Investiga????o do ??cido etanodi??ico na forma????o de filmes superficiais sobre zinco e avalia????o do efeito destes filmes na resist??ncia ?? corros??o

• Autor(a) principal: OLIVEIRA, MARCELO de
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28630
• topic: corrosion; corrosion resistance; surface treatments; zinc alloys; zinc chlorides; carboxylic acids; oxalic acid; ion beams; coatings; varnishes; semiconductor detectors; films; scanning electron microscopy; electric impedance; spectroscopy

Um dos m??todos mais utilizados para prote????o contra a corros??o de a??os comuns consiste na prote????o cat??dica com revestimentos met??licos eletroquimicamente mais ativos, que estes. Os revestimentos de zinco s??o os mais usados para este tipo de prote????o. De forma a protegerem o substrato, estes revestimentos devem atuar como anodos de sacrif??cio, sofrendo corros??o e transformando o substrato de a??o em catodo. Todavia, n??o ?? de interesse, que o revestimento de zinco apresente altas taxas de corros??o de forma que a prote????o contra a corros??o conferida ao a??o seja duradoura. Uma das formas mais empregadas para reduzir a velocidade de corros??o do revestimento de zinco ?? por meio de tratamentos da superf??cie, por exemplo, por tratamentos de convers??o. Os tratamentos de convers??o mais eficientes s??o os que utilizam e geram rejeitos, que cont??m ??ons de cromo hexavalente. Todavia, estes ??ons s??o carcinog??nicos e t??xicos e, dessa forma, os processos que os utilizam em alguma etapa do tratamento, v??m sofrendo crescentes restri????es, j?? sendo proibidos em pa??ses com leis ambientais mais r??gidas. Esta ?? a raz??o para o crescente interesse e grande investimento em pesquisa tratamentos, que possam resultar em revestimentos com potencialidade para substituir, de forma eficiente e efetiva o uso do cromo hexavalente. Este foi o objetivo do presente trabalho. Neste estudo, foi investigado o efeito de tratamentos, que resultam em camadas de convers??o na presen??a de ??cido ox??lico e na prote????o contra a corros??o da superf??cie do zinco. Camadas de convers??o foram obtidas por imers??o de amostras de zinco em solu????es de ??cido ox??lico (??cido etanodi??ico) com diferentes concentra????es. Todas as solu????es de tratamento apresentaram elevada acidez e resultaram em ataque da superf??cie de zinco com forma????o de revestimento de convers??o com diferentes caracter??sticas. Ensaios preliminares de n??voa salina foram ent??o realizados para investigar a prote????o conferida pelo sistema revestimento de convers??o-verniz contra a corros??o do substrato de zinco. Estes ensaios foram decisivos para a escolha da faixa de concentra????o do banho de convers??o com maior potencial para forma????o de revestimentos de convers??o protetores. Os resultados deste ensaio e os de espectroscopia de imped??ncia eletroqu??mica mostraram que tratamentos em solu????es com composi????o superiores a 10-1 M de ??cido ox??lico resultaram em camadas muito defeituosas, nas quais o ataque localizado do substrato met??lico ?? favorecido, sendo obtidas imped??ncias menores que a superf??cie do zinco sem qualquer tratamento. Os resultados de XPS mostraram, que os revestimentos de convers??o formados em solu????es de ??cido ox??lico na faixa de 10-3 M a 10-1 M s??o compostos de oxalato de zinco e produtos de corros??o do zinco, especificamente ZnO, Zn (OH)2, e ZnCO3. J?? a concentra????o de 10-1 M de ??cido ox??lico foi a, que produziu os resultados mais promissores com a forma????o de um revestimento, que conferiu prote????o mais duradoura ?? superf??cie do zinco entre os obtidos. As espessuras m??dias das camadas de convers??o de oxalato de zinco formadas em solu????es com 10-1 M e 1 M de ??cido ox??lico, estimadas por FIB, foram respectivamente 600 nm e 300 nm, o que mostra que a concentra????o de 1 M de ??cido causou intenso ataque corrosivo da superf??cie, enquanto a camada formada em meio com 10-1 M permitiu a deposi????o de camada mais espessa e mais protetora contra a corros??o do substrato. Os resultados de XPS indicaram a degrada????o da camada de oxalato de zinco com o tempo de ensaio, por??m o ataque desta ao longo do ensaio de corros??o, resulta na forma????o de simonkolleite, identificada por difra????o de raios X, para per??odos mais longos do ensaio de corros??o, no caso do revestimento formado em solu????o com 10-1 M em compara????o a 1M. A simonkolleite atua por efeito barreira bloqueando os defeitos/porosidade da camada. O crescente ac??mulo destes produtos de corros??o com a continuidade do processo corrosivo e a ader??ncia destes ao substrato met??lico foi indicada para superf??cie tratada em solu????o com 10-1 M de ??cido ox??lico. Finalmente, foi proposto um modelo para intera????o entre o revestimento de convers??o de oxalato de zinco e os produtos de corros??o em que a reten????o dos produtos de corros??o na superf??cie faz com, que a camada na superf??cie se torne mais espessa e mais compacta com o tempo de exposi????o ao ensaio de corros??o. Estas observa????es explicam o aumento de imped??ncia observado com o tempo de ensaio nesta condi????o. Os resultados obtidos permitiram concluir, que o revestimento de convers??o de oxalato de zinco formado em solu????o com 10-1 M de ??cido ox??lico resulta em prote????o efetiva do substrato met??lico al??m de apresentar boa ader??ncia com camada de verniz. Estes resultados indicam potencialidade deste tratamento como prepara????o de superf??cies de zinco, que ser??o recobertas com revestimentos org??nicos (tintas, vernizes ou lacas).