosivos nos aços, bem como no alumínio e suas ligas, que apresentam uma ampla gama de aplicações, principalmente na indústria aeronáutica, devido à alta razão resistência/peso e, cujas vidas úteis podem ser comprometidas pela corrosão. Neste trabalho foram produzidos revestimentos a base de sílica e titânia obtidos pelo processo sol-gel em substratos constituídos de aço AISI 1045 e liga de alumínio AA7075, para a proteção à corrosão em ambiente salino. As amostras foram revestidas por imersão (dip-coating) utilizando-se dois tipos de soluções compostas por Tetraetil-Ortosilicato (TEOS) mais 3-Trimetoxisilil-Propil-Metacrilato (TMSPM) (S1) e por Isopropóxido de Titânio (IPT) mais 3-Trimetoxisilil-Propil-Metacrilato (TMSPM) (S2). Tais amostras foram previamente submetidas a pré-tratamentos a 50°C durante 8 horas, para a evaporação dos compostos voláteis e curadas a 60, 100 e a 130°C, por 1, 2 e 3 horas em cada temperatura. As caracterizações foram realizadas por microscopias óptica e eletrônica de varredura, riscamento e ensaios de polarização potenciodinâmicas em NaCl (3,5%). Foram obtidos revestimentos homogêneos em ambos os substratos, que resultaram em todos os casos um grande aumento na resistência à corrosão, em comparação com os respectivos substratos. Os revestimentos curados na temperatura superior (130°C) foram os mais resistentes ao riscamento e proporcionaram as melhores resistências à corrosão em ambos os substratos. / Protective coatings are the most widely used alternative to control the corrosive processes in steel and aluminum alloys. These material exhibit a wide range of applications, especially in the aircraft industry due to the high strength/weight ratio but their performance can be compromised by corrosion. In this work silica and titania based coatings were produced by a sol-gel process and applied on AISI 1045 steel and AA7075 aluminum alloy substrates, seeking for corrosion protection in a saline environment. The samples were coated by dipping using two types of solutions: a) a mix of tetraethyl orthosilicate (TEOS) with 3-trimethoxysilyl-propyl methacrylate (TMSPM) (S1) and b) a mix of titanium isopropoxide (IPT) with 3 -Trimetoxisilil-Propyl methacrylate (TMSPM) (S2). The samples were then subjected to a pre-treatment at 50°C for 8 hours to evaporate the volatile compounds and then cured at 60, 100 and 130°C for 1, 2 and 3 hours at each temperature. The samples were characterized by optical and scanning electron microscopy, scratching tests and potentiodynamic polarization tests in NaCl (3.5%). Both solutions produced homogeneous coatings on both substrates, resulting in a large increase in the corrosion resistances, when compared to the respective substrates. Coatings cured at highest temperature (130°C) were the most scratch resistance and provided the best corrosion resistance in both substrates.

O uso de revestimentos protetores consiste na alternativa mais utilizada para a eliminação ou diminuição dos processos corrosivos nos aços, bem como no alumínio e suas ligas, que apresentam uma ampla gama de aplicações, principalmente na indústria aeronáutica, devido à alta razão resistência/peso e, cujas vidas úteis podem ser comprometidas pela corrosão. Neste trabalho foram produzidos revestimentos a base de sílica e titânia obtidos pelo processo sol-gel em substratos constituídos de aço AISI 1045 e liga de alumínio AA7075, para a proteção à corrosão em ambiente salino. As amostras foram revestidas por imersão (dip-coating) utilizando-se dois tipos de soluções compostas por Tetraetil-Ortosilicato (TEOS) mais 3-Trimetoxisilil-Propil-Metacrilato (TMSPM) (S1) e por Isopropóxido de Titânio (IPT) mais 3-Trimetoxisilil-Propil-Metacrilato (TMSPM) (S2). Tais amostras foram previamente submetidas a pré-tratamentos a 50°C durante 8 horas, para a evaporação dos compostos voláteis e curadas a 60, 100 e a 130°C, por 1, 2 e 3 horas em cada temperatura. As caracterizações foram realizadas por microscopias óptica e eletrônica de varredura, riscamento e ensaios de polarização potenciodinâmicas em NaCl (3,5%). Foram obtidos revestimentos homogêneos em ambos os substratos, que resultaram em todos os casos um grande aumento na resistência à corrosão, em comparação com os respectivos substratos. Os revestimentos curados na temperatura superior (130°C) foram os mais resistentes ao riscamento e proporcionaram as melhores resistências à corrosão em ambos os substratos. / Protective coatings are the most widely used alternative to control the corrosive processes in steel and aluminum alloys. These material exhibit a wide range of applications, especially in the aircraft industry due to the high strength/weight ratio but their performance can be compromised by corrosion. In this work silica and titania based coatings were produced by a sol-gel process and applied on AISI 1045 steel and AA7075 aluminum alloy substrates, seeking for corrosion protection in a saline environment. The samples were coated by dipping using two types of solutions: a) a mix of tetraethyl orthosilicate (TEOS) with 3-trimethoxysilyl-propyl methacrylate (TMSPM) (S1) and b) a mix of titanium isopropoxide (IPT) with 3 -Trimetoxisilil-Propyl methacrylate (TMSPM) (S2). The samples were then subjected to a pre-treatment at 50°C for 8 hours to evaporate the volatile compounds and then cured at 60, 100 and 130°C for 1, 2 and 3 hours at each temperature. The samples were characterized by optical and scanning electron microscopy, scratching tests and potentiodynamic polarization tests in NaCl (3.5%). Both solutions produced homogeneous coatings on both substrates, resulting in a large increase in the corrosion resistances, when compared to the respective substrates. Coatings cured at highest temperature (130°C) were the most scratch resistance and provided the best corrosion resistance in both substrates.

This work aims to study the niobium influence in the crystallographic texture and the corrosion resistance of ferritic stainless steels on aerated and de-aerated environments. For this objective the ferritic stainless steels P409, P410, P430A, P430E (Nb stabilized) were used; and austenitic stainless steel, P304, and carbon steel, A36, were used as comparative materials. These materials had a mechanical characterization (hardness and tension test), and the steels P430A and P430E had a crystallographic characterization too. That crystallographic characterization (by EBSD) was analyzed through to inverse pole figure (IPF) and crystal orientation distribution function (CODF). The samples were submitted to anodic potentiodynamic polarization test in solutions: 3.56% NaCl, and 1N H2SO4 on aerated environment, and 3.56% NaCl at de-aerated environment. The samples were examined by SEM after the polarization tests. The analysis of the results clearly showed that the crystallographic texture influence the corrosion resistance. The niobium in the stainless steel reduces the presence of preferential orientation, therefore, the influence of the texture in the corrosion resistance, but helps to increase the corrosion resistance by the formation of niobium carbbonites. Finally it was observed that for polarization tests in aerated environments and de-aerated have a very small variation in behavior that depends on the steel, but this variation is not statistically significant. / O objetivo deste trabalho é estudar a influência do nióbio na textura cristalográfica e resistência à corrosão de aços inoxidáveis ferríticos em ambientes aerados e desaerados. Usou-se para o estudo os aços inoxidáveis ferríticos P409, P410, P430A, P430E (estabilizado ao Nb) e como objetos de comparação usaram-se os aços inoxidáveis austenítico P304 e o aço ao carbono A36. Neles realizou-se uma caracterização mecânica (dureza, ensaio de tração), e para os aços P430A e P430E foi feita uma caracterização cristalográfica (via EBSD) por meio de figura de polos inversa (IPF) e da função de distribuição de orientação cristalina (FDOC). As amostras foram submetidas a ensaios de polarização potenciodinâmica anódica para soluções de 3,56% NaCl e 1N de H2SO4 em ambiente aerado e solução de 3,56% NaCl em ambiente desaerado. As amostras foram examinadas por microscopia MEV após os ensaios de polarização. A análise dos resultados mostrou claramente que a textura cristalográfica influência a resistência à corrosão. O nióbio diminui a presença de orientações preferenciais, e, por consequência, a influência da textura na resistência à corrosão, no entanto aumenta a resistência à corrosão nos aços inoxidáveis pela formação de carbonetos de nióbio. Por último observou-se que para ensaios de polarização em ambientes aerados e desaerados existe uma ligeira variação no comportamento que depende de cada aço, mas que não é estatisticamente significativa. / Mestre em Engenharia Mecânica