Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Camadas de fosfato tricatiônico são largamente utilizadas na indústria automotiva como proteção contra corrosão e adesão de revestimentos orgânicos ao substrato de aço. A combinação do fosfato e revestimento proporciona à superfície metálica, alta durabilidade à corrosão. Porém a camada cristalina obtida com este tipo de fosfato apresenta poros entre os cristais, expondo o substrato metálico ao ambiente corrosivo, tornando importante um tratamento de passivação após fosfatização. O tratamento comercial de fosfatização tricatiônico e subsequente passivação envolvem o uso de elementos tóxicos, tais como níquel e cromo hexavalente, produzindo resíduos que são prejudiciais ao ambiente e seu uso têm sido cada vez mais proibido. O objetivo do presente estudo é investigar o efeito da troca do níquel, no processo de fosfatização, pelo composto de nióbio (oxalato de nióbio e amônio) com relação à resistência à corrosão do aço fosfatizado. Esta investigação foi realizada através de métodos eletroquímicos, utilizando-se principalmente ensaios de polarização potenciodinâmica e técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE); como também ensaios de névoa salina. Para caracterização superficial das camadas de fosfato foram adotadas, entre outras, as análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios-X. Foram adotados dois tipos de banho de fosfato tricatiônico. Inicialmente utilizou-se uma composição de banho preparada em laboratório baseada em formulação usada por indústria de eletrodomésticos. Posteriormente foi adotado um banho com composição típica da indústria automotiva, especialmente preparado para estudos sem a presença do níquel. Os resultados dos testes eletroquímicos mostraram que a camada de fosfato obtida em solução contendo nióbio (zinco, manganês e nióbio) produziu melhor proteção contra corrosão do substrato, comparativamente àquela obtida em banho contendo níquel (zinco, manganês e níquel). O ensaio de névoa salina, por outro lado, sugeriu um desempenho similar com relação à corrosão para estes dois tipos de camadas de fosfato. O oxalato de nióbio e amônio parece apresentar um efeito de passivação mesmo quando usado em banhos de fosfatização. Mas como agente de passivação para aço carbono fosfatizado, os resultados apontaram para a necessidade de se realizar novas pesquisas. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os revestimentos eletrozincados empregados como proteção galvânica ativa sobre os aços são utilizados industrialmente há longo tempo. Entretanto, como o zinco é um elemento muito reativo, o tratamento da sua superfície é necessário para aumentar sua vida útil. O tratamento mais utilizado consiste em imersão em solução de conversão contendo cromo hexavalente, o qual vem sendo banido por gerar substâncias tóxicas e carcinogênicas, tendo sua utilização proibida pelas normas europeias. Neste trabalho, foram estudados tratamentos alternativos ao cromato para o aço eletrozincado que não geram resíduos tóxicos. O tratamento escolhido foi desenvolvido em etapas. A primeira etapa envolveu o uso de um composto orgânico, o 2 butino-1,4 diol propoxilato, em solução com sais oxidantes e com nitrato de cério como aditivo. A etapa seguinte consistiu em imersão da superfície tratada pela etapa anterior, em um agente oxidante, o peróxido de hidrogênio. A terceira etapa consistiu na imersão em solução com 2 butino-1,4 diol propoxilato e oxalato de nióbio amoniacal (ANO). As superfícies tratadas, após cada uma das etapas, foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia por infravermelho (FTIR) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS). A caracterização quanto à corrosão das superfícies tratadas foi feita por ensaios de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os resultados mostraram que cada uma das etapas teve uma contribuição no aumento da resistência à corrosão e esta foi dependente do tempo de tratamento em cada uma das três etapas. A composição química das camadas obtidas foi caracterizada por FTIR e XPS. Esta última técnica permitiu analisar a distribuição dos elementos nas camadas formadas ao longo da espessura da mesma, usando a técnica de desbaste (sputtering), obtendo perfis de profundidade. A presença de ácido carboxílico ligado ao substrato metálico (zinco) foi observada. Os resultados mostraram que ocorreu formação de camada orgânica e a incorporação de cério e de nióbio a esta camada. Estes se apresentam distribuídos em toda a extensão da camada, na forma de óxidos em dois estados de oxidação, III e IV, no caso do cério, e IV e V, no caso do nióbio. As camadas formadas após as várias etapas adotadas contêm uma estrutura polimérica formada por filme orgânico e uma mistura de óxidos, particularmente óxido e hidróxido de zinco, os quais ficam retidos na estrutura da camada e conferem proteção à corrosão do substrato metálico por períodos prolongados de imersão. Os resultados quanto a proteção à corrosão mostraram que o tratamento com o melhor desempenho (T10_10_10) proporcionou proteção ao substrato por longos períodos de tempo e esta foi superior em comparação à promovida por camada de cromato, tanto pelo ensaio de névoa salina como o de EIE. Este tratamento mostrou-se, portanto, uma alternativa promissora para substituição de camada de cromato na proteção de aço eletrozincado, tanto do ponto de vista ambiental, por não gerar resíduos tóxicos, como de resistência à corrosão. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho, a investigação das propriedades de proteção proporcionadas por novos tratamentos de preparação da superfície do alumínio visando substituição de tratamentos prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana, foi realizada. Foram avaliados os seguintes tratamentos: passivação à base de cromo trivalente, tratamento com moléculas auto-organizáveis (Self Assembling Molecules-SAM), tratamento de imersão em água em ebulição para crescimento de óxido sobre o alumínio, imersão em água em ebulição com aditivos, especificamente, partículas de zircônia (ZrO2) e íons de cério. A combinação destes últimos tratamentos com o tratamento com moléculas autoorganizáveis também foi estudada. Foi também testado o efeito do tratamento da superfície do alumínio comercialmente puro (AA1050) com complexos de Flúor/Zircônio [ZrF6]-2. A resistência à corrosão do alumínio com os vários tratamentos foi avaliada por diversas técnicas, especificamente ensaios acelerados em câmara de névoa salina, segundo norma ASTM B-117, técnicas eletroquímicas e de microscopia eletrônica de varredura (MEV). As técnicas eletroquímicas adotadas foram medidas de potencial de circuito aberto (PCA) em função do tempo, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e curvas de polarização, anódica e catódica. Os resultados mostraram que os tratamentos à base de Zr, seja com partículas nanocerâmicas (ZrO2) ou complexos de Flúor/Zircônio [ZrF6]-2, não resultaram em aumento na resistência à corrosão do alumínio, o que ficou evidente pelos ensaios de névoa salina. O tratamento com moléculas auto-organizáveis da superfície desengraxada e desoxidada também não mostrou efeito favorável na proteção contra a corrosão do alumínio. O tratamento de imersão em água em ebulição causou a formação de um filme de óxi-hidróxido poroso que favoreceu o ataque localizado na forma de corrosão por pites nas regiões de defeitos/porosidades. O tratamento com moléculas auto-organizáveis após tratamento de imersão em água fervente, por sua vez, produziu melhoria nas propriedades de proteção da camada superficial mostrando a importância da camada de oxi-hidróxido na adsorção de moléculas auto-organizáveis. O tratamento de passivação à base de cromo trivalente adotado resultou em superfície com maior resistência à corrosão que a superfície do alumínio tratada com passivante à base de cromo hexavalente mostrando que a passivação com cromo trivalente é uma alternativa viável e equivalente àquela associada com substância tóxica e poluente, como é o caso do cromo hexavalente. O tratamento associado com as melhores características de proteção contra a corrosão do alumínio AA1050 foi o de imersão em água fervente contendo íons de cério, os quais foram incorporados ao filme de oxi-hidróxido. A presença destes íons na camada de oxi-hidróxido levou à formação de precipitados de hidróxido de cério nas regiões catódicas devido ao aumento localizado da alcalinidade. A combinação deste tratamento com o tratamento com moléculas auto-organizáveis causou a deterioração das propriedades da camada superficial ao diminuir a tendência à formação dos precipitados de cério que conferem proteção nas regiões de atividade de corrosão. A combinação de ensaios acelerados de névoa salina, técnicas eletroquímicas e avaliação por microscopia eletrônica de varredura permitiram a seleção de tratamentos de modificação da superfície do alumínio que resultam em maior resistência à corrosão. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Magnetos de Nd-Fe-B produzidos por metalurgia do pó são altamente susceptíveis à corrosão devido à porosidade intrínseca e à sua microestrutura complexa. Por outro lado, tais ímãs apresentam excelentes propriedades magnéticas tendo por isso várias aplicações. Na área nuclear, os ímãs permanentes à base de terras raras-metais de transição-boro (Nd-Fe-B) são utilizados na fabricação de suportes magnéticos (levitação magnética) para ultra-centrífugas utilizadas no enriquecimento isotópico do urânio natural de utilização em reatores nucleares. Em Odontologia são utilizados para fixar próteses totais e parciais sobre implantes, em Ortodontia, para corrigir maloclusões e fazer movimentações dentárias e em Cirurgia buco-maxilo-facial para fixar próteses de grandes defeitos da face. Em equipamentos eletrônicos, os magnetos são utilizados em balanças, cadeados, motores elétricos e principalmente na confecção de discos rígidos de computadores.Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de corrosão do magneto e testar tratamentos superficiais a fim de substituir principalmente os tratamentos com cromato que hoje em dia não estão sendo mais utilizados principalmente devido à sua toxicidade e altos custos dos tratamentos dos resíduos. A avaliação da resistência à corrosão foi feita através da análise de curvas de polarização potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, medidas de potencial de corrosão versus tempo e microscopia eletrônica de varredura a fim de associar a microestrutura ao comportamento de corrosão apresentado pelas amostras. Os resultados obtidos mostram que estes magnetos são altamente susceptíveis à corrosão e esta ocorre preferencialmente na fase rica em Nd, localizada nos contornos da fase matriz e magnética (). Tratamentos para proteção da superfície com revestimento de silano, revestimento de conversão de cério, moléculas auto-organizáveis (SAM), Cr hexavalente, fosfato tricatiônico seguido por passivação em solução de trióxido de cromo, e revestimento de fosfato obtido por imersão por 24 h em solução de NaH2PO4 (pH= 3,8) seguido de imersão em solução de sulfato de zinco não melhoraram a resistência à corrosão do magneto. Dentre os tratamentos utilizados, o de fosfatização por 24h em solução de NaH2PO4 (pH= 3,8) foi muito superior, conferindo maior proteção contra corrosão quando comparado com os outros tipos de tratamentos testados. ABSTRACT Nd-Fe-B magnets produced by powder metallurgy are highly susceptible to corrosion due to their complex microstructure and intrinsic porosity due to their fabrication process. Moreover, these magnets have excellent magnetic properties and find many applications. In the nuclear area, permanent magnets based on rare earth transition-iron-boron (Ne-Fe-B) are used in the manufacture of magnetic media (magnetic levitation) for ultra-centrifuges used for isotopic enrichment of uranium employed in nuclear reactors. In dentistry these types of magnets are used to fix total and partial prostheses on implants; in orthodontics to correct dental malocclusion and make moves; in buco-maxillo-facial surgery for setting facial prostheses of large defects of the face. In electronic equipment, they are used in scales, locks, electric motors and particularly in the manufacturing of hard drives of computers. The objective of this study is to evaluate the corrosion resistance of the magnet tested and surface treatments that could replace chromating that generates toxic residues and present high cost of processing waste with treatments that are environmentally friendly. The evaluation / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

The choice of corrosion protection system depends on the environment and needed lifetime for the product. The right corrosion protection should be selected in a sustainable point of view, since a well-selected coating system can reduce the environmental and economical impact, by using less and better material. The systems used for classifying corrosion protection often give a passed/not passed result for the number of years it is expected to last in a specific corrosive environment. In the last decades, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) has become a popular method for evaluating corrosion protection for organic coatings. EIS can collect quantitative data by monitoring the coatings electrochemical behavior over time, which can be used for optimizing the coating system. The purpose of this thesis was to try to predict how different combinations of coating layers and substrates will perform as a corrosion protection, which could provide information that can optimize the coating process. In this thesis, EIS has been used as a test method to evaluate organic coating systems for corrosion protection, by looking at barrier properties and adhesion for powder coatings on aluminum substrates. The main part of the coatings were applied in the coating plant at Fagerhult AB, but an external supplier has been used as a reference. The powders used in the coating process were based on polyester resins and the substrates were different aluminum alloys. The EIS measurements were performed in the chemistry lab at the School of Engineering at Jönköping University and depending on the sample setup was each sample evaluated for two or four weeks of testing. Two groups of samples had intact coatings and a third group had samples with an applied defect in the coating. The analysis of sample setups with intact coatings showed that the topcoat absorbed water faster than the primer. The samples showed no significant degradation in corrosion protection for the evaluated period and could thereby not provide enough information to be able to conclude which setup give the best corrosion protection over time. The samples with a defect in the coating indicated that two of the substrates provided similar adhesion in the coating-substrate interface. The coating from the external supplier was also included in the test and it showed the best adhesion of the tested samples. The main conclusion is that the coating system used at Fagerhult AB provides a very good corrosion protection. Longer testing time with EIS measurements on intact coatings is needed to be able to rank the different sample setups by failure of corrosion protection.

Corrosion Protection and Microstructure of Dissimilar Materials. A thesis submitted to The University of Manchester for the degree of Doctor of Philosophy by Uyime, Donatus on the 30th of July, 2015.Investigations on the micro- and macro-galvanic corrosion mechanisms in un-coupled AA2024-T3 alloys, AA2024-T3 coupled with mild steel (with and without the influence of cadmium and under varying solution temperatures), dissimilar friction stir welds of AA5083-O and AA6082-T6 alloys and a friction stir welded AA7018 alloy have been carried out. Selected methods of preventing and / or minimising the investigated corrosion phenomena were also investigated. The investigation of the corrosion behaviour of the uncoupled AA2024-T3 alloy revealed that there are two distinct stages of polarization during the galvanostatic polarization of AA2024T3 alloy in de-aerated 3.5% NaCl solution. From the first stage, the relationships between the pitting incubation time, pitting potential and applied current density for AA2024T3 alloy in the de-aerated condition were established. Whilst studying the in situ corrosion phenomena on the uncoupled AA2024-T3 alloy using the scanning vibrating electrode technique (SVET),three distinct stages in the variation of the recorded current density values with time were revealed. Attempts were made to correlate these stages with the corrosion behaviour of the alloy. The study of the galvanic interactions between AA2024-T3 and mild steel revealed that AA2024-T3 is anodic to mild steel at room temperature, but polarity reversal of the couple starts (from a temperature as low as 35 oC upwards) when the couple is introduced into the solution above ambient temperature. Importantly, AA2024-T3 is clearly cathodic to mild steel at 60 oC, although with very low measured galvanic current values. Cadmium coating (at ambient temperature) on the mild steel reduced the galvanic corrosion of the couple by as much as 20 µA/cm2 because of the formation of a CdO/Cd(OH)2 layer on mild steel. In the study of the dissimilar friction stir welds of AA5083-O and AA6082-T6 alloys, it was observed that material flows (pushes but does not mix) more from the advancing side into the retreating side and that the mixture of materials is far from complete. Two welding speeds were compared; the welding speeds have no clear influence on the microhardness, but affected the mixing proportions in the flow arm and in the nugget stem. The faster welding speed resulted in increased susceptibility to corrosion because of the reduced tool rotation per weld length for heat generation and the mixing of materials. The heat affected zones of both alloys and the transition regions between the AA5083-O alloy and the AA6082-T6 alloy rich zones have been identified to be the regions that are most susceptible to corrosion. Anodizing the weld in order to minimise corrosion showed that the AA5083-O alloy rich zones materials, in the weld, oxidizes more during anodizing compared with the AA6082-T6 alloy rich zones. Sputtering deposition prior to anodizing, promotes the formation of a uniform oxide film across the entire weld zones and prevents the boundary dissolution that occurs when the dissimilar weld of AA5083-O and AA6082-T6 alloys is anodized in 4 M H2SO4 solution at 15 V at ambient temperature. The investigation of the corrosion susceptible regions in friction stir welded AA7018 alloy, which was based on the use of ISO 11846 immersion test and the potentiodynamic polarization technique in naturally aerated 3.5 % NaCl solution, revealed intergranular, crystallographic and second phase particle influenced mode of attack. The heat affected zone was found to be the most susceptible to corrosion.

Corrosion is one of the most expensive failures in industries that used metal components and other construction materials. In fact, corrosion is responsible for hundreds of billions-dollar loss in the US alone each year. In general, corrosion occurs when metal surfaces are exposed to water, oxygen, acids, bases, or salts. Therefore, metal substrates must be protected by using materials that act as barriers to avoid destructive corrosion attack. Aluminum is one of the most common metals used in the industry; and it is used in many places such as refining and petroleum production equipment, pipelines, and fossil fuel power plants. Aluminum is known to have corrosion resistance due to the forming of an oxide layer that can be reformed rapidly if the surface gets damaged. However, in the long-term the oxide layer cannot protect the aluminum surface from corrosion because it is stable only in neutral mediums and it is soluble in acidic and basic environments. Barrier protection is one of the most effective methods that prevent aluminum surfaces from being exposed to corrosive environments. These barriers can be organic or inorganic coatings that can limit the electron transport or the cathodic and the anodic reactions between aluminum alloys and the surrounding environment. Fluorinated polymers that were used in this study exhibit excellent properties which make them good candidates for corrosion protection applications. These properties include high hydrophobicity which is responsible for repelling oxygen and water and reducing the wettability of the metal surface, strong adhesion to the metal surface allowed for covering and protection of substrates in aggressive environments, and thermal stability that allows for using these polymers in high temperature environments. Overall, the corrosion protection, which was evaluated using electrochemical techniques, and the mechanical properties were improved with these fluorinated polymeric coatings in comparison to the bare aluminum alloys which proves to be advantageous for using these polymeric coatings in many areas including marine environments, oil and gas industries, and fossil fuel power plants.

Content of this diploma thesis is project of the digital control design for a thyristor source with GSM communication. Designed for corrosion protection. The work contain design of the whole device from the initial proposals of the electro diagrams up to finished product. It describes the events that arise in corrosion, explains the principle of operating a thyristor as a power switch. It also describes the creation and structure of a simple menu using the STM32 microprocessor. It explains the principle of controlling a source. Next, it deals with controlled rectifiers using a thyristor.

This thesis deals with temporary corrosion protection of stainless steel for the conditions of oversea sailing. At first the theoretical part describes types of the stainless steels focusing on their corrosion resistance and negatively or positively impacts affect of their resistance. There is also a proposal of methods of the temporary corrosion protection and testing its effectiveness. The recherché are summarized knowledge in testing resistance of stainless steels to pitting corrosion. The task of the study was to test the effectiveness of three different preservatives and comparing the quality of their temporary corrosion protection compared with unprotected chemically passivated stainless steels.

In this Master of Science thesis screws with different coatings were exposed to an accelerated corrosion test in order to investigate the corrosion development. The test matrix constituted of hexagonal and flange screws (fastened on frames) coated with either zinc/iron (ZnFe) or a flake system of aluminum and zinc (GEOMET). The corrosion results were analyzed by means of X-ray diffraction (XRD). In this study the screws were also crosscut and analyzed by means of FEG-SEM in order to determine the thickness and the elemental content of the surface coating. The result of the corrosion test showed that the screws coated with GEOMET showed a very good corrosion resistance whilst the screws coated with ZnFe failed to fulfill the demands on corrosion resistance of Scania.