Produção e caracterização de revestimentos híbridos a base de sílica e titânia por sol-gel no aço AISI 1045 e na liga de alumínio AA7075 [thesis]

Galtiere Corrêa Rêgo
Produção e caracterização de revestimentos híbridos a base de sílica e titânia por sol-gel no aço AISI 1045 e na liga de alumínio AA7075 SÃO CARLOS 2016 AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE. Aos meus pais, por todo amor e carinho AGRADECIMENTOS À DEUS pela vida, aos meus pais, Zico e Maria José, à memória da minha avó Mundiquinha e aos meus irmãos Waurison, Waldo
more » ... e Walison e irmãs Janete e Galtiane e a todos da família, pelo apoio, carinho e incentivo. Ao professor titular Luiz Carlos Casteletti pela orientação, conhecimentos e experiências. A CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior), pela concessão da bolsa de estudos. "Há uma força motriz mais poderosa que o vapor, a eletricidade e a energia atômica: a vontade". Albert Einstein RESUMO RÊGO, G. C. Produção e caracterização de revestimentos híbridos a base de sílica e titânia por sol-gel no aço AISI 1045 e na liga de alumínio AA7075. 2016. 105f. Dissertação (Mestrado) -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2016. O uso de revestimentos protetores consiste na alternativa mais utilizada para a eliminação ou diminuição dos processos corrosivos nos aços, bem como no alumínio e suas ligas, que apresentam uma ampla gama de aplicações, principalmente na indústria aeronáutica, devido à alta razão resistência/peso e, cujas vidas úteis podem ser comprometidas pela corrosão. Neste trabalho foram produzidos revestimentos a base de sílica e titânia obtidos pelo processo solgel em substratos constituídos de aço AISI 1045 e liga de alumínio AA7075, para a proteção à corrosão em ambiente salino. As amostras foram revestidas por imersão (dip-coating) utilizando-se dois tipos de soluções compostas por Tetraetil-Ortosilicato (TEOS) mais 3-Trimetoxisilil-Propil-Metacrilato (TMSPM) (S1) e por Isopropóxido de Titânio (IPT) mais 3-Trimetoxisilil-Propil-Metacrilato (TMSPM) (S2). Tais amostras foram previamente submetidas a pré-tratamentos a 50 °C durante 8 horas, para a evaporação dos compostos voláteis e curadas a 60, 100 e a 130 °C, por 1, 2 e 3 horas em cada temperatura. As caracterizações foram realizadas por microscopias óptica e eletrônica de varredura, riscamento e ensaios de polarização potenciodinâmicas em NaCl (3,5%). Foram obtidos revestimentos homogêneos em ambos os substratos, que resultaram em todos os casos um grande aumento na resistência à corrosão, em comparação com os respectivos substratos. Os revestimentos curados na temperatura superior (130 °C) foram os mais resistentes ao riscamento e proporcionaram as melhores resistências à corrosão em ambos os substratos. Palavras chave: AISI 1045. AA7075. Sol-gel. Polarização potenciodinâmica. ABSTRACT RÊGO, G. C. Production and characterization of hybrid coatings based on silica and titania by sol-gel process on AISI 1045 steel and aluminum alloy AA7075. 2016. 105f. Protective coatings are the most widely used alternative to control the corrosive processes in steel and aluminum alloys. These material exhibit a wide range of applications, especially in the aircraft industry due to the high strength/weight ratio but their performance can be compromised by corrosion. In this work silica and titania based coatings were produced by a sol-gel process and applied on AISI 1045 steel and AA7075 aluminum alloy substrates, seeking for corrosion protection in a saline environment. The samples were coated by dipping using two types of solutions: a) a mix of tetraethyl orthosilicate (TEOS) with 3trimethoxysilyl-propyl methacrylate (TMSPM) (S1) and b) a mix of titanium isopropoxide (IPT) with 3 -Trimetoxisilil-Propyl methacrylate (TMSPM) (S2). The samples were then subjected to a pre-treatment at 50 °C for 8 hours to evaporate the volatile compounds and then cured at 60, 100 and 130 °C for 1, 2 and 3 hours at each temperature. The samples were characterized by optical and scanning electron microscopy, scratching tests and potentiodynamic polarization tests in NaCl (3.5%). Both solutions produced homogeneous coatings on both substrates, resulting in a large increase in the corrosion resistances, when compared to the respective substrates. Coatings cured at highest temperature (130 °C) were the most scratch resistance and provided the best corrosion resistance in both substrates.
doi:10.11606/d.18.2016.tde-12092016-110501 fatcat:jrawtwutmbfgrcphdqhx7phbxe