Estudou-se o comportamento eletroquímico do alumínio em misturas de etilenoglicol (EG) e água, em presença e ausência de agentes quelantes (EDTA - ácido etilenodiaminotetraacético ou EDTPO - ácido etilenodiamino tetrametilenofosfônico), na faixa de pH entre 7 e 9, através de ensaios potenciodinâmicos, de espectroscopia de impedância eletroquímica e microscopia de força atômica. Em solução EG-água, a eficiência de inibição do EDTA na corrosão do Al depende da proporção de etilenoglicol e do pH do eletrólito, observando-se que o filme de óxido de alumínio é mais uniforme e estável quando o teor de EG na mistura é maior ou igual a 35 % v/v, mantido o pH em 7. Nestes casos, a adsorção do EDTA sobre o eletrodo é favorecida. Por outro lado, verificou-se que a dissolução do Al é acentuada com a adição de EDTA em eletrólitos com pH alcalino e com teores de água maiores. Nas mesmas condições experimentais, o EDTPO apresentou um efeito inibidor superior ao do EDTA, podendo ser empregado em uma faixa de pH mais ampla. Este comportamento é atribuído a uma adsorção mais forte do ácido fosfônico sobre a superfície do eletrodo, favorecendo a formação de um filme de óxido de elevada resistência, que se mantém por longos tempos de imersão. Verificou-se neste caso que a adsorção de EDTPO é favorecida em meio etilenoglicol-água, similarmente ao que ocorre com o EDTA. Observou-se ainda um efeito inibidor do EDTPO na corrosão do Al em solução aquosa com pH 9,2 contendo íon cloreto. Imagens da superfície do metal obtidas por microscopia de força atômica indicam que o filme de óxido apresenta um espessamento quando em presença dos agentes quelantes em concordância com os experimentos por espectroscopia de impedância.

Estudou-se o comportamento eletroquímico do alumínio em misturas de etilenoglicol (EG) e água, em presença e ausência de agentes quelantes (EDTA - ácido etilenodiaminotetraacético ou EDTPO - ácido etilenodiamino tetrametilenofosfônico), na faixa de pH entre 7 e 9, através de ensaios potenciodinâmicos, de espectroscopia de impedância eletroquímica e microscopia de força atômica. Em solução EG-água, a eficiência de inibição do EDTA na corrosão do Al depende da proporção de etilenoglicol e do pH do eletrólito, observando-se que o filme de óxido de alumínio é mais uniforme e estável quando o teor de EG na mistura é maior ou igual a 35 % v/v, mantido o pH em 7. Nestes casos, a adsorção do EDTA sobre o eletrodo é favorecida. Por outro lado, verificou-se que a dissolução do Al é acentuada com a adição de EDTA em eletrólitos com pH alcalino e com teores de água maiores. Nas mesmas condições experimentais, o EDTPO apresentou um efeito inibidor superior ao do EDTA, podendo ser empregado em uma faixa de pH mais ampla. Este comportamento é atribuído a uma adsorção mais forte do ácido fosfônico sobre a superfície do eletrodo, favorecendo a formação de um filme de óxido de elevada resistência, que se mantém por longos tempos de imersão. Verificou-se neste caso que a adsorção de EDTPO é favorecida em meio etilenoglicol-água, similarmente ao que ocorre com o EDTA. Observou-se ainda um efeito inibidor do EDTPO na corrosão do Al em solução aquosa com pH 9,2 contendo íon cloreto. Imagens da superfície do metal obtidas por microscopia de força atômica indicam que o filme de óxido apresenta um espessamento quando em presença dos agentes quelantes em concordância com os experimentos por espectroscopia de impedância.

Estudou-se o comportamento eletroquímico do alumínio em misturas de etilenoglicol (EG) e água, em presença e ausência de agentes quelantes (EDTA - ácido etilenodiaminotetraacético ou EDTPO - ácido etilenodiamino tetrametilenofosfônico), na faixa de pH entre 7 e 9, através de ensaios potenciodinâmicos, de espectroscopia de impedância eletroquímica e microscopia de força atômica. Em solução EG-água, a eficiência de inibição do EDTA na corrosão do Al depende da proporção de etilenoglicol e do pH do eletrólito, observando-se que o filme de óxido de alumínio é mais uniforme e estável quando o teor de EG na mistura é maior ou igual a 35 % v/v, mantido o pH em 7. Nestes casos, a adsorção do EDTA sobre o eletrodo é favorecida. Por outro lado, verificou-se que a dissolução do Al é acentuada com a adição de EDTA em eletrólitos com pH alcalino e com teores de água maiores. Nas mesmas condições experimentais, o EDTPO apresentou um efeito inibidor superior ao do EDTA, podendo ser empregado em uma faixa de pH mais ampla. Este comportamento é atribuído a uma adsorção mais forte do ácido fosfônico sobre a superfície do eletrodo, favorecendo a formação de um filme de óxido de elevada resistência, que se mantém por longos tempos de imersão. Verificou-se neste caso que a adsorção de EDTPO é favorecida em meio etilenoglicol-água, similarmente ao que ocorre com o EDTA. Observou-se ainda um efeito inibidor do EDTPO na corrosão do Al em solução aquosa com pH 9,2 contendo íon cloreto. Imagens da superfície do metal obtidas por microscopia de força atômica indicam que o filme de óxido apresenta um espessamento quando em presença dos agentes quelantes em concordância com os experimentos por espectroscopia de impedância.

Orientador: Cecílio Sadao Fugivara / Banca: Marina Magnani / Banca: Rodrigo Fernando Costa Marques / Banca: Zeki Nall / Banca: Elivelton Alves Ferreira / Resumo: O comportamento eletroquímico localizado das ligas similares e dissimilares foi estudado utilizando-se áreas em escala milimétrica e micrométrica. Para delimitar as diferentes regiões da solda foi utilizada uma minicélula com diâmetro interno de 1,7 mm ou uma microcélula com capilar de vidro com vedação de silicone e diâmetro de 100 micrômetros. Com essas células que permitem analisar uma pequena área, foi possível localizar e estudar as diferentes regiões da solda afetadas pelo calor e do metal base da liga. A morfologia da superfície das amostras soldadas foi caracterizada por microscopia óptica (OM) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) acoplada a um sistema de Espectroscopia de Dispersão de Energia de Raios X (EDS). As medidas de microdureza mostraram que na Zona de Mistura (ZM) o valor da microdureza foi menor, enquanto que no Metal Base da AA7475-T651 (MB7475) o valor foi maior comparado às demais regiões. Com a minicélula em NaCl 10 mM, foram realizadas as medidas de potencial em circuito aberto (Eca), Voltametria Cíclica (CV) para estudo do PDM (Point Defect Model), Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS), e polarização potenciodinâmica. Na microcélula em NaCl 1 mM + 0,1 M Na2SO4 foram obtidas as medidas de Eca, EIS e polarização potenciodinâmica, enquanto que os experimentos de análise de Ruído Eletroquímico (ENA) foram feitos em uma célula com dois eletrodos de trabalho similares ou dissimilares (diâmetro de 1,7 mm exposto a solução) medidos com dois ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The electrochemical behavior of the similar and dissimilar alloys was studied using millimeter and micrometric scale areas. To delineate the different regions of the weld were determined using a minicell with an internal diameter of 1.7 mm or microcell glass capillary diameter 100 m and sealing with silicone. With these cells utilizing a small area, it was possible to locate and study how different regions of the weld affected by heat and base metal alloy. The surface morphology of the welded samples was characterized by optical microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled to an X-ray Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) system. The microhardness measurements showed that in the Mixing Zone (ZM) the value was lower, while in the Metal Base of AA7475-T651 (MB7475) the value was higher compared to the other regions. With the minicell in 10 mM NaCl, the measurements of open circuit potential (Eoc), Cyclic Voltammetry (CV) for the study of Point Defect Model (PDM), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), and potentiodynamic polarization were performed. In the microcell in 10 mM NaCl + 0.1 M Na2SO4, the measurements of Eoc, EIS and potentiodynamic polarization were obtained, whereas the Electrochemical Noise (ENA) experiments were done in a cell with two similar or dissimilar working electrodes (diameter of 1.7 mm exposed to solution) and measured with two reference electrodes. With the minicell and the microcell was possible to analyze the different region... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A liga de alumínio AA2024-T3 é largamente empregada na indústria aeronáutica devido à suas propriedades mecânicas, porém essa liga apresenta baixa resistência à corrosão. Cromatos são usualmente empregados como tratamento anticorrosivo e apresentam bom desempenho quando aplicados sobre alumínio e suas ligas. No entanto, o uso de espécies que contenham Cr(VI) vem sendo restringido devido à alta toxicidade e carcinogenicidade. Silanos representam uma alternativa à cromatização e apresentam vantagens como ser uma tecnologia ambientalmente correta, ter bom desempenho anticorrosivo e promover adesão da tinta posteriormente aplicada. O presente trabalho investigou o desempenho de filmes de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) combinado com 1,2-Bis(trietoxisilil)etano (BTSE) depositados sobre a liga de alumínio 2024-T3. O efeito do pré-tratamento da superfície metálica também foi estudado, sendo o desengraxe alcalino seguido de imersão em ácido nítrico o que apresentou melhor resultado. A adição dos ácidos fosfônicos 1,2-diaminoetanotetrametileno fosfônico (EDTPO) e ácido octadecilfosfônico (ODPA) ao banho silanizante foi avaliada. Verificou-se melhor desempenho anticorrosivo para o sistema composto por 50% etanol 46% água 1% GPTMS 3% BTSE com incorporação de EDTPO na concentração de 3,75x10-5 mol L-1. O comportamento corrosivo da liga e dos filmes foi estudado utilizando Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) após diferentes tempos de imersão em NaCl 0,05 mol L-1. A caracterização dos diferentes sistemas investigados foi realizada através das técnicas de Microscopia de Força Atômica (AFM), Espectroscopia Fotoeletrônica de raios x (XPS), Ângulo de Contato em Água (WCA) e Espectroscopia de Infravermelho (IV). Os resultados obtidos indicam que o recobrimento da liga AA2024-T3 por filmes formados por GPTMS e BTSE, na proporção otimizada, modificados com o ácido fosfônico EDTPO permite retardar o desenvolvimento de processos corrosivos. / AA2024-T3aluminum alloy is widely used in the aerospace industry due to their mechanical properties, but this alloy has poor corrosion resistance. Chromate are usually employed as anticorrosive treatment and perform well when applied on aluminum and its alloys. The use of species containning Cr (VI) has been restricted due to their high toxicity and carcinogenicity. Silanes represent an alternative to chromate and show advantages such as: being an environmentally friendly technology, presenting good anti-corrosive performance and promoting adhesion of the subsequently applied paint. This study investigated the performance of 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane films (GPTMS) combined with 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethane (BTSE) deposited on the 2024-T3 aluminum alloy. The effect of pretreatment of the metal surface has also been studied, and the alkaline degreasing followed by immersion in nitric acid, showed the best results. The addition of phosphonic acids 1,2-diaminoethanetetrakismethylenephosphonic acid (EDTPO) and Octadecylphosphonic acid (ODPA) on the silane bath was evaluated. Best corrosion performance was verified for the system composed by 50% ethanol 46% water 1% GPTMS 3% BTSE by adding EDTPO (3,75x10-5molL-1). The alloy and films corrosion behavior was studied using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) after different immersion times in NaCl 0.05 mol L-1. The characterization of the investigated systems was carried out by Atomic Force Microscopy (AFM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Water Contact Angle (WCA) and Infrared Spectroscopy (IR). The results indicate that covering AA2024-T3 alloy with films formed by GPTMS and BTSE in the optimized ratio, modified with phosphonic acid EDTPO, allows slowing the development of corrosive processes.

A liga de alumínio AA2024-T3, extensivamente empregada na indústria aeronáutica, devido as microestruturas heterogêneas intencionalmente desenvolvidas para otimizar as propriedades mecânicas é susceptível a corrosão localizada. Com o intuito de prevenir a corrosão vários tratamentos de superfície têm sido investigados para substituir o tratamento de cromatização, e os filmes a base de sílica podem ser considerados como uma alternativa promissora. O objetivo deste trabalho é a obtenção, desenvolvimento e caracterização de filmes de viniltrimetoxisilano (VTMS) combinado com tetraetilortosilicato (TEOS) ou - glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) na presença e na ausência de ácido 1,2- diaminoetanotetrametileno fosfônico (EDTPO) como pré-tratamentos contra a corrosão da liga de alumínio AA2024-T3 em NaCl 0,05 mol L-1. Além disso, foi investigado o efeito da adição de argila na matriz híbrida sol-gel e de nanopartículas de sílica na matriz VTMS/GPTMS contendo EDTPO. Diferentes razões de precursores de sílica e concentrações de ácido fosfônico e de argila foram avaliadas. As propriedades anticorrosivas da liga com os filmes foram estudadas usando espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) após diferentes tempos de imersão. A estrutura química dos filmes e das soluções de partida foi determinada por espectroscopia de infravermelho (FT-IR), enquanto que a morfologia e composição dos filmes foram examindas através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX) e/ou Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios-X (XPS). Os resultados alcançados foram satisfatórios para a proteção contra a corrosão da AA2024 utilizando os revestimentos obtidos a partir do processo sol-gel e modificados com ácido fosfônico. Após a otimização dos revestimentos de sílica e de sílica/ácido fosfônicos estes sistemas foram avaliados como pré-tratamentos anticorrosivos e promotores de adesão de pintura epóxi comercial. Ensaios acelerados de corrosão permitiram comprovar a ação benéfica da camada de sílica como sistema de ancoragem da pintura epóxi. Foi verificado que os sistemas constituídos por sílica/pintura epóxi, sílica + ácido fosfônico/pintura epóxi e sílica/pintura epóxi modificada com polímero condutor propiciam uma efetiva proteção contra a corrosão da AA2024-T3. / The aluminum alloy AA2024-T3, used extensively in the aerospace industry, due to the heterogeneous microstructures intentionally designed to optimize the mechanical properties, is very susceptible to localized corrosion. In order to prevent the corrosion several surface treatments have been investigated to replace the chromate treatment and, in this way, silica based films can be regarded as a promising alternative. The aim of this work is the obtaining, development and characterization of films vinyltrimethoxysilane (VTMS) combined with tetraethylorthosilicate (TEOS) or -- glycidoxypropyltrimethoxysilane in the presence and absence of ethylenediamine tetrametilene phosphonic acid (EDTPO) as pretreatments against corrosion of aluminum alloy AA2024-T3 in NaCl 0.05 mol L-1. Furthermore, it was investigated the effect of adding clay to sol-gel hybrid matrix and silica nanoparticles to the matrix of VTMS/GPTMS films containing EDTPO. Different ratios of precursor and silica concentrations of phosphonic acid and clay were evaluated. The anticorrosive properties of the alloy coated with the modified silica films were studied using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) after different immersion times. The chemical structure of the films and the starting solutions were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), while the morphology and composition of the films were examined on using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy X-Ray (EDX) and / or Photoelectron Spectroscopy X-Ray (XPS). The results obtained were positive for the corrosion protection of AA2024 using the coatings obtained by the sol-gel method and modified with phosphonic acid. After optimization of the coatings of silica and silica/phosphonic acid we applied the best systems as anticorrosive pretreatments and adhesion promoters for one epoxy primer paint. Accelerated corrosion tests allowed check the beneficial action of the silica layer as anchoring system for the epoxy paint. It was found that the systems composed by: silica/epoxy paint and silica + phosphonic acid/epoxy paint and silica/ poxy paint modified with conductive polymer provide effective corrosion protection for the alloy AA2024. / La aleación de aluminio AA2024-T3, que se utiliza ampliamente en la industria aeronáutica, debido a las microestructuras heterogéneas intencionadamente diseñadas para optimizar las propiedades mecánicas, es muy susceptible a la corrosión localizada. Para prevenir la corrosión diversos tratamientos de superficie han sido investigados para reemplazar el tratamiento con cromato, en este sentido las películas a base de sílice constituyen una alternativa prometedora. El objetivo de este trabajo es la obtención, desarrollo y caracterización de películas de viniltrimetoxisilano (VTMS) combinado con tetraetilortosilicato (TEOS) o - glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) en presencia y ausencia de ácido etilendiamina tetrametilenofosfônico (EDTPO) como tratamientos previos contra la corrosión de la aleación de aluminio AA2024-T3 en NaCl 0,05 mol L- 1. Por otro lado, se investigó el efecto de la adición de arcilla en la matriz híbrida y la presencia de nanopartículas de sílice a la matriz solgel VTMS/GPTMS que contienen EDTPO. Se evaluaron diferentes proporciones de concentraciones de sílice y precursores de ácido fosfónico y arcilla. Las propiedades anticorrosivas de la aleación recubierta con los filmes de sílice modificados se estudiaron mediante espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) después de diferentes tiempos de inmersión. La estructura química de los filmes y de las soluciones de partida se caracterizaron por espectroscopia de infrarrojo (FT-IR), mientras que la morfología y la composición se examinaron por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de energía dispersiva de rayos-X (EDX) y/o espectroscopia de fotoelectrones de rayos-X (XPS). Los resultados obtenidos son positivos para la protección contra la corrosión del AA2024-T3 con el uso de los recubrimientos preparados con el método sol-gel y modificado con ácido fosfónico. Después de la optimización de los recubrimientos de sílice y sílice/ácido fosfónico, se aplicó los mejores sistemas como tratamientos anticorrosivos y promotores de la adherencia de una pintura epoxi de imprimación. Los ensayos de corrosión acelerados permitieron comprobar la acción beneficiosa de la capa de sílice como sistema de anclaje de la pintura epoxi. Se encontró que los sistemas compuestos por: la sílica/pintura epoxi, sílica + ácido fosfónico/pintura epoxi y sílica/pintura epoxi modificada con polímero conductor proporcionan una protección eficaz contra la corrosión de la aleación AA2024-T3.

A liga de alumínio AA2024-T3 é largamente empregada na indústria aeronáutica devido à suas propriedades mecânicas, porém essa liga apresenta baixa resistência à corrosão. Cromatos são usualmente empregados como tratamento anticorrosivo e apresentam bom desempenho quando aplicados sobre alumínio e suas ligas. No entanto, o uso de espécies que contenham Cr(VI) vem sendo restringido devido à alta toxicidade e carcinogenicidade. Silanos representam uma alternativa à cromatização e apresentam vantagens como ser uma tecnologia ambientalmente correta, ter bom desempenho anticorrosivo e promover adesão da tinta posteriormente aplicada. O presente trabalho investigou o desempenho de filmes de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) combinado com 1,2-Bis(trietoxisilil)etano (BTSE) depositados sobre a liga de alumínio 2024-T3. O efeito do pré-tratamento da superfície metálica também foi estudado, sendo o desengraxe alcalino seguido de imersão em ácido nítrico o que apresentou melhor resultado. A adição dos ácidos fosfônicos 1,2-diaminoetanotetrametileno fosfônico (EDTPO) e ácido octadecilfosfônico (ODPA) ao banho silanizante foi avaliada. Verificou-se melhor desempenho anticorrosivo para o sistema composto por 50% etanol 46% água 1% GPTMS 3% BTSE com incorporação de EDTPO na concentração de 3,75x10-5 mol L-1. O comportamento corrosivo da liga e dos filmes foi estudado utilizando Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) após diferentes tempos de imersão em NaCl 0,05 mol L-1. A caracterização dos diferentes sistemas investigados foi realizada através das técnicas de Microscopia de Força Atômica (AFM), Espectroscopia Fotoeletrônica de raios x (XPS), Ângulo de Contato em Água (WCA) e Espectroscopia de Infravermelho (IV). Os resultados obtidos indicam que o recobrimento da liga AA2024-T3 por filmes formados por GPTMS e BTSE, na proporção otimizada, modificados com o ácido fosfônico EDTPO permite retardar o desenvolvimento de processos corrosivos. / AA2024-T3aluminum alloy is widely used in the aerospace industry due to their mechanical properties, but this alloy has poor corrosion resistance. Chromate are usually employed as anticorrosive treatment and perform well when applied on aluminum and its alloys. The use of species containning Cr (VI) has been restricted due to their high toxicity and carcinogenicity. Silanes represent an alternative to chromate and show advantages such as: being an environmentally friendly technology, presenting good anti-corrosive performance and promoting adhesion of the subsequently applied paint. This study investigated the performance of 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane films (GPTMS) combined with 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethane (BTSE) deposited on the 2024-T3 aluminum alloy. The effect of pretreatment of the metal surface has also been studied, and the alkaline degreasing followed by immersion in nitric acid, showed the best results. The addition of phosphonic acids 1,2-diaminoethanetetrakismethylenephosphonic acid (EDTPO) and Octadecylphosphonic acid (ODPA) on the silane bath was evaluated. Best corrosion performance was verified for the system composed by 50% ethanol 46% water 1% GPTMS 3% BTSE by adding EDTPO (3,75x10-5molL-1). The alloy and films corrosion behavior was studied using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) after different immersion times in NaCl 0.05 mol L-1. The characterization of the investigated systems was carried out by Atomic Force Microscopy (AFM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Water Contact Angle (WCA) and Infrared Spectroscopy (IR). The results indicate that covering AA2024-T3 alloy with films formed by GPTMS and BTSE in the optimized ratio, modified with phosphonic acid EDTPO, allows slowing the development of corrosive processes.

Orientador: Elidiane Cipriano Rangel / Banca: Célia Marina de Alvarenga Freire / Banca: Antonio Riul Júnior / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi na Unesp / Resumo: A liga de alumínio 2024 é largamente utilizda pelas indústris aeronátuca e automobilística devido a sua dureza e baixa densidade. No entanto, a presença de cobre em sua composição, torna a liga suscetível à corrosão estimulada por meios agressivos, como atmosfera salina ou rica em oxigênio atômico (baixa órbita da terra). A solução existente empregada para a proteção contra a corrosão é a cromatização, mas esse método gera grandes quantidades de efluentes e resíduos contendo 'Cr POT. 6+', altamente carcinogênico, tornando o estudo de novos materiais protetivos muito relevante. Neste trabalho, investigou-se a proteção contra a corrosão fornecida à liga de alumínio 2024 por filmes finos depositados utilizando PECVD (do inglês, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) e IIDP (Implantação Iônica de Deposição por Imersão em Plasma). Em uma investigação inicial, filmes foram depositados sobre a liga a partir de plasmas de metano diluído em argônio, de acetileno diluído em argônio e de hexametildisiloxano (HMDSO), pela técnica convencional de PECVD. Em uma etapa subsequente do trabalho, filmes a partir de acetileno diluído em argônio foram preparados pela IIDIP e estudou-se a variação do tempo de deposição na proteção contra a corrosão. Desta forma, foram obtidos filmes aderidos ao substrato que promoveram um aumento na resistência à corrosão de 15 vezes em teste de névoa salina e de 20 vezes em ensaio de impedância. Finalmente, investigou-se o efeito da potência do sinal de excitação do plasma nas propriedades de filmes depositados a partir de misturas de hexametildisiloxano e oxigênio. Tais filmes apresentaram um aumento na resistência à corrosão em névoa salina de 36 vezes e em impedância de 240 vezes. A composição e estrutura química dos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The 2024 aluminum alloy is widely used by the aerospace and automotive industries due to its hardness and low density. However, the presence of copper in its composition makes the alloy susceptible to corrosion, which is stimulated by aggressive environments such as saline atmosphere or rich in atomic oxygen (at the low earth orbit). The existing solution used for protection against corrosion is the chromatizing, but this method generates large quantities of residues and effluents such as the 'Cr POT. 6+', which is highly carcinogenic, making of the study of new protective materials very relevant. This work proposes to investigate the protection against corrosion given to the 2024 aluminum alloy by thin films deposited on it utilizing PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) and IIPD (Ion Implantation Plasma Immersion and Deposition). Initially, films from methane diluted in argon, acetylene diluted in argon and hexamethyldisiloxane (HMDSO) were applied over the alloy using the conventional PECVD technique. From that, in a subsequent stage of work, films from acetylene diluted in argon were prepared by IIIPD to study the variation of deposition time in the protection against corrosion. In that way, films adhered to the substrate were obtained and promoted a 15 time increase in the corrosion resistance in salt sapray test and 20 time increase in the impedance test. Finally, it was investigated the effect of the power of plasma excitation signal on the properties of films deposited from mixtures of HMDSO and oxygen. These films showed a 36 time increase in corrosion resistance in salt spray and 240 time increase in impedance test. The chemical composition and structure were analyzed by Infrared spectroscopy. Corrosion resistance was evaluated in Salt Spray chamber, by reactive oxygen plasmas, by Electrochemical Impedance Spectroscopy and... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O alumínio e suas ligas têm grande importância econômica, possuindo inúmeras aplicações na construção civil, indústria automobilística e aeronáutica, devido às suas excelentes propriedades, tais como baixa densidade, alta condutividade e resistência à corrosão. Entretanto em presença de cloretos, ocorre a corrosão por pites. Com o objetivo de prevenir a corrosão vários tratamentos de superfície têm sido desenvolvidos, entre os quais os filmes de silano, considerados ambientalmente corretos. Os revestimentos de silano apresentam-se como uma alternativa promissora para substituir o tratamento de cromatização, apresentando propriedades de materiais orgânicos e cerâmicos. O objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento corrosivo das ligas AA1100 e AA2024 em NaCl 0,05molL-1, revestidas com tetraetilortosilicato (TEOS)/ácidos fosfônicos. Os ácidos fosfônicos avaliados foram ATMP (ácido aminotrimetilenofosfônico) e EDTPO (ácido etilenodiamino tetrametilenofosfônico). A solução usada para a deposição consiste de 4% de TEOS dissolvido em etanol, água na proporção volumétrica 90:6, respectivamente. Diferentes concentrações de ácidos fosfônicos foram adicionadas ao banho de deposição. Verificou-se que revestimentos TEOS com adição de 5,00x10-4 mol L -1 ATMP e TEOS com 3,75x10-4 mol L-1 EDTPO permitiram a formação de filmes com menor porosidade, com aumento da resistência à corrosão da liga AA1100 para tempos prolongados de imersão. Para a liga AA2024 vários pré-tratamentos foram testados antes da deposição dos revestimentos. O pré-tratamento com ácido acético mostrou maior eficiência, atribuído à dissolução dos intermetálicos presentes na liga. Revestimentos de TEOS com 3,75x10-4 mol L-1 EDTPO apresentaram maior resistência de polarização. A incorporação de nanopartículas de sílica foi avaliada, verificando-se um melhor desempenho anticorrosivo, o qual foi relacionado ao efeito sinérgico entre o ácido fosfônico e a rede de sílica. / Aluminum and aluminum alloys have been extensively used in many technological applications, such as building materials, car manufacturing and aircraft industry, due to their excellent properties for instance, low density, high conductivity and corrosion resistance. However, a pitting corrosion process takes place in the presence of aggressive ions like chlorides. In order to prevent corrosion, many surface treatments have been developed, such as silane films, which are environmentally compliant coatings. The silane coatings are a promising alternative to replace the chromate surface treatment presenting properties of organic and ceramic materials. The aim of this work is to investigate the corrosive behavior of aluminum alloys AA1100 and AA2024 in a NaCl 0.05mol L-1 coated with tetraethyl orthosilicate (TEOS)/phosphonic acid. The phosphonic acids employed were the aminotrimethylenephosphonic acid (ATMP) and ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid (EDTPO). The deposition solutions used here consist of 4 vol % TEOS dissolved in 90:6 volume ratio ethanol and DI water mixed solvent. Different phosphonic acid concentrations were added to the silane bath, being obtained that TEOS films with the addition of 5.00x10-4 mol L-1 ATMP and TEOS with 3.75x10-4 mol L-1 EDTPO allow the formation of coatings with lower porosity, improving the corrosion resistance of the AA1100 alloy at prolonged immersion time. For the AA2024 various pre-treatments were tested before the silane deposition. The acetic acid pretreatment showed the higher efficiency, which was related to the dissolution of the intermetalics components of the alloy. The higher polarization resistance was obtained with the films of TEOS with 3.75x10-4 mol.L-1 EDTPO. The incorporation of nanoparticles of silica was tested and the corrosion behavior was improved, being related to a synergic effect between the phosphonic acid and the silica network.

A liga de alumínio AA2024-T3 é largamente empregada na indústria aeronáutica devido à suas propriedades mecânicas, porém essa liga apresenta baixa resistência à corrosão. Cromatos são usualmente empregados como tratamento anticorrosivo e apresentam bom desempenho quando aplicados sobre alumínio e suas ligas. No entanto, o uso de espécies que contenham Cr(VI) vem sendo restringido devido à alta toxicidade e carcinogenicidade. Silanos representam uma alternativa à cromatização e apresentam vantagens como ser uma tecnologia ambientalmente correta, ter bom desempenho anticorrosivo e promover adesão da tinta posteriormente aplicada. O presente trabalho investigou o desempenho de filmes de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) combinado com 1,2-Bis(trietoxisilil)etano (BTSE) depositados sobre a liga de alumínio 2024-T3. O efeito do pré-tratamento da superfície metálica também foi estudado, sendo o desengraxe alcalino seguido de imersão em ácido nítrico o que apresentou melhor resultado. A adição dos ácidos fosfônicos 1,2-diaminoetanotetrametileno fosfônico (EDTPO) e ácido octadecilfosfônico (ODPA) ao banho silanizante foi avaliada. Verificou-se melhor desempenho anticorrosivo para o sistema composto por 50% etanol 46% água 1% GPTMS 3% BTSE com incorporação de EDTPO na concentração de 3,75x10-5 mol L-1. O comportamento corrosivo da liga e dos filmes foi estudado utilizando Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) após diferentes tempos de imersão em NaCl 0,05 mol L-1. A caracterização dos diferentes sistemas investigados foi realizada através das técnicas de Microscopia de Força Atômica (AFM), Espectroscopia Fotoeletrônica de raios x (XPS), Ângulo de Contato em Água (WCA) e Espectroscopia de Infravermelho (IV). Os resultados obtidos indicam que o recobrimento da liga AA2024-T3 por filmes formados por GPTMS e BTSE, na proporção otimizada, modificados com o ácido fosfônico EDTPO permite retardar o desenvolvimento de processos corrosivos. / AA2024-T3aluminum alloy is widely used in the aerospace industry due to their mechanical properties, but this alloy has poor corrosion resistance. Chromate are usually employed as anticorrosive treatment and perform well when applied on aluminum and its alloys. The use of species containning Cr (VI) has been restricted due to their high toxicity and carcinogenicity. Silanes represent an alternative to chromate and show advantages such as: being an environmentally friendly technology, presenting good anti-corrosive performance and promoting adhesion of the subsequently applied paint. This study investigated the performance of 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane films (GPTMS) combined with 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethane (BTSE) deposited on the 2024-T3 aluminum alloy. The effect of pretreatment of the metal surface has also been studied, and the alkaline degreasing followed by immersion in nitric acid, showed the best results. The addition of phosphonic acids 1,2-diaminoethanetetrakismethylenephosphonic acid (EDTPO) and Octadecylphosphonic acid (ODPA) on the silane bath was evaluated. Best corrosion performance was verified for the system composed by 50% ethanol 46% water 1% GPTMS 3% BTSE by adding EDTPO (3,75x10-5molL-1). The alloy and films corrosion behavior was studied using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) after different immersion times in NaCl 0.05 mol L-1. The characterization of the investigated systems was carried out by Atomic Force Microscopy (AFM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Water Contact Angle (WCA) and Infrared Spectroscopy (IR). The results indicate that covering AA2024-T3 alloy with films formed by GPTMS and BTSE in the optimized ratio, modified with phosphonic acid EDTPO, allows slowing the development of corrosive processes.