Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-13Bitstream added on 2014-06-13T18:29:04Z : No. of bitstreams: 1 schiavetto_mg_me_araiq.pdf: 2674494 bytes, checksum: 7d2a426d4ea0452fdeaf7aa10ce4b83a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Revestimentos híbridos orgânico-inorgânicos preparados pelo processo sol-gel são considerados como uma boa alternativa para a passivação da superfície do aço, em substituição a compostos a base de cromo que apresentam problemas ambientais devido a sua alta toxicidade. Filmes híbridos a base de polisiloxano foram depositados em substratos de aço inoxidável 316L por dip-coating a partir de um sol preparado via catálise ácida com a hidrólise e co-policondensação do tetraetoxi silano (TEOS) e 3- metacriloxipropril trimetoxi silano (MPTS), seguido da polimerização radicalar dos grupos metacrilato. Características estruturais do híbrido a base de polisiloxano foram estudadas por ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C e 29Si, espectroscopia de fotoelétrons induzida por raios X (XPS), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TG) em função da razão TEOS/MPTS, que variou entre 0 e 2. Os resultados de RMN e TG mostraram para a amostra com razão TEOS/MPTS = 2 um alto grau de polimerização e policondesação maior que 85% e uma estabilidade térmica de até 415 °C. Todos os filmes apresentaram boa adesão e a morfologia foi analisada por microscopia de força atômica (AFM) e microscopia óptica. A eficiência contra a corrosão dos filmes depositados sobre o aço inoxidável foi investigada por XPS, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e curvas potenciodinâmicas de polarização, após a imersão das amostras em meio salino neutro e acidificado. Os resultados mostraram uma eficiente proteção do aço no meio salino. Os efeitos anticorrosivos da incorporação de íons cério IV no híbrido a base de siloxano foram estudados por XPS e testes eletroquímicos que mostraram melhorias na proteção contra a corrosão dos filmes modificados por Ce4+. / Organic-inorganic hybrid coatings prepared by the sol-gel process are considered as a good alternative for the passivation of steel surfaces, substituting chromium compounds, which present environmental problems due to their high toxicity. Polysiloxane-based hybrid were deposited on 316L stainless steel substrates by dip-coating in a sol prepared by acid-catalyzed hydrolytic co-polycondensation of tetraethoxysilane (TEOS) and 3-methacryloxy propyltrimethoxysilane (MPTS), followed by radical polymerization of methacrylic moieties. Structural features of the polysiloxane-based hybrids were studied using 13C and 29Si nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA), as a function of the TEOS/MPTS ratio, which ranged between 0 and 2. The NMR and TGA results indicated for the hybrid film with a TEOS/MPTS ratio of 2 a high degree of polymerization and polycondensation, of up to 85% and elevated thermal stability up to 415 °C. All films presented good adhesion and morphological analyses were performed by atomic force microscopy (AFM) and optical microscopy. The efficiency of the corrosion protection of hybrid-coated stainless steel was investigated by XPS, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization curves, after immersion of the samples in a neutral saline and acidified environment. The results have shown an efficient protection of the steel surface in saline solution. The effects of the incorporation of cerium IV ions in polysiloxane-based hybrid were studied by XPS and electrochemical tests and the results indicate the improvement on the protective properties against corrosion of the films modified by Ce4+.

Um método amplamente utilizado na proteção contra a corrosão de ligas de alumínio é a formação de camadas de conversão de cromo. Na busca de métodos \"ambientalmente amigáveis\" de proteção contra corrosão existe a possibilidade da utilização de polímeros condutores, como a polianilina (PAni), que pode atuar por efeito barreira, assim como pela absorção de cargas provenientes da solução e / ou camadas auto-organizadas (SAM, do inglês \"self assembled monolayers\"), onde a proteção pode ocorrer de forma indireta, quando a SAM atua como promotora de adesão para outros revestimentos ou de forma direta, quando a própria monocamada bloqueia o acesso de substâncias responsáveis pela corrosão, à superfície protegida. Neste trabalho é proposta a utilização de bi-camadas baseadas de propil-trimetóxi-silano (PTMS) + PAni e octadecil-trimetóxi-silano (ODTMS) + PAni para a proteção contra a corrosão das ligas de alumínio AA1050, AA2024 e AA7075. Para os ensaios de corrosão foram utilizadas as técnicas de potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Análise de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram realizadas antes e após os ensaios de corrosão para verificar a eficiência de proteção contra corrosão dos revestimentos propostos. Adicionalmente foram realizados testes de névoa salina e aderência, além da caracterização das ligas por MEV e espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX). Os resultados obtidos demonstram que os tratamentos utilizados resultaram em melhoras na resistência contra a corrosão na seguinte ordem: PTMS < ODTMS < PAni < PTMS + PAni < ODTMS + PAni, sendo que este último o que apresenta os melhores resultados como maiores deslocamentos do Ecorr para valores mais positivos, diminuição da icorr, menor número de pontos de corrosão após a realização das curvas de polarização, maiores valores de impedância total em todo o intervalo de frequência utilizado e maior resistência à exposição à névoa salina. / A method widely used in corrosion protection of aluminum alloys is the formation of conversion layers of chromium. In search of \"environmentally friendly\" corrosion protection methods there is the possibility of using conducting polymers such as polyaniline (PAni), which can act by barrier effect or absorbing charged particles from the solution and / or self-assembled monolayers (SAM), where protection may occur indirectly, when the SAM acts as a promoter of adhesion to other coatings, or directly, when the monolayer blocks the access of aggressive substances to the surface. This work proposes the use of bi-layers based on propyl-trimethoxy-silane (PTMS) + PAni and octadecyl-trimethoxy-silane (ODTMS) + PAni for corrosion protection of aluminum alloys AA1050, AA2024 and AA7075. For the corrosion tests were used different techniques such as: open circuit potential, potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. Analysis of optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) were performed before and after the corrosion tests in order to verify the efficiency of the proposed coatings in corrosion protection. Additionally, tests of salt spray and adhesion were made, in addition to the characterization of the alloys by SEM and X-ray dispersive energy. The results show that the treatments resulted in improvements in corrosion resistance in the following order: PTMS < ODTMS < PAni < PTMs + PAni < ODTMS + PAni. The last one gives the best results such as larger shifts of the Ecorr to more positive values, decrease of the icorr, fewer corrosion points after the polarization curves, higher values of total impedance in the entire range of frequency used and more resistant to the exposure to salt spray.

Um método amplamente utilizado na proteção contra a corrosão de ligas de alumínio é a formação de camadas de conversão de cromo. Na busca de métodos \"ambientalmente amigáveis\" de proteção contra corrosão existe a possibilidade da utilização de polímeros condutores, como a polianilina (PAni), que pode atuar por efeito barreira, assim como pela absorção de cargas provenientes da solução e / ou camadas auto-organizadas (SAM, do inglês \"self assembled monolayers\"), onde a proteção pode ocorrer de forma indireta, quando a SAM atua como promotora de adesão para outros revestimentos ou de forma direta, quando a própria monocamada bloqueia o acesso de substâncias responsáveis pela corrosão, à superfície protegida. Neste trabalho é proposta a utilização de bi-camadas baseadas de propil-trimetóxi-silano (PTMS) + PAni e octadecil-trimetóxi-silano (ODTMS) + PAni para a proteção contra a corrosão das ligas de alumínio AA1050, AA2024 e AA7075. Para os ensaios de corrosão foram utilizadas as técnicas de potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Análise de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram realizadas antes e após os ensaios de corrosão para verificar a eficiência de proteção contra corrosão dos revestimentos propostos. Adicionalmente foram realizados testes de névoa salina e aderência, além da caracterização das ligas por MEV e espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX). Os resultados obtidos demonstram que os tratamentos utilizados resultaram em melhoras na resistência contra a corrosão na seguinte ordem: PTMS < ODTMS < PAni < PTMS + PAni < ODTMS + PAni, sendo que este último o que apresenta os melhores resultados como maiores deslocamentos do Ecorr para valores mais positivos, diminuição da icorr, menor número de pontos de corrosão após a realização das curvas de polarização, maiores valores de impedância total em todo o intervalo de frequência utilizado e maior resistência à exposição à névoa salina. / A method widely used in corrosion protection of aluminum alloys is the formation of conversion layers of chromium. In search of \"environmentally friendly\" corrosion protection methods there is the possibility of using conducting polymers such as polyaniline (PAni), which can act by barrier effect or absorbing charged particles from the solution and / or self-assembled monolayers (SAM), where protection may occur indirectly, when the SAM acts as a promoter of adhesion to other coatings, or directly, when the monolayer blocks the access of aggressive substances to the surface. This work proposes the use of bi-layers based on propyl-trimethoxy-silane (PTMS) + PAni and octadecyl-trimethoxy-silane (ODTMS) + PAni for corrosion protection of aluminum alloys AA1050, AA2024 and AA7075. For the corrosion tests were used different techniques such as: open circuit potential, potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. Analysis of optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) were performed before and after the corrosion tests in order to verify the efficiency of the proposed coatings in corrosion protection. Additionally, tests of salt spray and adhesion were made, in addition to the characterization of the alloys by SEM and X-ray dispersive energy. The results show that the treatments resulted in improvements in corrosion resistance in the following order: PTMS < ODTMS < PAni < PTMs + PAni < ODTMS + PAni. The last one gives the best results such as larger shifts of the Ecorr to more positive values, decrease of the icorr, fewer corrosion points after the polarization curves, higher values of total impedance in the entire range of frequency used and more resistant to the exposure to salt spray.

As ligas de alumínio vêm sendo amplamente usadas nas indústrias aeronáuticas e automobilísticas por suas propriedades mecânicas superiores às do metal puro. Entretanto, como as propriedades de corrosão dessas ligas variam, sendo piores do que as do alumínio puro, surge a necessidade de estudos de diferentes métodos de proteção contra a corrosão. O uso de coberturas protetoras é uma alternativa para diminuir os processos corrosivos e, desta maneira, aumentar a vida útil desses materiais. Das coberturas de conversão existentes, as mais usadas ainda são à base de cromo, porém o cromo tem se mostrado danoso ao meio ambiente e à saúde humana. Por outro lado, as coberturas de conversão à base de óxidos de cério, ambientalmente mais corretas e menos nocivas, já têm sido usadas com sucesso para este propósito. Ademais, partindo do consenso sobre o bom desempenho da polianilina (PAni) em proteger metais oxidáveis contra a corrosão, inclusive o alumínio e suas ligas, o presente estudo propõe o desenvolvimento de proteção anticorrosiva de ligas de alumínio pela combinação de camadas de conversão à base de óxidos de cério associada com camadas de PAni nas ligas de alumínio das séries AA1xxx e AA6xxx. A combinação de camadas duplex surge como uma alternativa promissora por: (i) possibilitar a formação de pontos de ancoragem sobre a superfície, promovidos pelas camadas de conversão à base de óxidos de cério, para a posterior deposição de PAni; (ii) ampliar o uso das camadas de conversão à base de óxidos de cério isoladamente ou combinadas com PAni e (iii) promover o melhor sinergismo na proteção contra a corrosão das ligas de alumínio e de outros materiais pela associação e maior interação desses sistemas. / Aluminium alloys have been widely used in automobile and aircraft industries for their superior mechanical properties to the pure metal. However, as the corrosion properties of these alloys vary, being worse than those of pure aluminium, there is a need for studies of different methods of corrosion protection. The use of protective coverings appears as an alternative to reduce the corrosion process and thereby increase the useful life of these materials. Conversion of existing coverage, the most used are still based on chrome, but chrome has proven harmful to the environment and human health. Furthermore, coverage of cerium-based conversion, more environmentally friendly and healthy, have already been successfully used for this purpose. Furthermore, based on the consensus on the proper performance of polyaniline (PAni) to protect oxidizable metals against corrosion, including aluminium and its alloys, this study proposes the development of corrosion protection of aluminium alloys by combining layers of cerium conversion associated with layers of polyaniline on aluminium alloys AA1xxx and AA6xxx series. The combination of double layers arises as a promising alternative, which may: (i) facilitating formation of anchor points on the surface, driven by layers of cerium conversion, for the subsequent deposition of PAni (ii) expand the use of cerium conversion coatings alone or combined with PAni and (iii) promote synergy in protection against corrosion of aluminium alloys and other materials by the association and greater interaction of these systems.

As ligas de alumínio vêm sendo amplamente usadas nas indústrias aeronáuticas e automobilísticas por suas propriedades mecânicas superiores às do metal puro. Entretanto, como as propriedades de corrosão dessas ligas variam, sendo piores do que as do alumínio puro, surge a necessidade de estudos de diferentes métodos de proteção contra a corrosão. O uso de coberturas protetoras é uma alternativa para diminuir os processos corrosivos e, desta maneira, aumentar a vida útil desses materiais. Das coberturas de conversão existentes, as mais usadas ainda são à base de cromo, porém o cromo tem se mostrado danoso ao meio ambiente e à saúde humana. Por outro lado, as coberturas de conversão à base de óxidos de cério, ambientalmente mais corretas e menos nocivas, já têm sido usadas com sucesso para este propósito. Ademais, partindo do consenso sobre o bom desempenho da polianilina (PAni) em proteger metais oxidáveis contra a corrosão, inclusive o alumínio e suas ligas, o presente estudo propõe o desenvolvimento de proteção anticorrosiva de ligas de alumínio pela combinação de camadas de conversão à base de óxidos de cério associada com camadas de PAni nas ligas de alumínio das séries AA1xxx e AA6xxx. A combinação de camadas duplex surge como uma alternativa promissora por: (i) possibilitar a formação de pontos de ancoragem sobre a superfície, promovidos pelas camadas de conversão à base de óxidos de cério, para a posterior deposição de PAni; (ii) ampliar o uso das camadas de conversão à base de óxidos de cério isoladamente ou combinadas com PAni e (iii) promover o melhor sinergismo na proteção contra a corrosão das ligas de alumínio e de outros materiais pela associação e maior interação desses sistemas. / Aluminium alloys have been widely used in automobile and aircraft industries for their superior mechanical properties to the pure metal. However, as the corrosion properties of these alloys vary, being worse than those of pure aluminium, there is a need for studies of different methods of corrosion protection. The use of protective coverings appears as an alternative to reduce the corrosion process and thereby increase the useful life of these materials. Conversion of existing coverage, the most used are still based on chrome, but chrome has proven harmful to the environment and human health. Furthermore, coverage of cerium-based conversion, more environmentally friendly and healthy, have already been successfully used for this purpose. Furthermore, based on the consensus on the proper performance of polyaniline (PAni) to protect oxidizable metals against corrosion, including aluminium and its alloys, this study proposes the development of corrosion protection of aluminium alloys by combining layers of cerium conversion associated with layers of polyaniline on aluminium alloys AA1xxx and AA6xxx series. The combination of double layers arises as a promising alternative, which may: (i) facilitating formation of anchor points on the surface, driven by layers of cerium conversion, for the subsequent deposition of PAni (ii) expand the use of cerium conversion coatings alone or combined with PAni and (iii) promote synergy in protection against corrosion of aluminium alloys and other materials by the association and greater interaction of these systems.