En el presente trabajo se estudia la capacidad de protección que puede ofrecer el tanato de zinc, un nuevo pigmento anticorrosivo obtenido a partir del polvo de tara (Caesalpinia Spinosa) y óxido de zinc, sobre el acero galvanizado nuevo y envejecido, es decir, con productos de corrosión del zinc y acero sobre su superficie. El nuevo pigmento pretende reemplazar a los pigmentos convencionales, los cuales son considerados tóxicos. La hipótesis planteada se basa, en que la interacción del tanato metálico con el zinc de la superficie galvanizada, el acero del galvanizado envejecido y sus productos de corrosión podría inhibir una mayor corrosión debido a la formación de tanatos de zinc y hierro insolubles sobre la superficie. Para tal fin, se evaluó el comportamiento anticorrosivo de imprimantes epóxicos (con y sin promotor de adherencia) y wash primers, formuladas con tanatos de zinc, comparándolos con formulaciones que contienen pigmentos convencionales como el cromato de zinc y fosfato de zinc. Tales recubrimientos fueron aplicados sobre acero galvanizado nuevo y envejecido, en condiciones naturales y mediante ensayos acelerados. Los sistemas dúplex (combinación de un recubrimiento de zinc y pintura) fueron evaluados en ensayos de corrosión acelerada en cámara de dióxido de azufre y niebla salina, en donde se evaluó el grado de ampollamiento y oxidación. Asimismo, se realizaron ensayos electroquímicos de probetas de acero galvanizado, nuevo y envejecido, sumergidas en suspensiones salinas de los pigmentos estudiados. Los resultados han demostrado que los tanatos de zinc pueden tener un comportamiento equivalente al fosfato de zinc comercial, cuando es aplicado sobre acero galvanizado nuevo y, dicho comportamiento, mejora cuando se trata de superficies galvanizadas envejecidas, situación que es la más difícil de afrontar en condiciones de servicio. / Tesis

La presente investigación tiene como objetivo comprobar la factibilidad de uso de una varilla material de aporte, de geometría tubular, en el proceso de soldadura de un acero inoxidable AISI 316L mediante soldadura GTAW. Se elimina de esta manera la necesidad de uso de gas de protección en algunas de las etapas del proceso generando asi un ahorro considerable en la utilización de gas de protección. Para lograr tal cometido, se ha efectuado ensayos electroquímicos para comparar la resistencia a la corrosión de uniones soldadas con material de aporte convencional y el propuesto en esta investigación. Todas las muestras fueron sometidas a ensayos de obtención de potencial de corrosión en circuito abierto y a ensayos potenciodinámicos. Se hallaron así valores como intensidad de corrosión y velocidad de penetración de corrosión. En base a los resultados obtenidos se ha podido caracterizar cualitativamente las propiedades de la capa pasiva del material. Además de los ensayos electroquímicos, se ha realizado también ensayos de metalografía para poder caracterizar la microestructura de las muestras. Los resultados indican que no existe una pérdida de propiedades anticorrosivas de la unión soldada empleando el material de aporte tubular, todas las microestructuras observadas son adecuadas y los valores obtenidos de velocidad de corrosión e intensidad de corrosión son aceptables, tomando como referencia el metal base AISI 316L cuyos valores de Intensidad de corrosión y velocidad de penetración de corrosión son respectivamente 3,985 mg/cm2*y y 5,006 um/y (obtenidos en la presente investigación) comparados contra los valores del cordón de soldadura del aporte TG-X 316L 1,881 mg/cm2*y y 2,363 um/y y los valores del material de aporte convencional ExsaTIG2010Mo 2,075 mg/cm2*y y 2,606 um/y, se observa que los valores del material de aporte tubular son tan buenos como los obtenidos para las soldaduras realizadas con material de aporte convencional. Se concluye que es factible la utilización de este material de aporte, particularmente, su mejor utilidad está enfocada en la soldadura de tuberías y tanques, generando así un ahorro considerable en la utilización de gas de protección. / Tesis

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. / Made available in DSpace on 2012-10-17T05:08:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:52:40Z : No. of bitstreams: 1 147511.pdf: 17268276 bytes, checksum: 65debb5f710d27789f5c3a3e1c3f53e7 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-20T03:12:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334962.pdf: 2818496 bytes, checksum: 41b79c3754a1ed81014ec905533f893c (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho foram preparados aditivos nanoestruturados de Montmorilonita-Polipirrol (MMT-PPy.DBSA) a partir da polimerização in situ do pirrol na presença de argila, bentonita sódica natural, (MMT-Na+) em solução aquosa com surfactante ácido dodecil benzeno sulfônico (DBSA), utilizando-se o cloreto de ferro (III) hexahidratado (FeCl3.6H2O), como agente oxidante. A estrutura e propriedades dos aditivos nanoestruturados de MMT-PPy.DBSA foram avaliadas a partir de diferentes técnicas de caracterização. O aditivo nanoestruturado de MMT-PPy.DBSA foi então incorporado em diferentes concentrações na resina epóxi para obtenção de revestimentos a partir da mistura física dos componentes utilizando tolueno como solvente. Com o intuito de realizar uma análise comparativa das propriedades físicas e eletroquímicas dos revestimentos obtidos foram também preparados compósitos de Epóxi/MMT, Epóxi/PPy.DBSA e Epóxi/MMT/PPy.DBSA a partir do mesmo procedimento usado na obtenção de Epóxi/MMT-PPy.DBSA. As propriedades e estrutura dos materiais obtidos foram avaliadas a partir da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), medidas de condutividade elétrica, análises dinâmico- mecânicas (DMA), análise superficial: ângulo de contato e rugosidade, ensaios eletroquímicos de corrosão como: potencial de circuito aberto (PCA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica (PPD). O revestimento de resina Epóxi/MMT-PPy.DBSA 5%m apresentou menor rugosidade de superfície e maior ângulo de contato (86,7º) em comparação com a resina epóxi. Os resultados obtidos a partir dos ensaios eletroquímicos mostraram que o revestimento de resina Epóxi/MMT-PPy.DBSA contendo 5% em massa do aditivo condutor apresentou melhor proteção anticorrosiva em relação aos outros revestimentos, indicando formação de uma camada passivante na interface eletrodo/filme polimérico, inibindo os processos corrosivos na superfície do aço. Esses resultados demonstram o potencial uso do nanocompósito de resina epóxi contendo 5% em massa de MMT-PPy.DBSA como revestimento de proteção contra a corrosão do aço.<br> / Abstract : In this study nanostructured conductive filler comprised of Montmorillonite-Polypyrrole (MMT-PPy.DBSA) was prepared through in situ pyrrole (Py) polymerization in the presence of unmodified montmorillonite (MMT-Na+) in an aqueous solution containing dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA), using iron chloride (III) hexahydrate (FeCl3.6H2O) as oxidizing agent. The structure and properties of the conductive filler were evaluated through several characterization techniques. To obtain Epoxy resin/MMT-PPy.DBSA nanocomposites, the MMT-PPy.DBSA conductive filler was added in the Epoxy resin through mechanical mixture of MMT-PPy.DBSA and Epoxy resin using toluene as solvent. In order to realize a comparative study of physical and electromechanical properties of the Epoxy/MMT-PPy.DBSA, other polymer systems, such as Epoxy/MMT, Epoxy/PPy.DBSA and Epoxy/MMT/PPy.DBSA were also prepared through the same procedure. The properties and structure of the obtained composites were evaluated through Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), electrical conductivity measurements, dynamic mechanical analysis (DMA), the contact angle analysis, surface roughness and electrochemical corrosion tests such as: open circuit potencial (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization (PDP). Epoxy/MMT-PPy.DBSA coating with 5wt.% of MMT-PPy.DBSA shows lower roughness and lower contact angle (86.7o) when compared to those found neat Epoxy resin. The obtained results through electrochemical tests have shown that Epoxy/MMT-PPy exhibited better corrosion protection than the other composite systems, indicating the formation of a passivation layer on the electrode/polymer film interface, inhibiting the corrosion process on steel surface. These results demonstrate the potential use of the Epoxy/MMT-PPy.DBSA 5wt.% as a corrosion protection coating for metal substrates.

MAGALHÃES, S. G. Avaliação do revestimento a base de liga de níquel em aço estrutural, empregando o metal de adição ERNiCrMo-3 através da soldagem MIG/MAG. 2008. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T12:29:37Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_sgmagalhães.pdf: 6796878 bytes, checksum: c82071f9343873e0f6aa85450c77197f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T17:24:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_sgmagalhães.pdf: 6796878 bytes, checksum: c82071f9343873e0f6aa85450c77197f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T17:24:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_sgmagalhães.pdf: 6796878 bytes, checksum: c82071f9343873e0f6aa85450c77197f (MD5) Previous issue date: 2008-04-04 / The use of nickel alloy cladding components could be more frequently in petroleum industry. The crescent naphthenic corrosion and high molecular weight of national petroleum contribute for needs of materials with more resistance to corrosion, to temperature and to pressure. At this way, how part of systematic study, this work pretends to define operational range for adequate ERNiCrMo-3 weld overlay in structural steel with application of GMAW process, and to evaluate microstructural characteristics and mechanical properties in as welded and aging conditions. To realize the objective, were used an industrial robot, an electronic power source and an argon shielding gas for automated welding. To define the operational range, simple deposit welds and evaluation of superficial aspect, geometry and dilution were conducted. This step indicated that the welds in efficient current below 200 A showed high convexity and the variation of current for the calc of heat input is more significant for convexity and dilution of the weld than the variation of welding speed for the calc of same heat input. It was selected 290 A as welding current in two heat inputs (10 and 14 kJ/cm). The overlay at ASTM A 516 g60 steel was in simple layer, had overlap up to 40 pct between passes and had about 15 pct of dilution at the two heat inputs. The aging temperature employed was 600 oC for times of 100 and 300 hours. To metallurgical characterization was used: microhardness measures, optical microscope, scanning electron microscope, composition variations (EDAX), x-ray diffraction, electron backscatter diffraction and shear tests according ASTM A 265-03 standard specification. The microhardness and structures observed were, approximately, the same for the two heat inputs. Post aging HAZ showed absence of carbides. The dendritic structure had MC and Laves micro-phases in as welded condition and the aging provoked formation of secondary carbides, dissolution of primary carbides and formation of gama’’. As welded overlay microhardness was 240 HV and as welded HAZ was 190 HV. Aging HAZ was 120 HV and aging overlay was 290 HV for 100 h and 310 HV for 300 h. Only for aging conditions, were observed hard zones (800 HV) in interface of overlay, due to carbide concentration and aging of partially dilution zone, where the Fe favored the formation of gama’’. Despite the hardness differences of overlay, base metal and interface, were identified no cracks in metallographic analyses. The maximum shear strength was above of the specification requirement (140 MPa) in all conditions employed, the penetration shape (like finger) favored this result, and the aging provoked a gradual grow up in shear resistance. / O uso de componentes revestidos por ligas de níquel do sistema Ni-Cr-Mo em equipamentos da indústria do petróleo pode vir a ser mais freqüente, pois os aumentos no índice de acidez naftênica e no peso molecular do petróleo nacional requerem materiais mais resistentes à corrosão, temperatura e pressão. Desta forma, como parte de um estudo sistemático, este trabalho pretende definir faixas operacionais para revestir de forma adequada aço estrutural com o eletrodo ERNiCrMo-3, através da soldagem MIG/MAG, e avaliar características microestruturais e propriedades mecânicas de revestimentos na condição como soldados e envelhecidos. Para atingir o objetivo, foram realizadas soldagens automáticas com utilização de robô industrial, fonte eletrônica e argônio puro como gás de proteção. Para definição das faixas operacionais, as soldagens foram em simples deposição, com avaliação de aspecto superficial, geometria e diluição da solda. Nesta etapa, foi constatado que a solda apresenta alta convexidade em corrente eficaz abaixo de 200 A e a variação da corrente, para o cálculo da energia, influencia de forma mais significativa na convexidade e na diluição da solda, em comparação com a variação da velocidade de soldagem, para o cálculo das mesmas energias. Através dos testes preliminares, foi selecionada a corrente de 290 A em duas energias de soldagem (10 e 14 kJ/cm). O revestimento foi em única camada aplicada em aço ASTM A516 g60 de 12,7 mm de espessura, com sobreposição acima de 40 % e temperatura de interpasse abaixo de 100 oC. A diluição em ambas as energias ficou em torno de 15 %. O envelhecimento foi na temperatura de 600 oC por tempos de 100 e 300 horas. Para caracterização metalúrgica foram utilizados: perfis de microdureza, microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), energia dispersiva de raio X (EDX), difração de raio X, energia de elétrons retro-espalhados (EBSD) e ensaio de arrancamento, segundo norma ASTM A 265-03. Os perfis de microdureza e estruturas observadas foram semelhantes para ambas as energias de soldagem utilizadas. Após envelhecimento foi observado uma descarbonetação da ZAC-GG onde as ferritas passaram a não possuir segundas fases (carbonetos). A estrutura dendrítica do revestimento apresentou microfases do tipo MC e Laves na condição como soldada. Após o envelhecimento, houve formação de carbonetos secundários, dissolução de carbonetos primários e formação de fase gama’’. Os perfis de dureza indicaram que na condição como soldada a dureza do revestimento foi de 240 HV e da ZAC-GG de 190 HV, com o envelhecimento a dureza na ZAC-GG caiu para 120 HV, e a do revestimento cresceu para 290 HV em 100 h e 310 HV em 300 h. Na interface foram observadas, somente após o envelhecimento, regiões duras da ordem de 800 HV, devido a grande concentração de carbonetos e envelhecimento da zona parcialmente diluída, com teor elevado de ferro, que atua na formação de gama’’. Apesar das elevadas diferenças de dureza entre o revestimento, metal base e interface não foram identificadas trincas nas análises metalográficas. A carga máxima no ensaio de arrancamento foi superior a da norma (140 MPa) nas condições analisadas. O perfil de penetração dos cordões (tipo taça) favoreceu esse resultado, e o envelhecimento provocou um aumento gradativo de resistência ao cisalhamento.

Dissertação (mestrado) - Univesidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T03:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As ponteiras de "risers" de exploração de petróleo estão sujeitas ao riscamento na montagem e à corrosão pela água do mar. Como os resultados de sua proteção por níquel químico ou aspersão térmica (AT) até então tiveram falhas, esse trabalho teve por objetivo, avaliar comparativamente o desempenho de revestimentos de diferentes materiais de alta resistência ao desgaste e boa resistência à corrosão (WC-Co, WC-Co-Cr, Cr3C2-NiCr, (WC-12Co) + NiCrFeSiBC e uma liga autofluxante de Ni), aplicados por dois sistemas de AT HVOF de última geração (JP-5000, DJ 2700). Numa primeira fase foram avaliadas a dureza e a microestrutura (dispersão de carbonetos e porosidade) dos revestimentos, depositados conforme procedimentos e parâmetros de aspersão recomendados por duas distintas firmas aplicadoras. Em paralelo foi analisado, por microscopia eletrônica de varredura, o grau de fusão dos diferentes tipos de pós, coletados após aspersão em água, visando um eventual ajuste das condições de aspersão. Foi analisada a influência da granulometria e do tipo de fabricação de pó (aglomerado sinterizado, aspergido sinterizado, misturado e atomizado) sobre o grau de fusão das partículas aspergidas e a porosidade resultante na camada depositada. Revelou-se necessário no caso dos testes iniciais com a pistola DJ 2700, devido a limitação local do sistema fornecedor de oxigênio e propano, reduzir o fluxo de pó alimentado. Em uma segunda fase, em condições otimizadas as camadas obtidas com ambos sistemas HVOF apresentaram baixa porosidade e elevada dureza, com valores acima de 1200HV0,3 (para WC-Co e WC-Co-Cr). Ensaios de desgaste (ASTM G65) mostraram a superior resistência das camadas WC-Co-Cr e WC-Co, em conformidade com o melhor nível de desempenho reportado na literatura para esses materiais. A camada de liga autofluxante NiWCrSiFeC teve o pior comportamento. O material misturado (WC-12Co) + NiCrFeSiBC já obteve uma maior resistência ao desgaste que a liga autofluxate pela presença de partículas duras. Com a esclerometria, empregando um penetrador de CBN, pretendeu-se comparar o comportamento das diferentes camadas quanto à resistência a um riscamento severo e eventual desplacamento em serviço, a partir de uma análise de seu diferente grau de trincamento. Os revestimentos que mais resistiram ao riscamento foram os de WC-Co e WC-Co-Cr. Apesar da formação de micro-trincas associadas ao risco da ferramenta, não foi constatado desplacamento a ponto de atingir o substrato. De acordo com os resultados desse trabalho sobre suas características mecânicas (resistência ao desgaste abrasivo e ao riscamento) e da literatura quanto sua resistência à corrosão em névoa salina, dentre os materiais avaliados o WC-Co-Cr seria o melhor candidato para substituir os revestimentos atualmente empregados.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-19Bitstream added on 2014-11-10T11:58:20Z : No. of bitstreams: 1 000773511_20141201.pdf: 228963 bytes, checksum: cb639dfc8dea39229c7aba872b322f43 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-12-02T13:27:28Z: 000773511_20141201.pdf,Bitstream added on 2014-12-02T13:28:00Z : No. of bitstreams: 1 000773511.pdf: 5812450 bytes, checksum: 0dbaa9f7c7c565f96e42b12b93f9a811 (MD5) / Revestimentos ambientalmente compatíveis híbridos orgânico-inorgânicos para proteção contra a corrosão de superfícies metálicas são alternativas aos métodos baseados em passivação que utilizam cromatos. Neste contexto, revestimentos híbridos foram preparados utilizando o processo sol-gel a partir da polimerização radicalar entre o metacrilato de metila (MMA) e o 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS) seguido pela etapa de hidrólise e policondensação ácida dos silanos tetraetoxisilano (TEOS) e 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS).Para investigar a efetividade das reações de hidrólise/condensação e propriedades estruturais resultantes, revestimentos foram preparados com diferentes proporções Etanol para água (0 < Etanol/ H2O < 1) para uma razão orgânico/inorgânico constante (MMA/TEOS = 4). As propriedades estruturais dos revestimentos com espessura de ~2 μmdepositados sobre substratos de aço carbono por dip-coating, foram correlacionadas com sua eficiência anticorrosiva. Ressonância magnética nuclear, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X, termogravimetria e testes de nanoscratch foram utilizados para estudar as propriedades estruturais e adesão filme/substrato. Espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização foram conduzidos para elucidar a resistência contra a corrosão das amostras revestidas após longos períodos de exposição ao meio salino (NaCl 3,5%) e salino/ácido (pH 1). Os resultados das análises estruturais mostraram que para uma razão intermediária Etanol/H2O, a reatividade dos grupos silanóis durante as reações de hidrólise e condensação resulta em uma alta conectividade da rede inorgânica (> 83%) da rede híbrida, que abriga eficientemente a fase orgânica e assim fornece uma densa estrutura compósita com alta estabilidade térmica. Os teste de nanoscratch mostraram que os revestimentos possuem ótima adesão ao aço e baixa rugosidade. / Environmentally compliant organic-inorganic hybrid coatings for efficient corrosion protection of metallic surfaces are alternatives to the current methods based on chromate passivation. In this context hybrids coatings were prepared using the sol-gel process from the radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS) followed by the step of acidic hydrolysis and polycondensation of the silanes tetraethoxysilane (TEOS) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS). To investigate the effectiveness of the hydrolysis/polycondensation process and the resulting structural properties, coatings were prepared with different ethanol to water proportions (0 < Ethanol/H2O < 1) for constant organic to inorganic phase ratio (MMA/TEOS = 4). The structural properties of ~2 μm thick films, deposited onto carbon steel substrates by dip-coating, were correlated with their anti corrosion efficiency. Nuclear magnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetry and nanoscratch test were used to study the structural properties and adhesion on steel. Electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves were carried out to evaluate the corrosion resistance of the coated samples after long-term exposure in standard saline (3,5%) and saline/acid (pH 1)environments. The results of structural analysis showed that in a intermediate Ethanol/H2O range the enhanced reactivity of alcoxy groups during the hydrolysis process results in a high connectivity (>83%) of the hybrid network, which harbors efficiently the completely polymerized organic phase and thus provides a dense composite structure with high thermal stability. The nanoscratch test showed that the coatings have a very good adhesion to steel and low surface roughness. The electrochemical measurements showed that the sample with ethanol to H2O ratio of 0.2, has the highest corrosion resistance of up to 10 GΩ...

Orientador: Peter Hammer / Co-orientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Cecilio Sadao Fugivara / Banca: Karim Dahmouche / Resumo: Revestimentos ambientalmente compatíveis híbridos orgânico-inorgânicos para proteção contra a corrosão de superfícies metálicas são alternativas aos métodos baseados em passivação que utilizam cromatos. Neste contexto, revestimentos híbridos foram preparados utilizando o processo sol-gel a partir da polimerização radicalar entre o metacrilato de metila (MMA) e o 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS) seguido pela etapa de hidrólise e policondensação ácida dos silanos tetraetoxisilano (TEOS) e 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS).Para investigar a efetividade das reações de hidrólise/condensação e propriedades estruturais resultantes, revestimentos foram preparados com diferentes proporções Etanol para água (0 < Etanol/ H2O < 1) para uma razão orgânico/inorgânico constante (MMA/TEOS = 4). As propriedades estruturais dos revestimentos com espessura de ~2 μmdepositados sobre substratos de aço carbono por dip-coating, foram correlacionadas com sua eficiência anticorrosiva. Ressonância magnética nuclear, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X, termogravimetria e testes de nanoscratch foram utilizados para estudar as propriedades estruturais e adesão filme/substrato. Espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização foram conduzidos para elucidar a resistência contra a corrosão das amostras revestidas após longos períodos de exposição ao meio salino (NaCl 3,5%) e salino/ácido (pH 1). Os resultados das análises estruturais mostraram que para uma razão intermediária Etanol/H2O, a reatividade dos grupos silanóis durante as reações de hidrólise e condensação resulta em uma alta conectividade da rede inorgânica (> 83%) da rede híbrida, que abriga eficientemente a fase orgânica e assim fornece uma densa estrutura compósita com alta estabilidade térmica. Os teste de nanoscratch mostraram que os revestimentos possuem ótima adesão ao aço e baixa rugosidade. / Abstract: Environmentally compliant organic-inorganic hybrid coatings for efficient corrosion protection of metallic surfaces are alternatives to the current methods based on chromate passivation. In this context hybrids coatings were prepared using the sol-gel process from the radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS) followed by the step of acidic hydrolysis and polycondensation of the silanes tetraethoxysilane (TEOS) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS). To investigate the effectiveness of the hydrolysis/polycondensation process and the resulting structural properties, coatings were prepared with different ethanol to water proportions (0 < Ethanol/H2O < 1) for constant organic to inorganic phase ratio (MMA/TEOS = 4). The structural properties of ~2 μm thick films, deposited onto carbon steel substrates by dip-coating, were correlated with their anti corrosion efficiency. Nuclear magnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetry and nanoscratch test were used to study the structural properties and adhesion on steel. Electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves were carried out to evaluate the corrosion resistance of the coated samples after long-term exposure in standard saline (3,5%) and saline/acid (pH 1)environments. The results of structural analysis showed that in a intermediate Ethanol/H2O range the enhanced reactivity of alcoxy groups during the hydrolysis process results in a high connectivity (>83%) of the hybrid network, which harbors efficiently the completely polymerized organic phase and thus provides a dense composite structure with high thermal stability. The nanoscratch test showed that the coatings have a very good adhesion to steel and low surface roughness. The electrochemical measurements showed that the sample with ethanol to H2O ratio of 0.2, has the highest corrosion resistance of up to 10 GΩ... / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2010-04-15T20:36:32Z No. of bitstreams: 1 2009_SilvioJoseGobbi.pdf: 4236827 bytes, checksum: e1994498c8c1201c33d5405750a76fcf (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-19T17:48:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_SilvioJoseGobbi.pdf: 4236827 bytes, checksum: e1994498c8c1201c33d5405750a76fcf (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-19T17:48:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_SilvioJoseGobbi.pdf: 4236827 bytes, checksum: e1994498c8c1201c33d5405750a76fcf (MD5) Previous issue date: 2009-05 / Trabalhos recentes sobre o tratamento criogênico profundo (TCP) em aços ferramentas mostram que mudanças microestruturais ocorridas no material podem melhorar significativamente a resistência ao desgaste abrasivo e, por conseqüência, a vida da ferramenta ou matriz. Todavia, os fenômenos relacionados ao TCP ainda não são compreendidos de forma plena. Neste trabalho foram avaliados os desempenhos de corpos de provas de aço AISI D2 criogenicamente tratados em relação à resistência ao desgaste microabrasivo, a influência da temperatura de austenitização no ciclo de tratamento térmico e da ordem do revenimento em relação ao TCP. Medidas de microdureza, difratometria de raios-X, análises microestruturais em microscópio óptico e eletrônico de varredura (MEV) e técnicas de quantificação de carbonetos em software analisador de imagens foram realizadas. Conclui-se que, com o TCP, temperaturas elevadas de austenitização não beneficiam a resistência ao desgaste abrasivo do material. Este efeito pode estar relacionado aos diferentes níveis de austenita residual na microestrutura do aço, na condição somente temperado. Já para amostras austenitizadas a temperaturas mais baixas, os resultados revelaram que o TCP aumenta a resistência ao desgaste do aço AISI D2 em até 44%. Este efeito está principalmente relacionado ao aumento da quantidade de finos carbonetos dispersos nas matrizes das amostras tratadas criogenicamente. ___________________________________________________________________________ ABSTRACT / Recent works on the deep cryogenic treatment (DCT) in tools steel show that microstructural changes occurring in the material can significantly improve the resistance to abrasive wear and, consequently, the tool or matrix life. However, the phenomena related to DCT are not fully understood. In this study were evaluated the performance of AISI D2 steel samples cryogenically treated in relation to microabrasive wear resistance, the influence of austenitizing temperature of the heat treatment cycle and order of tempered on the DCT. Measurements of microhardness, X-ray diffraction, microstructural analyses in the optical and scanning electron microscope (SEM) and techniques of quantification of carbides in software analyzer of images were also held. It follows that with the DCT done after high austenitizing temperatures do not improves wear resistance. This effect may be related to different levels of residual austenite in the microstructure of steel, on only quenching condition. For samples austenitized at lower temperatures, the results showed that the TCP increases the wear resistance steel AISI D2 in up to 44%. This effect is mainly related the superior quantity of fine carbides dispersed in the matrix of the cryogenically treated samples.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O presente trabalho consiste no estudo de revestimentos funcionais com aplicaÃÃo industrial nos setores metal-mecÃnico e energia. Para isto, foram estudados revestimentos de ZnAl, como camada protetora contra a corrosÃo, e realizado o desenvolvimento e a caracterizaÃÃo do revestimento (filme) semicondutor ZnTe para o aproveitamento da energia solar. Adicionalmente, foi desenvolvido um revestimento (filme fino) transparente condutor SnO2:F, depositado sobre vidro comum, para ser usado como substrato na eletrodeposiÃÃo do filme ZnTe. O estudo de corrosÃo do revestimento Zn-55Al (galvalume), depositado sobre substrato de aÃo carbono, foi feito como parte da caracterizaÃÃo de materiais tecnolÃgicos que estÃo sendo produzidos no Brasil. O filme semicondutor policristalino de ZnTe foi produzido por tÃcnica eletroquÃmica, bem como a sua caracterizaÃÃo bÃsica por voltametria cÃclica e cronoamperometria. O substrato transparente condutor foi produzido por spray pyrolysis a partir de parÃmetros operacionais definidos no prÃprio laboratÃrio. A produÃÃo do substrato transparente condutor foi feita por ser uma tÃcnica ainda inexistente em processos industriais e comerciais no Brasil, tendo que ser importado. Foram usadas tÃcnicas eletroquÃmicas para o estudo de corrosÃo do revestimento industrial Zn55Al, obtenÃÃo e caracterizaÃÃo do ZnTe e estabilidade quÃmica do SnO2:F. A caracterizaÃÃo morfolÃgica foi feita por Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV). Associada ao MEV pode-se citar a tÃcnica de Energia Dispersiva de raios-X (EDX) como uma tÃcnica semi-quantitativa e semi-qualitativa na complementaÃÃo do estudo morfolÃgico. A tÃcnica de difraÃÃo de raios-X (DRX) foi utilizada como tÃcnica qualitativa e estrutural que esclareÃam as informaÃÃes obtidas por MEV e EDX. A xii caracterizaÃÃo Ãtica dos filmes SnO2:F e ZnTe foi feita por transmitÃncia na faixa do visÃvel, que à a faixa de operaÃÃo para sistemas fotovoltaicos. Foi observado que o revestimento Zn55Al, mesmo com um potencial de corrosÃo menor que o zinco puro, apresentou maior resistÃncia à corrosÃo devido à formaÃÃo de camada passivante e que o processo de corrosÃo inicia-se nas regiÃes interdendrÃticas, ricas em zinco com formaÃÃo microrrachaduras. Este comportamento foi comparativo entre os testes acelerados em meio aquoso, em atmosfera marinha e avaliaÃÃo por perda de massa. Na obtenÃÃo dos filmes ZnTe, foi observado que no pH = 4,5 ocorre a formaÃÃo do filme de estequiometria 1:1 a um potencial â0,60V (versus Ag/AgCl), e temperatura de 60oC, ao abrigo da luz visÃvel (escuro). Adicionalmente, por medidas de transmitÃncia, foi determinado o gap de energia (Eg) de 2,44 eV, com lmÃx = 702,3nm, condiÃÃo satisfatÃria para o uso em janelas de conversÃo fotovoltaica. Os filmes de SnO2:F apresentaram transmitÃncia mÃxima de 92,27% em l = 682nm e resistÃncia mÃdia de superfÃcie de 30Â10 W/ . Por outro lado, foi observado por volttametria cÃclica, uma boa estabilidade eletroquÃmica em meio Ãcido (pH = 1) por voltametria cÃclica. / The present work consists of the functional coatings study with industrial application in the sectors metal-mechanic and energy. For this, coatings of ZnAl had been studied, as protective layer against the corrosion and carried through the development and the characterization of the coatings (film) ZnTe semiconductor for use to advantage of the solar energy. Additionally, an coatings was developed (fine film) transparent SnO2:F conductor, deposited on common glass, to be used as substratum in the electroplating of the ZnTe film. The study of corrosion of the Zn5Al coatings (galvalume), deposited on steel, it was made as part of the characterization of technological materials that are being produced in Brazil. The film polycrystalline semiconductor of ZnTe was produced by electrochemical technique as well as its basic characterization by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The conducting transparent substratum was produced by spray pyrolysis from defined operational parameters in our laboratory. The production of the conducting transparent substratum was made by being one still inexistent technique in industrial and commercial processes in Brazil, having that to be mattered. They had been used electrochemical techniques for the study of corrosion of the industrial coatings Zn5Al, attainment and characterization of the ZnTe and chemical stability of the SnO2:F. The morphologic characterization was made by scanning electron microscopy (MEV), and the compositional measurements by EDX to complementation of the morphologic study. The technique of DRX, was used as qualitative and structural studies to complement the information gotten for MEV and EDX. The characterization optics of the films SnO2:F and ZnTe was made by transmittance in the band of the visible, that it is the band of operation for photovoltaic systems. It was observed that the Zn5Al coatings, with a less potential of corrosion then pure zinc, presented greater resistance to the corrosion due formation of passiveness xiv layer and the corrosion process initiated in the interdendritics regions, rich in zinc with cracks formation. This behaviour was comparative as well as immersion tests and sea atmospheric tests and evaluation for loss of mass. An stoichiometric ZnTe films, it was observed that in pH = 4.5 the formation of the film of stoichiometry 1:1 at -0,60V (vs. Ag/AgCl), and temperature of 60ÂC, on the absence of the visible light. Additionally, by measures of transmittance was determined the energy gap of 2.4 eV, with lmÃx = 702.3nm, satisfactory condition for the use in windows of photovoltaic conversion. The films of SnO2:F had presented maximum transmittance of 92.27% in l =682 nm and average resistance of surface of 30Â10 W/ . On the other hand, it was observed an electrochemical stability in acid medium (pH = 1) by cyclic voltammetry.