En el presente estudio se diseñará un equipo portátil, basado en un potenciostato estándar, conectado a una celda electroquímica de tres electrodos. Las tarea principales serán, minimizar el ruido, tanto interno (generado en la celda y por los componentes a usar) como externo (inducido por campos electromagnéticos externos al equipo) y lograr que el sistema sea autónomo en su funcionamiento. Se debe tomar muchas precauciones con respecto al ruido externo pues, a diferencia de un equipo de laboratorio, un dispositivo de esta naturaleza estará expuesto a campos electromagnéticos indeseados así como a vibraciones y movimientos bruscos (como producto del traslado y la manipulación) los cuales se debe ponderar al momento del diseño. Otro punto importante es el hecho de que ya no se debe depender de la asistencia de una computadora personal para la realización del ensayo, por lo tanto se hará necesario trabajar con un microcontrolador local que permitirá llevar a cabo los procesos de configuración, adquisición y tratamiento de señales, y también el procesamiento, almacenamiento y transmisión de los datos para su posterior análisis. Para permitir una operación simple y adecuada se contará con una interfaz equipo – usuario basada en un teclado, para introducir las instrucciones básicas para la realización del ensayo, y una pantalla de cristal líquido. Además se implementará un módulo de comunicaciones para el envío, vía puerto serial (utilizando la interfaz RS-232), de los datos obtenidos por el equipo portátil a una aplicación que se ejecutará en una computadora personal, que a su vez permitirá realizar análisis a posteriori más profundos y detallados de los datos obtenidos en los ensayos.

Debido al efecto tremendamente importante de la microestructura en el desempeño de las herramientas, trabajos de investigación y desarrollo han mostrado que los tratamientos térmicos criogénicos son un camino para conseguir la estructura que ofrezca las mejores características frente a solicitaciones de desgaste y dureza. Gran importancia recae tanto en la presencia como en el porcentaje relativo de la austenita retenida frente a los otros constituyentes del acero. El presente trabajo de tesis busca estudiar los efectos de los tratamientos criogénicos comparados con los tratamientos térmicos convencionales en la obtención de una estructura con menor austenita retenida, realizados en el acero de herramienta para trabajo en frío AISISAE D3 (DIN X 210 Cr 12).

Electroless Ni-P coatings have been widely used due to their good combination of properties such as hardness, wear resistance and corrosion resistance. The addition of dispersed hard micro-particles into the Ni-P matrix has led to the development of composite coatings. Ni-P composite coatings exhibit an improved hardness and wear resistance properties; however, there is still a disagreement among researches on the corrosion behavior of composite Ni-P coatings. The present investigation involves the synthesis, characterization and a comparative study of the corrosion resistance in NaCl 3,5% of electroless Ni-P and Ni-P-SiC deposits obtained by either prepared or commercial electrolytic nickel/hypophosphite based baths. The characterization of deposits involved studies about morphology by SEM, chemical composition by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and glow discharge optical emission spectroscopy (GDOS), microstructure by X-ray diffraction (XRD) and hardness. All deposits showed an amorphous micro-structure and high phosphorus content (10-14 wt%). Ni-P-SiC deposits showed an increased hardness (802 HV-815 HV) in comparison with Ni-P deposits (469 HV-626 HV). The techniques used to study the corrosion resistance in NaCl 3,5% were linear polarization resistance (LPR), Tafel plots and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). These techniques agreed to show the better corrosion resistance of Ni-P-SiC coatings over the Ni-P coatings. This fact can be ascribed to the decrease in the effective metallic area available for corrosion. Ni-P-SiC deposits exhibited higher polarization resistance (Rp) values (103-66 kΩ.cm2) in comparison with Ni-P deposits (46-55 kΩ.cm2). Also, the corrosion current density values of Ni-P-SiC deposits (0,17-0,65 µA/cm2) were lower than Ni-P deposits (0,71-1,08 µA/cm2). Concerning to the mechanism by which the Ni-P and Ni-P-SiC become corroded, EIS experiments demonstrated that the corrosion process involved a charge transfer mechanism in all the cases. Tafel plots also corroborated this mechanism since of all deposits showed a Tafel behavior. / Los recubrimientos de aleaciones de Ni-P obtenidos por proceso de reducción autocatalítica (electroless-plating) han sido ampliamente utilizados debido sus propiedades de dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión. La adición de micro-partículas duras dispersas en la matriz de Ni-P ha conducido al desarrollo de recubrimientos compuestos de Ni-P. Dichos recubrimientos presentan una mayor dureza y resistencia al desgaste; sin embargo, todavía existen diversas opiniones en cuanto al comportamiento frente a la corrosión de los recubrimientos compuestos de Ni-P. La presente investigación consiste en la síntesis, caracterización y estudio comparativo de la resistencia a la corrosión en NaCl 3,5% de recubrimientos de Ni-P y Ni-P-SiC obtenidos a partir de baños (preparados en laboratorio y comerciales) que contienen sulfato de níquel e hipofosfito de sodio como base de su composición. La caracterización de los recubrimientos involucró estudios de morfología por microscopía electrónica de barrido (SEM), composición química mediante espectroscopía de dispersión de energía con rayos X (EDX) y espectroscopía de emisión óptica por descarga luminiscente (GDOS); microestructura por difracción de rayos X (XRD) y ensayos de dureza. Todos los recubrimientos mostraron micro-estructura amorfa y alto contenido de fósforo (10-14% en peso). Los recubrimientos de Ni-P-SiC fueron más duros (802 HV-815 HV) en comparación a los recubrimientos de Ni-P (469HV-626HV). Las técnicas utilizadas para estudiar la resistencia a la corrosión en NaCl 3,5% fueron: resistencia de polarización lineal (LPR), curvas de Tafel y espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS). Estas técnicas concordaron en demostrar la mejor resistencia a la corrosión de los depósitos de Ni-P-SiC en relación a los depósitos de Ni-P. Este hecho se atribuye a la disminución del área metálica efectiva expuesta. Los valores de resistencia a la polarización (Rp) fueron mayores para los recubrimientos de Ni-P-SiC (103-66 kΩ.cm2) en relación a los depósitos de Ni-P (46-55 kΩ.cm2). Además, los valores de densidad de corriente de corrosión de los depósitos de Ni-P-SiC (0,17-0,65 µA/cm2) fueron inferiores a los depósitos de Ni-P (0,71-1,08 µA/cm2). En cuanto al mecanismo de corrosión, los estudios de EIS demostraron que el proceso de corrosión involucra un mecanismo de transferencia de carga en todos los casos. Las curvas de polarización también corroboraron dicho mecanismo ya que de todos los depósitos mostraron un comportamiento de Tafel. / Tesis

Tratamentos de metais contra a corrosão usando formulações contendo derivados de cromo hexavalente (Cr6+) tem sido padrão na indústria de tratamento de superfície durante muitas décadas. Esses tratamentos oferecem excelente proteção contra a corrosão, fornecem boa base para pinturas, são baratos e relativamente fáceis de aplicar. Além do mais oferecem proteção ativa ao substrato devido à capacidade de autorregeneração. Porém, restrições ambientais e de saúde, tornadas mais severas a partir das últimas décadas, requerem a substituição destes tratamentos por processos que sejam ambientalmente corretos e não agressivos à saúde humana. Neste contexto, a indústria aeroespacial, amplamente dependente de ligas de alumínio com elevada resistência mecânica para a construção das aeronaves, é uma das mais atingidas, visto que várias das etapas do tratamento superficial e dos processos de proteção contra a corrosão destas ligas utilizam compostos de Cr6+. Dentro dessa nova realidade, a utilização de revestimentos híbridos derivados de silanos, obtidos pelo processo sol-gel, tem se apresentado como uma das alternativas mais investigadas para a substituição dos pré-tratamentos à base de cromato. Estes revestimentos formam uma cadeia polimérica compacta sobre a superfície do metal constituindo uma barreira efetiva contra espécies agressivas, podendo também ser funcionalizados para apresentarem compatibilidade com revestimentos orgânicos. Entretanto os mesmos não exibem proteção ativa contra a corrosão. Nesse trabalho o comportamento anticorrosivo, em solução de NaCl 0,1 M, de um revestimento híbrido produzido pela hidrólise e condensação do 3-glicidóxipropiltrimetóxisilano (GPTMS) e do tetraetil ortosilicato (TEOS) aplicado sobre a liga AA2024-T3 foi investigado por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e analisado por SEM/EDX. Com a finalidade de melhorar o desempenho dos revestimentos, as soluções de hidrólise foram modificadas pela introdução de 0,005 M de inibidores de corrosão derivados de triazol (benzotriazol (BTAH) e toliltriazol (TTA)) ou de organofosfonatos (ácido trimetileno fosfônico (ATMP) e ácido 1-hidróxietileno 1,1-difosfônico (HEDP)). Os resultados dos ensaios eletroquímicos mostraram que, apesar de eficientes para a proteção contra a corrosão da liga, o BTAH e o TTA interferem negativamente nas propriedades anticorrosivas do revestimento híbrido. Por sua vez, a modificação do híbrido com o ATMP ou HEDP melhorou a resposta de impedância do revestimento e aumentou sua estabilidade, se mostrando como um enfoque promissor para aumentar o desempenho do revestimento. A espectroscopia por emissão de fotoelétrons (XPS) e a espectroscopia Raman foram utilizadas para caracterizar o híbrido modificado com os organofosfonatos. Através da primeira técnica foi possível evidenciar a interação das moléculas de inibidor com a superfície metálica. Já os resultados de espectroscopia Raman indicaram a incorporação dos inibidores no revestimento, tendo sido mais eficaz para esta finalidade que as análises por XPS. Entretanto, para evidenciar esse processo, foi necessário aumentar a concentração dos inibidores em 10 vezes com relação à quantidade empregada nos ensaios eletroquímicos. / Anticorrosion metals treatments using formulations containing derivatives of hexavalent chromium (Cr6+) have been standard in the surface treatment industry for many decades. These treatments afford excellent corrosion protection, offer good base for paintings, are inexpensive and relatively easy to apply. Besides, they provide active protection to the substrate due to their selfhealing abilities. However, environmental and health restrictions, made more severe from the end of the eighties, require replacement of these treatments by processes that are environmentally friendly and not aggressive to human health. In this context, the aerospace industry, which is strongly dependent on high strength aluminium alloys, is one of the most heavily affected, as (Cr6+) compounds are used in several steps of the surface treatment and corrosion protection processes. Within this new reality, the use of hybrid coatings derived from silanes and obtained by the sol-gel process, has emerged as one of the most investigated alternatives to replace the chromate based pre-treatments. These coatings form a compact polymer network on the metal surface providing an effective barrier against aggressive species, they may also be tailored to present compatibility with organic coatings. However they do not exhibit active corrosion protection. In this study the corrosion behavior, in 0.1 M NaCl, of a hybrid coating produced by hydrolysis and condensation of 3glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) applied on AA2024-T3 alloy was investigated by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and analysed by SEM/EDX. Aiming to improve the coatings performances, the hydrolysis solutions were modified by the addition of 0.005 M of triazoles (benzotriazole (BTAH) and tolyltriazole (TTA)) or organophosphates (trimethylene phosphonic acid (ATMP) and 1hydroxyethylidene-1 1-diphosphonic acid (HEDP)) based corrosion inhibitors. The results of the electrochemical tests showed that, although effective for corrosion protection of the alloy, BTAH and TTA adversely impacted the anticorrosive properties of the hybrid coating. In turn, the modification of the hybrid with ATMP or HEDP improved the impedance response of the coating and increased its stability, proving to be a promising approach to enhance the coating performance. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy were used to characterize the hybrid modified with organophosphates. With the first technique it was possible to demonstrate the interaction of the inhibitor molecules with the metal surface. Raman spectroscopy results indicated the incorporation of the inhibitors in the coating, being more effective for this purpose than the XPS analysis. However, to demonstrate this process, it was necessary use the concentration of the inhibitors 10 times more than the amount employed in the electrochemical tests.

Tratamentos de metais contra a corrosão usando formulações contendo derivados de cromo hexavalente (Cr6+) tem sido padrão na indústria de tratamento de superfície durante muitas décadas. Esses tratamentos oferecem excelente proteção contra a corrosão, fornecem boa base para pinturas, são baratos e relativamente fáceis de aplicar. Além do mais oferecem proteção ativa ao substrato devido à capacidade de autorregeneração. Porém, restrições ambientais e de saúde, tornadas mais severas a partir das últimas décadas, requerem a substituição destes tratamentos por processos que sejam ambientalmente corretos e não agressivos à saúde humana. Neste contexto, a indústria aeroespacial, amplamente dependente de ligas de alumínio com elevada resistência mecânica para a construção das aeronaves, é uma das mais atingidas, visto que várias das etapas do tratamento superficial e dos processos de proteção contra a corrosão destas ligas utilizam compostos de Cr6+. Dentro dessa nova realidade, a utilização de revestimentos híbridos derivados de silanos, obtidos pelo processo sol-gel, tem se apresentado como uma das alternativas mais investigadas para a substituição dos pré-tratamentos à base de cromato. Estes revestimentos formam uma cadeia polimérica compacta sobre a superfície do metal constituindo uma barreira efetiva contra espécies agressivas, podendo também ser funcionalizados para apresentarem compatibilidade com revestimentos orgânicos. Entretanto os mesmos não exibem proteção ativa contra a corrosão. Nesse trabalho o comportamento anticorrosivo, em solução de NaCl 0,1 M, de um revestimento híbrido produzido pela hidrólise e condensação do 3-glicidóxipropiltrimetóxisilano (GPTMS) e do tetraetil ortosilicato (TEOS) aplicado sobre a liga AA2024-T3 foi investigado por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e analisado por SEM/EDX. Com a finalidade de melhorar o desempenho dos revestimentos, as soluções de hidrólise foram modificadas pela introdução de 0,005 M de inibidores de corrosão derivados de triazol (benzotriazol (BTAH) e toliltriazol (TTA)) ou de organofosfonatos (ácido trimetileno fosfônico (ATMP) e ácido 1-hidróxietileno 1,1-difosfônico (HEDP)). Os resultados dos ensaios eletroquímicos mostraram que, apesar de eficientes para a proteção contra a corrosão da liga, o BTAH e o TTA interferem negativamente nas propriedades anticorrosivas do revestimento híbrido. Por sua vez, a modificação do híbrido com o ATMP ou HEDP melhorou a resposta de impedância do revestimento e aumentou sua estabilidade, se mostrando como um enfoque promissor para aumentar o desempenho do revestimento. A espectroscopia por emissão de fotoelétrons (XPS) e a espectroscopia Raman foram utilizadas para caracterizar o híbrido modificado com os organofosfonatos. Através da primeira técnica foi possível evidenciar a interação das moléculas de inibidor com a superfície metálica. Já os resultados de espectroscopia Raman indicaram a incorporação dos inibidores no revestimento, tendo sido mais eficaz para esta finalidade que as análises por XPS. Entretanto, para evidenciar esse processo, foi necessário aumentar a concentração dos inibidores em 10 vezes com relação à quantidade empregada nos ensaios eletroquímicos. / Anticorrosion metals treatments using formulations containing derivatives of hexavalent chromium (Cr6+) have been standard in the surface treatment industry for many decades. These treatments afford excellent corrosion protection, offer good base for paintings, are inexpensive and relatively easy to apply. Besides, they provide active protection to the substrate due to their selfhealing abilities. However, environmental and health restrictions, made more severe from the end of the eighties, require replacement of these treatments by processes that are environmentally friendly and not aggressive to human health. In this context, the aerospace industry, which is strongly dependent on high strength aluminium alloys, is one of the most heavily affected, as (Cr6+) compounds are used in several steps of the surface treatment and corrosion protection processes. Within this new reality, the use of hybrid coatings derived from silanes and obtained by the sol-gel process, has emerged as one of the most investigated alternatives to replace the chromate based pre-treatments. These coatings form a compact polymer network on the metal surface providing an effective barrier against aggressive species, they may also be tailored to present compatibility with organic coatings. However they do not exhibit active corrosion protection. In this study the corrosion behavior, in 0.1 M NaCl, of a hybrid coating produced by hydrolysis and condensation of 3glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) applied on AA2024-T3 alloy was investigated by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and analysed by SEM/EDX. Aiming to improve the coatings performances, the hydrolysis solutions were modified by the addition of 0.005 M of triazoles (benzotriazole (BTAH) and tolyltriazole (TTA)) or organophosphates (trimethylene phosphonic acid (ATMP) and 1hydroxyethylidene-1 1-diphosphonic acid (HEDP)) based corrosion inhibitors. The results of the electrochemical tests showed that, although effective for corrosion protection of the alloy, BTAH and TTA adversely impacted the anticorrosive properties of the hybrid coating. In turn, the modification of the hybrid with ATMP or HEDP improved the impedance response of the coating and increased its stability, proving to be a promising approach to enhance the coating performance. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy were used to characterize the hybrid modified with organophosphates. With the first technique it was possible to demonstrate the interaction of the inhibitor molecules with the metal surface. Raman spectroscopy results indicated the incorporation of the inhibitors in the coating, being more effective for this purpose than the XPS analysis. However, to demonstrate this process, it was necessary use the concentration of the inhibitors 10 times more than the amount employed in the electrochemical tests.

O presente trabalho apresenta um estudo do efeito do hidrogênio, a influência da temperatura e do tempo no processo de pós-oxidação por plasma pulsado na liga ferrosa AISI 1045 previamente nitretada a plasma. O estudo das fases cristalinas presentes no sistema foi realizado pela técnica de difração de raios X (DRX). O método de refinamento por Rietveld foi utilizado para quantificar o conteúdo de fases presentes. A estrutura eletrônica da superfície oxidada foi estudada por espectroscopia de fotoelétron induzidos por raios X (XPS). A morfologia e espessura da camada do óxido foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). As propriedades mecânicas foram estudadas mediante ensaios de nanoindentação. Ensaios de névoa salina foram executados com o intuito de estudar a resistência à corrosão acelerada do sistema tratado. O hidrogênio controla a formação das fases oxidadas (hematita (α-Fe2O3) e magnetita (Fe3O4)). Uma concentração de 25% de H2 na mistura gasosa oxidante proporciona uma camada de óxido livre de hematita. Por um lado, a espessura do óxido segue um comportamento exponencial tipo Arrhenius em função da temperatura de tratamento típico de um processo termicamente induzido, com uma energia de ativação de 68±5 kJ/mol. Por outro lado, a espessura de óxido segue um comportamento tipo-parabólico com o tempo de tratamento típico de um processo de reação-difusão. Baixas temperaturas e curtos tempos de processo proporcionam camadas de óxidos mais homogêneas, compactas e com maior dureza. Os ensaios de corrosão mostraram que superfícies sem estruturas globulares, mais compactas e com poros fechados possuem uma maior resistência à corrosão, porém ainda não atende a especificação mínima para possível substituição do cromo duro em ligas ferrosas. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-03T20:03:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ane Cheila Rovani.pdf: 4107903 bytes, checksum: b0c996d1f4f11b450359612f22128b77 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-03T20:03:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ane Cheila Rovani.pdf: 4107903 bytes, checksum: b0c996d1f4f11b450359612f22128b77 (MD5) / This work shows the hydrogen effect and the influence of processing temperature and time in the post-oxidation treatment by pulsed plasma on nitrided AISI 1045 ferrous alloy. The crystalline structure was analyzed by X-ray diffraction (XRD). The Rietveld refinement method was used in order to quantify the present phases in the system. The electronic structure of the oxide layer was studied by X-ray photoemission electron spectroscopy (XPS). The morphology and oxide layer thickness were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The mechanical properties were studied by nanoindentation tests. In an effort to know the corrosion resistance of our systems, salt spray tests were executed. Hydrogen controls the formation of oxide phases (hematite (α-Fe2O3) and magnetite (Fe3O4)). A 25 % H2 concentration in the oxidation gas mixture leads to obtain a hematite-free oxide layer. On one hand, the oxide layer thickness follows an exponential Arrhenius-like behavior with processing temperature which is characteristic of a thermally induced-process with activation energy of 68±5kJ/mol. On the other hand, the oxide layer thickness follows a parabolic-like behavior with processing time which is characteristic of the reaction-diffusion process. Lower temperatures and shorter times of processing render more homogenous and compacts oxide layers with higher hardness. Although, corrosion tests show that surfaces without globular structures, more compacts and with closed-pores have higher corrosion resistances, our system does not attend the minimal specification in order to substitute hard chromium in ferrous alloys.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The corrosion problems in metallic alloys are frequent and occur in various industrial activities since construction to the food industry. The metallic corrosion will may worsen if the alloy is without protection proper and exposed to environment containing chlorides and sulfates or high humidity, typical environments of coastal cities and industrial areas. In this work, siloxane-poly(methyl methacrylate) (PMMA) hybrid coatings were prepared by dip-coating on the aluminum alloy AA6063T5. The hybrid sols were prepared from copolymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTS) followed by acid-catalyzed hydrolysis/polycondensation of tetraethoxysilane (TEOS) and adition of molybdenum (VI) ions in amounts different. The research investigated the influence of different synthesis systems and the addition of molybdenum in the hybrid structure and efficiency of protection of the coated alloy. The structure of the hybrids were studied by 13C and 29Si Nuclear Magnetic Resonance , Small Angle X-Ray Scattering , X-ray Diffraction, Fourier Transform Infrared Spectroscopy and thermogravimetric analysis . The surface morphology of doped and undoped were evaluated by scanning electron microscopy and X ray Photoelectron Spectroscopy. Testing of corrosion in chloride environments electrochemical measurements were performed using the open circuit potential and Electrochemical Impedance Spectroscopy. The results showed different mechanisms of hydrolysis and condensation in accordance with the salt concentration in the medium. Increasing the salt concentration increased the polycondensation of the siloxane groups and improvement in the corrosion resistance of the hybrid coatings on the aluminum alloy, mainly when doped. / Os problemas de corrosão em ligas metálicas são frequentes e ocorrem nas mais variadas atividades industriais desde a construção civil à indústria alimentícia. A corrosão metálica poderá se agravar se a liga estiver sem a devida proteção e exposta a meios agressivos salinos de cloreto ou sulfetos, atmosfera salina ou umidade elevada, ambientes típicos de cidades litorâneas e áreas industriais. Nesse trabalho, revestimentos híbridos siloxano-poli (metacrilato de metila ) PMMA com adição de molibdênio foram desenvolvidos e depositados por dip-coating sobre a liga de alumínio AA6063T5. Os sóis híbridos foram sintetizados a partir da copolimerização entre os grupos metacrilato do Metacrilóxi Propil Trimetóxi Silano (MPTS) e MMA seguida da hidrólise/policondensação ácida dos sistemas Tetraetóxi-silano (TEOS), seguido da adição do molibdênio em diferentes concentrações. Foi investigado a influência dos diferentes sistemas de síntese e da adição do molibdênio na estrutura do híbrido e na eficiência da proteção da liga metálica revestida. A estrutura dos híbridos foi analisada por Ressonância magnética nuclear de 13C e 29Si, Espectroscopia infravermelho por transformada de Fourier, Difração de raios X e Análise termogravimétrica. A morfologia da superfície dos revestimentos dopados e não dopados foram analisados por Microscopia eletrônica de varredura e a estrutura do revestimento por espectroscopia de fotoelétrons de raios X. Ensaios de corrosão em ambientes de cloreto foram realizados utilizando medidas eletroquímicas de potencial de circuito aberto e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. Os resultados demonstraram diferentes mecanismos de hidrólise e condensação de acordo com a concentração do sal no meio. Aumentando a concentração de sal aumentou a policondensação dos grupos siloxano e melhorou a resistência contra à corrosão dos revestimentos híbridos na liga de alumínio, principalmente quando dopado.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The corrosion problems in metallic alloys are frequent and occur in various industrial activities since construction to the food industry. The metallic corrosion will may worsen if the alloy is without protection proper and exposed to environment containing chlorides and sulfates or high humidity, typical environments of coastal cities and industrial areas. In this work, siloxane-poly(methyl methacrylate) (PMMA) hybrid coatings were prepared by dip-coating on the aluminum alloy AA6063T5. The hybrid sols were prepared from copolymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTS) followed by acid-catalyzed hydrolysis/polycondensation of tetraethoxysilane (TEOS) and adition of molybdenum (VI) ions in amounts different. The research investigated the influence of different synthesis systems and the addition of molybdenum in the hybrid structure and efficiency of protection of the coated alloy. The structure of the hybrids were studied by 13C and 29Si Nuclear Magnetic Resonance , Small Angle X-Ray Scattering , X-ray Diffraction, Fourier Transform Infrared Spectroscopy and thermogravimetric analysis . The surface morphology of doped and undoped were evaluated by scanning electron microscopy and X ray Photoelectron Spectroscopy. Testing of corrosion in chloride environments electrochemical measurements were performed using the open circuit potential and Electrochemical Impedance Spectroscopy. The results showed different mechanisms of hydrolysis and condensation in accordance with the salt concentration in the medium. Increasing the salt concentration increased the polycondensation of the siloxane groups and improvement in the corrosion resistance of the hybrid coatings on the aluminum alloy, mainly when doped. / Os problemas de corrosão em ligas metálicas são frequentes e ocorrem nas mais variadas atividades industriais desde a construção civil à indústria alimentícia. A corrosão metálica poderá se agravar se a liga estiver sem a devida proteção e exposta a meios agressivos salinos de cloreto ou sulfetos, atmosfera salina ou umidade elevada, ambientes típicos de cidades litorâneas e áreas industriais. Nesse trabalho, revestimentos híbridos siloxano-poli (metacrilato de metila ) PMMA com adição de molibdênio foram desenvolvidos e depositados por dip-coating sobre a liga de alumínio AA6063T5. Os sóis híbridos foram sintetizados a partir da copolimerização entre os grupos metacrilato do Metacrilóxi Propil Trimetóxi Silano (MPTS) e MMA seguida da hidrólise/policondensação ácida dos sistemas Tetraetóxi-silano (TEOS), seguido da adição do molibdênio em diferentes concentrações. Foi investigado a influência dos diferentes sistemas de síntese e da adição do molibdênio na estrutura do híbrido e na eficiência da proteção da liga metálica revestida. A estrutura dos híbridos foi analisada por Ressonância magnética nuclear de 13C e 29Si, Espectroscopia infravermelho por transformada de Fourier, Difração de raios X e Análise termogravimétrica. A morfologia da superfície dos revestimentos dopados e não dopados foram analisados por Microscopia eletrônica de varredura e a estrutura do revestimento por espectroscopia de fotoelétrons de raios X. Ensaios de corrosão em ambientes de cloreto foram realizados utilizando medidas eletroquímicas de potencial de circuito aberto e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. Os resultados demonstraram diferentes mecanismos de hidrólise e condensação de acordo com a concentração do sal no meio. Aumentando a concentração de sal aumentou a policondensação dos grupos siloxano e melhorou a resistência contra à corrosão dos revestimentos híbridos na liga de alumínio, principalmente quando dopado.

The β-type Ti alloys composed of non-toxic alloying elements (Ta, Mo, Nb and Si) have received extensive attention in dental applications not only because of its excellent mechanical properties but also due to better biocompatibility compared to other implant materials. However, the implant material is not only governed by the bulk of the material, but also by its surface properties, which can be optimized by applying of the anodization process, where nanotubes can be obtained. In this study, new β-Ti alloys, Ti-10Mo-(0, 0.5, 1.5)Si, were arc melted, homogenized at 1000 °C for 8 h and water quenched, and then anodized at 5, 10, 20 and 40 V for 6 h with the intention of evaluating the influence of Si on the microstructural and mechanical behavior and, in particular, on the electrochemical behavior, that in this case it was also analyzed the influence of the potential. The results show that the addition of Si led to reduction in ω precipitates, thus making β more stable, on the other hand, Ti3Si silicides were formed. Si addition also favored alloys grain refinement and helped to increase their hardness. The highest corrosion resistance in SBF was obtained in the alloy containing 0.5% of Si. The wide range of potentials (5–40V) allowed to prepare disordered, nanoporous and nanotubular oxide layers on the alloys. The anodized alloys had higher corrosion resistance than the alloys without surface modification, whose best response was found in the anodized Ti-10Mo-0,5Si alloy. / As ligas de Ti-β contendo elementos não tóxicos tais como Ta, Mo, Nb e Si, têm merecido especial atenção em aplicações odontológicas, não somente por suas excelentes propriedades mecânicas, mas também devido à melhor biocompatibilidade quando comparadas a outros materiais. No entanto, quando o implante é aplicado, além de suas características intrínsecas, devem-se considerar também suas propriedades de superfície, as quais podem ser melhoradas por anodização, onde nanotubos podem ser obtidos. Neste estudo, novas ligas de Ti-β, Ti-10Mo-(0, 0,5, 1,5)Si, foram fundidas a arco, homogeneizadas a 1.000°C por 8 h e resfriadas em água, e então anodizadas a 5, 10, 20 e 40 V por 6 h com o intuito de avaliar a influência do Si sobre o comportamento mecânico e microestrutural e, em particular, sobre o comportamento eletroquímico, sendo nesse caso também analisada a influência do potencial. Os resultados mostram que a adição de Si reduziu os precipitados de , tornando β mais estável. Por outro lado, silicetos de Ti3Si foram formados. A adição de Si também refinou grãos e permitiu o aumento da dureza. A mais alta resistência à corrosão in SBF foi obtida na liga contendo 0,5% de Si. A ampla faixa de potencial (5-40V) permitiu produzir nanotubos, nanoporos e camadas de óxido desorganizadas sobre as ligas. As ligas anodizadas tiveram maior resistência à corrosão do que aquelas sem modificação de superfície, cuja melhor resposta foi encontrada na liga Ti-10Mo-0,5Si anodizada. / São Cristóvão, SE

O presente trabalho apresenta um estudo do efeito do hidrogênio, a influência da temperatura e do tempo no processo de pós-oxidação por plasma pulsado na liga ferrosa AISI 1045 previamente nitretada a plasma. O estudo das fases cristalinas presentes no sistema foi realizado pela técnica de difração de raios X (DRX). O método de refinamento por Rietveld foi utilizado para quantificar o conteúdo de fases presentes. A estrutura eletrônica da superfície oxidada foi estudada por espectroscopia de fotoelétron induzidos por raios X (XPS). A morfologia e espessura da camada do óxido foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). As propriedades mecânicas foram estudadas mediante ensaios de nanoindentação. Ensaios de névoa salina foram executados com o intuito de estudar a resistência à corrosão acelerada do sistema tratado. O hidrogênio controla a formação das fases oxidadas (hematita (α-Fe2O3) e magnetita (Fe3O4)). Uma concentração de 25% de H2 na mistura gasosa oxidante proporciona uma camada de óxido livre de hematita. Por um lado, a espessura do óxido segue um comportamento exponencial tipo Arrhenius em função da temperatura de tratamento típico de um processo termicamente induzido, com uma energia de ativação de 68±5 kJ/mol. Por outro lado, a espessura de óxido segue um comportamento tipo-parabólico com o tempo de tratamento típico de um processo de reação-difusão. Baixas temperaturas e curtos tempos de processo proporcionam camadas de óxidos mais homogêneas, compactas e com maior dureza. Os ensaios de corrosão mostraram que superfícies sem estruturas globulares, mais compactas e com poros fechados possuem uma maior resistência à corrosão, porém ainda não atende a especificação mínima para possível substituição do cromo duro em ligas ferrosas. / This work shows the hydrogen effect and the influence of processing temperature and time in the post-oxidation treatment by pulsed plasma on nitrided AISI 1045 ferrous alloy. The crystalline structure was analyzed by X-ray diffraction (XRD). The Rietveld refinement method was used in order to quantify the present phases in the system. The electronic structure of the oxide layer was studied by X-ray photoemission electron spectroscopy (XPS). The morphology and oxide layer thickness were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The mechanical properties were studied by nanoindentation tests. In an effort to know the corrosion resistance of our systems, salt spray tests were executed. Hydrogen controls the formation of oxide phases (hematite (α-Fe2O3) and magnetite (Fe3O4)). A 25 % H2 concentration in the oxidation gas mixture leads to obtain a hematite-free oxide layer. On one hand, the oxide layer thickness follows an exponential Arrhenius-like behavior with processing temperature which is characteristic of a thermally induced-process with activation energy of 68±5kJ/mol. On the other hand, the oxide layer thickness follows a parabolic-like behavior with processing time which is characteristic of the reaction-diffusion process. Lower temperatures and shorter times of processing render more homogenous and compacts oxide layers with higher hardness. Although, corrosion tests show that surfaces without globular structures, more compacts and with closed-pores have higher corrosion resistances, our system does not attend the minimal specification in order to substitute hard chromium in ferrous alloys.