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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:1200 |
| Date | 14 March 2006 |
| Creators | Paulo SÃrgio Gomes da Silva |
| Contributors | Pedro de Lima Neto, Adriana Nunes Correia, LÃcia Helena Mascaro, Marcelo Andrade Macedo, AntÃnio SÃrgio Bezerra Sombra |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em QuÃmica InorgÃnica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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