Efeito da largura de pulso de corrente na oxidação por plasma eletrolítico em alumínio comercial puro
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) |
Texto Completo: | https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/5439 |
Resumo: | Plasma electrolytic oxidation (PEO) is a technique used to obtain ceramic coatings on light metal surfaces, such as magnesium, titanium and aluminum. Up to now, the PEO process has been performed either by direct current or by low frequency pulsed current ( 1 kHz) current pulse width on microdischarge characteristics and morphology, phase composition and the thermal and corrosive behavior of PEO coatings obtained on pure commercial aluminum (AA1050). was studied. The PEO treatment was performed in an electrolyte cell containing Na2SiO3 (2 g.L-1 ) as an electrolyte solution. The physical and chemical characterization of the coatings was made using the techniques of scanning electron microscopy (SEM), X-ray dispersive energy spectrometry (EDS) and X-ray diffraction (XRD) using Bragg Brentano and Seeman Bohlin configuration. To evaluate the optical properties, the optical reflectance technique in the UV-Vis-NIR range was used. Electrochemical corrosion tests were performed by linear potentiodynamic polarization (LPP) and by electrochemical impedance spectroscopy (EIE). It was observed that the lower the ton, the less intense and more distributed the discharges are, which led to an increase in porosity and a decrease in thickness. The XRD analyzes showed that when ton increase, the presence of α-Al2O3 phase is verified in the inner layer, γ-Al2O3 phase on the surface and SiO2 phase at the edges of the pores or near cracks. Regarding the optical behavior, PEO coatings showed absorbance properties superior to aluminum in the solar spectrum, obtaining a thermal efficiency of 62% in a water heating system. The electrochemical corrosion tests showed that the increase in ton provided a decrease in corrosion kinetics and an increase in corrosion resistance in 3.5% NaCl medium. In summary, the pulses of 100 and 150 µs provided the best conditions for obtaining optical trap surfaces with good resistance to corrosion due to their morphologies and chemical composition. |
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Efeito da largura de pulso de corrente na oxidação por plasma eletrolítico em alumínio comercial puroPlasmaAl2O3Corrente pulsadaPEOPlasmaAl2O3Pulsed currentPEOENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAPlasma electrolytic oxidation (PEO) is a technique used to obtain ceramic coatings on light metal surfaces, such as magnesium, titanium and aluminum. Up to now, the PEO process has been performed either by direct current or by low frequency pulsed current ( 1 kHz) current pulse width on microdischarge characteristics and morphology, phase composition and the thermal and corrosive behavior of PEO coatings obtained on pure commercial aluminum (AA1050). was studied. The PEO treatment was performed in an electrolyte cell containing Na2SiO3 (2 g.L-1 ) as an electrolyte solution. The physical and chemical characterization of the coatings was made using the techniques of scanning electron microscopy (SEM), X-ray dispersive energy spectrometry (EDS) and X-ray diffraction (XRD) using Bragg Brentano and Seeman Bohlin configuration. To evaluate the optical properties, the optical reflectance technique in the UV-Vis-NIR range was used. Electrochemical corrosion tests were performed by linear potentiodynamic polarization (LPP) and by electrochemical impedance spectroscopy (EIE). It was observed that the lower the ton, the less intense and more distributed the discharges are, which led to an increase in porosity and a decrease in thickness. The XRD analyzes showed that when ton increase, the presence of α-Al2O3 phase is verified in the inner layer, γ-Al2O3 phase on the surface and SiO2 phase at the edges of the pores or near cracks. Regarding the optical behavior, PEO coatings showed absorbance properties superior to aluminum in the solar spectrum, obtaining a thermal efficiency of 62% in a water heating system. The electrochemical corrosion tests showed that the increase in ton provided a decrease in corrosion kinetics and an increase in corrosion resistance in 3.5% NaCl medium. In summary, the pulses of 100 and 150 µs provided the best conditions for obtaining optical trap surfaces with good resistance to corrosion due to their morphologies and chemical composition.A oxidação por plasma eletrolítico (PEO) é uma técnica utilizada para obtenção de revestimentos cerâmicos em superfícies de metais leves, como magnésio, titânio e alumínio. Até agora, o processo PEO tem sido realizado com corrente continua ou pulsada de baixa frequência (1 kHz) nas características das microdescargas e na morfologia, composição de fases, comportamento térmico e corrosivo dos revestimentos PEO obtidos sobre alumínio comercial puro (AA1050). O tratamento PEO foi realizado em uma célula eletrolítica contendo uma solução aquosa de Na2SiO3 (2 g.L-1 ). O pulso desligado (toff) foi mantido constante em 150 µs e o pulso ligado (ton) igual a 50 µs, 100 µs ou 150 µs. A caracterização física e química dos revestimentos foi feita utilizando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de energia dispersiva de raios-x (EDS) e difração de raios-X (DRX) usando configuração Bragg Brentano e Seeman Bohlin. Para avaliar as propriedades ópticas foi utilizada a técnica de reflectância óptica na faixa UVVis-NIR. Os testes eletroquímicos de corrosão foram feitos por polarização potenciodinâmica linear (PPL) e pela espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Foi observado que quanto menor ton menos intensas e mais distribuídas são as descargas, o que levou a um aumento na porosidade e diminuição da espessura. As análises de DRX mostraram que com aumento ton, verifica-se a presença de fase α-Al2O3 na camada mais interna, fase γ-Al2O3 na superfície e fase SiO2 nas bordas dos poros ou na proximidade de trincas. Com relação ao comportamento óptico, os revestimentos PEO apresentaram propriedades de absorbância superiores ao do alumínio, para o espectro solar, obtendo-se uma eficiência térmica de até 62% em um sistema de aquecimento de água. Os ensaios eletroquímicos de corrosão mostraram que o aumento de ton proporcionou uma diminuição na cinética de corrosão e um aumento na resistência a corrosão em meio NaCl 3,5%. Em suma, os pulsos de 100 e 150 µs forneceram as melhores condições para obtenção de superfícies de armadilha óptica com boa resistência à corrosão em virtude das suas morfologias e composição química.Trabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciadoUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro de Engenharias - CEUFERSAPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisAlves Junior, Clodomiro09621199468http://lattes.cnpq.br/7441669258580942Alves Junior, Clodomiro09621199468http://lattes.cnpq.br/7441669258580942Silva, Kelly Cristiane Gomes da02817188497http://lattes.cnpq.br/0678485152961068Cruz, Nilson Cristino da61938092953http://lattes.cnpq.br/7157327220048138Lima, Richelly Nayhene de2020-09-01T00:15:50Z2020-07-282020-09-01T00:15:50Z2020-03-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCitação com autor incluído no texto: Lima (2020) Citação com autor não incluído no texto: (LIMA, 2020)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/5439porLIMA, Richelly Nayhene de. Efeito da largura de pulso de corrente na oxidação por plasma eletrolítico em alumínio comercial puro. 2020. 62 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engeharia de Materiais), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2020.CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2023-12-20T21:31:11Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/5439Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2023-12-20T21:31:11Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false |
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