Revestimentos de silanos foram depositados sobre a liga de alumínio 2024 - T3 a fim de avaliar a sua utilização como revestimento protetor à corrosão. O capítulo I trata sobre o estudo do comportamento corrosivo de tratamentos baseados na deposição de camadas de 3-(trimetoxisililpropilmetacrilato (TMSPM) e/ou nitrato de cério sobre a liga de alumínio 2024 T-3 (AA2024 T-3). A resistência à corrosão foi avaliada por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) durante a imersão em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹. Microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de dispersão em energia (EDS) foram utilizados para avaliar a superfície antes e após os tratamentos. Os resultados eletroquímicos mostraram que o nitrato de cério, quando presente entre duas camadas de TMSPM (camada depositada tipo sandwich), aumenta a resistência à corrosão. Este comportamento foi atribuído a presença de uma camada interna rica em silício e cério e outra mais externa rica em TMSPM, a qual aumenta o efeito barreira da camada. O capítulo II mostra um material hibrido orgânico-inorgânico carregado baseado em sílica, que foi obtido pelo método sol-gel. Esse híbrido foi usado como precursor para a síntese de um novo revestimento para ser usado sobre alumínio 99,999% e a liga de alumínio 2024-T3. A caracterização do material hibrido sintetizado foi feita por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono 13 (13C NMR) e análise termogravimétrica (TGA). O comportamento corrosivo desse revestimento híbrido foi avaliado em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹( pH:7), e em Na2SO4 0,3% (pH:3) atravês de técnicas de polarizações potenciodinâmicas e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Adicionalmente, o revestimento híbrido foi analisado por MEV e EDS. Experimentos de EIE feitos com o alumínio revestido em meio contendo sulfato (pH:7) e soluções contendo cloreto mostraram um aumento da resistência à corrosão comparada com o alumínio nu. Este fato foi interpretado baseado num processo de troca iônica entre o anion NO3- presente no filme hibrido pelos anions SO4-² ou Cl- presents na solução. Desta forma, este híbrido sol-gel permite a formação de um revestimento protetor para o alumínio, o qual mostra diferentes propriedades eletroquímicas de acordo com o contra-ion presente no filme. Para o liga AA2024T3 os testes realizados em meio de cloreto revelaram que este revestimento não apresenta propriedades protetora. / Silanes coatings were deposited on aluminum alloy AA 2024 - T3, in order to obtain a protective film against corrosion. The chapter I aims at studying the corrosion behavior of treatments based on the deposition of layers of metacryloxypropylmethoxysilane (MAOS) and/or cerium nitrate on aluminum alloy 2024 T-3 (AA2024-T3). The corrosion resistance was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) during immersion in 0.1M Na2SO4 and NaCl solutions. Atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were also used to perform a surface analysis before and after the treatments. The electrochemical results show that cerium nitrate, when present between two layers of MAOS (sandwich-type deposited layer), improves the corrosion resistance. This can be attributed to the presence of an internal layer rich in silicium and cerium and another external MAOS layer, which further improves the barrier effect of the layer. The chapter II shows the charged organic-inorganic silica based hybrid material, containing the 1,4 diazoniabycicle[2.2.2]octane group that was obtained using the solgel method. This hybrid was used as precursor for the synthesis of a novel coating on 99.999% aluminum substrate. The characterization of the synthethysed hybrid material was carried out using NMR spectroscopy and Thermal Analysis. The corrosion behavior of this hybrid coating deposited on aluminum was evaluated in 0.1molL-¹ NaCl, Na2SO4 solution at pH 7 and in 0.3% (v/v) Na2SO4 solution at pH 3 by using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In addition, the hybrid coating was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). EIS experiments performed with the coated aluminum in sulphate (pH:7) and chloride solutions have shown an improved corrosion resistance compared to the bare metal. This feature was interpreted on the basis of an ion-exhange process between the NO3ˉ anion contained in the hybrid film by the SO4-² or Cl- anions present in the solution. Thus, this novel hybrid sol-gel allows the formation of protective coating showing different properties according to the contra-ion present in the film. Tests performed with the coated aluminum alloy AA 2024-T3 in chloride media have showed that the protective effect of this coating is not adequate.

Revestimentos de silanos foram depositados sobre a liga de alumínio 2024 - T3 a fim de avaliar a sua utilização como revestimento protetor à corrosão. O capítulo I trata sobre o estudo do comportamento corrosivo de tratamentos baseados na deposição de camadas de 3-(trimetoxisililpropilmetacrilato (TMSPM) e/ou nitrato de cério sobre a liga de alumínio 2024 T-3 (AA2024 T-3). A resistência à corrosão foi avaliada por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) durante a imersão em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹. Microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de dispersão em energia (EDS) foram utilizados para avaliar a superfície antes e após os tratamentos. Os resultados eletroquímicos mostraram que o nitrato de cério, quando presente entre duas camadas de TMSPM (camada depositada tipo sandwich), aumenta a resistência à corrosão. Este comportamento foi atribuído a presença de uma camada interna rica em silício e cério e outra mais externa rica em TMSPM, a qual aumenta o efeito barreira da camada. O capítulo II mostra um material hibrido orgânico-inorgânico carregado baseado em sílica, que foi obtido pelo método sol-gel. Esse híbrido foi usado como precursor para a síntese de um novo revestimento para ser usado sobre alumínio 99,999% e a liga de alumínio 2024-T3. A caracterização do material hibrido sintetizado foi feita por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono 13 (13C NMR) e análise termogravimétrica (TGA). O comportamento corrosivo desse revestimento híbrido foi avaliado em soluções de NaCl e Na2SO4 0,1molL-¹( pH:7), e em Na2SO4 0,3% (pH:3) atravês de técnicas de polarizações potenciodinâmicas e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Adicionalmente, o revestimento híbrido foi analisado por MEV e EDS. Experimentos de EIE feitos com o alumínio revestido em meio contendo sulfato (pH:7) e soluções contendo cloreto mostraram um aumento da resistência à corrosão comparada com o alumínio nu. Este fato foi interpretado baseado num processo de troca iônica entre o anion NO3- presente no filme hibrido pelos anions SO4-² ou Cl- presents na solução. Desta forma, este híbrido sol-gel permite a formação de um revestimento protetor para o alumínio, o qual mostra diferentes propriedades eletroquímicas de acordo com o contra-ion presente no filme. Para o liga AA2024T3 os testes realizados em meio de cloreto revelaram que este revestimento não apresenta propriedades protetora. / Silanes coatings were deposited on aluminum alloy AA 2024 - T3, in order to obtain a protective film against corrosion. The chapter I aims at studying the corrosion behavior of treatments based on the deposition of layers of metacryloxypropylmethoxysilane (MAOS) and/or cerium nitrate on aluminum alloy 2024 T-3 (AA2024-T3). The corrosion resistance was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) during immersion in 0.1M Na2SO4 and NaCl solutions. Atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were also used to perform a surface analysis before and after the treatments. The electrochemical results show that cerium nitrate, when present between two layers of MAOS (sandwich-type deposited layer), improves the corrosion resistance. This can be attributed to the presence of an internal layer rich in silicium and cerium and another external MAOS layer, which further improves the barrier effect of the layer. The chapter II shows the charged organic-inorganic silica based hybrid material, containing the 1,4 diazoniabycicle[2.2.2]octane group that was obtained using the solgel method. This hybrid was used as precursor for the synthesis of a novel coating on 99.999% aluminum substrate. The characterization of the synthethysed hybrid material was carried out using NMR spectroscopy and Thermal Analysis. The corrosion behavior of this hybrid coating deposited on aluminum was evaluated in 0.1molL-¹ NaCl, Na2SO4 solution at pH 7 and in 0.3% (v/v) Na2SO4 solution at pH 3 by using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In addition, the hybrid coating was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). EIS experiments performed with the coated aluminum in sulphate (pH:7) and chloride solutions have shown an improved corrosion resistance compared to the bare metal. This feature was interpreted on the basis of an ion-exhange process between the NO3ˉ anion contained in the hybrid film by the SO4-² or Cl- anions present in the solution. Thus, this novel hybrid sol-gel allows the formation of protective coating showing different properties according to the contra-ion present in the film. Tests performed with the coated aluminum alloy AA 2024-T3 in chloride media have showed that the protective effect of this coating is not adequate.

Neste trabalho foram polimerizadas blendas e compósitos de polianilina (PAni), utilizando métodos químico e eletroquímico, sobre eletrodos de platina (Pt) e aço inoxidável (AISI-304), em diferentes meios aquosos. As blendas e compósitos de PAni foram preparados a partir de solução aquosa de H3PO4, contendo anilina e diferentes concentrações de carboximetilcelulose sódica (CMC) ou ácido dodecilbenzenosulfônico (DBSA). Para a formação dos filmes poliméricos, sobre ambos os substratos metálicos, a técnica de voltametria cíclica foi utilizada, tendo sido investigada a influência das concentrações de CMC e de DBSA nas características do processo de polimerização bem como, no material resultante. Por outro lado, na polimerização química, realizada a 20º.C e na presença de ((NH4)2S2O8), curvas potenciométricas e calorimétricas foram obtidas para auxiliar na caracterização das sínteses. Os materiais poliméricos foram caracterizados com o uso das técnicas de voltametria cíclica (resposta eletroquímica), espectroscopia de UV-Vis-NIR, espectroscopia de infravermelho, de medidas de condutividade por quatro pontos, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de energia de raios-x (EDX) e termogravimetria (TG). A partir dos resultados obtidos, foram observadas diferenças decorrentes da concentração de CMC, com influência tanto na velocidade de polimerização, quanto nas propriedades físicas e químicas de PAni-CMC. As interações entre PAni e CMC ocorrem por ligações de hidrogênio sendo a estrutura dos filmes PAni-CMC fortemente depende da concentração de CMC. Há significativas diferenças, tanto no processo de eletropolimerização de PAni-DBSA sobre Pt e AISI-304, quanto nas propriedades físicas e químicas dos polímeros. Estruturalmente, os filmes de PAni-DBSA eletropolimerizados sobre AISI-304 são mais porosos e apresentam maior eletroatividade, conseqüência da pré-camada de óxido formada durante a eletropolimerização. Mediante os ensaios de corrosão, foi verificado que os filmes de PAni-CMC aplicados sobre AISI-304 apresentam variação na composição após os ensaios de corrosão, enquanto que a proteção fornecida pelos filmes de PAni-DBSA depende da espessura dos mesmos. Ambos os filmes protegem efetivamente superfícies de aço inoxidável AISI-304 contra a corrosão e são alternativas extremamente viáveis quando comparados aos materiais convencionalmente utilizados. / In this work, polyaniline (PAni) blends and composites were obtained on platinum (Pt) and stainless steel (AISI-304) substrates. The effects of chemical and electrochemical syntheses were studied in different aqueous media. PAni blends and composites were prepared from aniline monomer-containing solutions of H3PO, that contained different concentrations of sodium carboxymethylcellulose (CMC) or dodecylbenzene sulphonic acid (DBSA). For the formation of polymeric films on Pt and steel AISI-304 electrodes, cyclic voltammetry was the technique employed and the effect of monomer, CMC and DBSA concentration on both the process characteristics and the resultant material were investigated. Chemical polymerization was performed at 20 C, in the presence of an oxidizing agent [(NH4)2S2O8] and potentiometric and calorimetric curves were obtained, which permitted the characterization of the synthesis. The resultant polymeric materials were characterized by their electrochemical response, ultraviolet (UV-VIS) and infrared (IR) spectroscopies, conductivity measurements, scanning electronic microscopy (SEM), film composition analysis by energy dispersive ray-x spectroscopy (EDS) and thermogravimetric analysis (TG). From the polymer characterization, the results demonstrate the differences between the PAni polymers due to CMC concentration used in the polymerization, which influences both the polymerization rate and the physical and chemical properties of the PAni-CMC composite. The interaction between PAni and CMC occurs by hydrogen bonding, and the structure of the PAni-CMC film depends strongly on the CMC concentration. There are significant differences between the electropolymerization process of PAni-DBSA films on Pt and that on steel AISI-304, resulting in different the physical and chemical properties of the respective polymers. Structurally, the PAni-DBSA films electropolymerized on steel AISI-304 are more porous and present greater electroactivity due to an oxide layer formed during the electropolymerization. From corrosion assays, which involved performing open circuit potential and potentiodynamic curves in NaCl, the viability of application of PAni-CMC and PAni-DBSA films electropolymerized on steel AISI-304 electrodes was analyzed. For the PAni-CMC films on steel AISI-304 a significant change in the film composition occurred after the corrosion assays. On the other hand the corrosion protection of steel AISI-304 covered with PAni-DBSA is dependent on the film thickness. The electrochemical parameters extracted from the potentiodynamic curves demonstrate that both films protect stainless steel against corrosion. Furthermore, the corrosion studies show that PAni-CMC and PAni- DBSA films are viable alternatives to the conventionally used corrosion protection films.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-18Bitstream added on 2014-06-13T18:09:40Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_cr_me_bauru.pdf: 3505566 bytes, checksum: 468c32f115403697e311aca50569dd5e (MD5) / A proteção de superfícies metálicas é um assunto de grande interesse científico e econômico. As vultosas quantias empregadas regularmente em manutenção e conservação motivam estudos para a obtenção de materiais com maior durabilidade e manutenção de seu aspecto estético. Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de um dispositivo de geração de plasma via eletrólise e a investigação de sua aplicabilidade no aumento da resistência a corrosão da liga de alumínio 2024. A alteração da resistência à corrosão conferida pelo filme ao substrato foi investigada através de ensaios de névoa salina e de impedâncias eletroquímica e de polarização. A composição e a estrutura química dos revestimentos foram analisadas por espectroscopia de absorção no infravermelho. Perfilometria e o método de correntes parasitas foram empregados na determinação da espessura das camadas depositadas, enquanto alterações da molhabilidade das superfícies foram avaliadas por medidas de ângulo de contato. Os resultadeos mostram que, sob determinadas condições, o tratamento aumentou em cerca de 145 vezes, em comparação com substratos sem tratamento, a resistência das amostras a exposição à névoa salina. / The protection of metallic surfaces is a subject of great scientific and economical interests. The huge amounts of money regularly employed in maintenance and conservation motivate investigations on the production of materials with larger durability, preserving the esthetic aspect. In this work, it is proposed the development of an electrolytic plasma device and the investigation of its applicability on the improvement of the resistance to corrosion of 2024 aluminum alloy coupons. Modifications in corrosion resistance conferred by the films to the substrates have been evaluated through salt spray tests and electrochemical and polarization impedances. Fourier infrared absorption spectroscopy has been employed to assess composition and chemical structure of the coatings. Layer thickness has been determined by prolilometry and the eddy current method, while modifications in surface wettability have been evaluated through contact angle measurements. It has been observed that, under certain experimental conditions, the treatments have enhanced the resistance to salt spray corrosion up to 145 times, as compared to the pristine substrates.