Orientador: Prof. Dr. Daniel Zanetti de Florio / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2014. / Motores a combustão flexíveis foram desenvolvidos para diversificar a utilização de
combustíveis para a indústria da mobilidade, com o intuito de trazer benefícios econômicos,
ganho em sustentabilidade e redução do impacto ambiental. Tal diversificação tem
proporcionado o desenvolvimento de linhas de pesquisa que aperfeiçoem essa utilização,
através de incentivo fiscal do governo, bem como injeção de recursos da indústria nas
universidades como, por exemplo, o programa Inovar Auto. Dentre os novos combustíveis
está o etanol que devido às suas características físico-químicas, como a sua pressão de vapor
traz vantagens como ganho de torque e potência e desvantagens como aumento de desgaste e corrosão dos componentes metálicos a ele expostos. As bronzinas são partes de base metálica que promovem a redução do contato metal-metal entre as principais peças de um motor como bloco, virabrequim e biela, além de permitirem uma melhor hidrodinâmica do óleo lubrificante, aumentando a vida útil do motor. Significativamente expostas ao ambiente
etanol, óleo, gases e água, as mesmas são suscetíveis ao fenômeno de corrosão. Análise de
corrosão por espectroscopia de impedância eletroquímica é um método conhecido na
literatura e motivou a caracterização eletroquímica de componentes cíclicos metálicos de
motores, através da obtenção de espectros de impedância para três diferentes recobrimentos
em bronzinas, expostos sistematicamente a condicionamentos e envelhecimentos, variando-se
temperatura, tempo de exposição em mistura óleo e etanol comuns. Dentre os três
recobrimentos está uma proposta cerâmica a partir de óxido de boro depositado por uma
técnica comum denominada slurry, apresentada na literatura aeroespacial com vantagens
tribológicas. As medições foram feitas em solução aquosa de cloreto de sódio a 0,1 M,
utlizando-se um eletrodo de referência de prata e cloreto de prata, um eletrodo de medição de platina como contra eletrodo e um eletrodo de trabalho com amostras de aço embutidas e
recobertas com três diferentes superfícies; metálica (VW1), polimérica (P1) e cerâmica (C1),
dispostos em uma célula ligada a um impedancímetro e a um potenciostato de marca
Solartron. A intersecção do semicírculo do espectro com o eixo das abcissas ou parte real da
impedância, Z¿ é conhecida como resistência de polarização Rp. Da literatura sabe-se que esta
grandeza é proporcional ao inverso da corrente e taxa de corrosão da superfície do eletrodo de trabalho. A obtenção desta variável pode ser feita através de aproximações, com modelos de circuitos equivalentes RC, que calculam as resistências e capacitâncias destes circuitos. A
partir do tratamento dos dados acima descritos, foi possível estabelecer três diferentes
tendências de comportamento da taxa de corrosão ao longo do tempo de exposição ao meio
etanol mais óleo, a saber: amostra de superfície metálica tipo VW1 apresentou corrosão
dinâmica e controlada com taxa de corrosão decrescente ao longo do tempo; amostra
polimérica tipo P1 apresentou também redução da taxa de corrosão por passivação ao longo
do tempo após penetração da camada polimérica e; amostra cerâmica de óxido de boro tipo
C1 apresentou maior redução da taxa de corrosão ao longo do envelhecimento em óleo e
etanol. / Flex fuel combustion engines were developed to diversify the use of fuels for the mobility
industry, in order to bring economic benefits gain in sustainability and environment impact
reduction. Such diversification has permitted the research line development which optimizes
this use through government incentive as well as fund injection in universities such as Inovar
Auto program. Ethanol is among the new fuels, which due to its physical-chemical
characteristics (vapor pressure) presents advantages as power and torque and disadvantages,
as waste increase and corrosion of the exposed metal components. The bearings are parts
made of metal that promote the metal-metal contact reduction among the main engine parts
like cylinder block, cranckshaft and connecting rods. Besides, they allow better
hydrodynamics of the lubrication oil increasing the duration of a flex combustion engine.
Exposed to the ethanol, oil, gases and water environment these bearings are prone to
corrosion phenomenon. The corrosion analysis by impedance spectroscopy corrosion is a
method known in the literature and has motivated the electrochemical characterization of
metal cyclic components by obtaining impedance spectra for three different recovering in
bearings. The third type of recovering was developed through bore oxide produced by slurry
coating techniques, which was presented on a aerospacial research publication with
tribologic gain. These are systematically exposed to conditionings and aging while varying
temperature, exposure time and rotation of oil and ethanol common mixtures. The
measurements were made on aquous solution of NaCl 0,1 M through a reference silver and
silver cloride eletrode, a platine counter eletrode and the work eletrode with samples of the
three different bearings surface, metallic (VW1), polymeric (P1) and ceramic (C1) all
assembled in a eletrochemistry cell, switched to a potenciostat and an impedancimeter, both
by Solartron. The intersection of the semicircle spectra with "X" axle or real part of the
impedance Z¿ is known as polarization resistance Rp. From the bibliography review it is
known that this resistance is proportional to the inverse of corrosion rate on the surface of the working electrodes. The obtention of this variable could be done through approximation of RC circuit models, which calculate the resistances and the capacitances. Through data
treatment it was possible to establish three different tendencies of corrosion rate behavior
during ethanol and oil exposure time: Metallic surface sample type VW1 presented dynamic
controlled with descending corrosion rate during the aging processes. Polymeric recovery
sample type P1 also presented reduction of corrosion rate after penetration of the polymeric
recovering e less during the aging processes. Ceramic recovery sample type C1 presented
major reduction of corrosion during the aging on oil plus ethanol.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:101066 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Folco, Jardel Castro |
| Contributors | Florio, Daniel Zaretti de, Yoshimura, Humberto Naoyuki, Colosio, Marco Antonio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 108 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=101066&midiaext=72346, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=101066&midiaext=72345, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=101066 |
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