Caracterização estrutural e morfológica de revestimentos anódicos formados sobre a liga de magnésio AZ31 em eletrólitos contendo partículas de zeólitas dispersas
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/28774 |
Resumo: | Zeólitas são aluminosilicatos que apresentam estrutura microporosa uniforme e altos teores de sílica com módulo de elasticidade similar aos ossos humanos. Além disso, por não apresentar toxicidade em meio fisiológico, possuem muito potencial para serem utilizadas na forma de bioimplantes ósseos no auxílio da reestruturação de fraturas. Nesse sentido, as ligas de magnésio que já têm sido muito utilizadas para aplicações em diversas indústrias, também apresentam um potencial para a área médica, devido a características como sua baixa densidade e boas propriedades mecânicas. No entanto, a resistência à corrosão em meio fisiológico dessas ligas é baixa e, por isso, muitos estudos têm sido realizados a fim de promover melhorias através do crescimento de revestimentos. Neste trabalho, foi investigada a incorporação de um filme formado por uma técnica econômica e ecológica chamada de anodização sobre uma liga de magnésio AZ31 a partir de uma solução de eletrólito contendo partículas de zeólitas HZSM-5 e Faujasita dispersas. Foi realizada a caracterização morfológica do revestimento formado e a possibilidade de utilização de seus micro poros como reservatórios de inibidores de corrosão com a prata. Foram realizadas medidas de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica que mostraram uma melhora na resistência à corrosão e a superfície foi caracterizada quanto a sua morfologia e estrutura com análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) juntamente com Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) sendo possível observar a incorporação apenas das zeólitas HZSM5, o que pode ter acontecido devido à troca iônica realizada nas zeólitas Faujasita que as inativaram durante o procedimento de anodização. Foi realizada a análise de Difratometria de Raios X (DRX) que comprovou os picos característicos de zeólitas nos revestimentos. E por fim, a última confirmação foi obtida com a análise de Espectroscopia Raman. A análise de Perfilometria de contato possibilitou a obtenção de um filme com rugosidade média de 54,29 µm e espessura média de 18,82 µm. Por fim, foi possível inferir que as zeólitas HZSM-5 foram incorporadas no substrato anodizado a 90V e 25ºC e apresentaram pouca melhoria na resistência a corrosão das ligas. No entanto, com o teste de adsorção bacteriana, não foi detectada a presença de colônia no filme e foi possível detectar a incorporação dos íons de prata no revestimento poroso formado, o que pode trazer melhores resultados de resistência a corrosão e de característica antibacteriana. |
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Caracterização estrutural e morfológica de revestimentos anódicos formados sobre a liga de magnésio AZ31 em eletrólitos contendo partículas de zeólitas dispersasLigas de magnésioCorrosãoAnodizaçãoRevestimentosZeólitasEletrólitoResistência à corrosãoEngenharia MetalúrgicaProdução intelectualMagnesium alloysCorrosionAnodizingZeolitesZeólitas são aluminosilicatos que apresentam estrutura microporosa uniforme e altos teores de sílica com módulo de elasticidade similar aos ossos humanos. Além disso, por não apresentar toxicidade em meio fisiológico, possuem muito potencial para serem utilizadas na forma de bioimplantes ósseos no auxílio da reestruturação de fraturas. Nesse sentido, as ligas de magnésio que já têm sido muito utilizadas para aplicações em diversas indústrias, também apresentam um potencial para a área médica, devido a características como sua baixa densidade e boas propriedades mecânicas. No entanto, a resistência à corrosão em meio fisiológico dessas ligas é baixa e, por isso, muitos estudos têm sido realizados a fim de promover melhorias através do crescimento de revestimentos. Neste trabalho, foi investigada a incorporação de um filme formado por uma técnica econômica e ecológica chamada de anodização sobre uma liga de magnésio AZ31 a partir de uma solução de eletrólito contendo partículas de zeólitas HZSM-5 e Faujasita dispersas. Foi realizada a caracterização morfológica do revestimento formado e a possibilidade de utilização de seus micro poros como reservatórios de inibidores de corrosão com a prata. Foram realizadas medidas de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica que mostraram uma melhora na resistência à corrosão e a superfície foi caracterizada quanto a sua morfologia e estrutura com análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) juntamente com Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) sendo possível observar a incorporação apenas das zeólitas HZSM5, o que pode ter acontecido devido à troca iônica realizada nas zeólitas Faujasita que as inativaram durante o procedimento de anodização. Foi realizada a análise de Difratometria de Raios X (DRX) que comprovou os picos característicos de zeólitas nos revestimentos. E por fim, a última confirmação foi obtida com a análise de Espectroscopia Raman. A análise de Perfilometria de contato possibilitou a obtenção de um filme com rugosidade média de 54,29 µm e espessura média de 18,82 µm. Por fim, foi possível inferir que as zeólitas HZSM-5 foram incorporadas no substrato anodizado a 90V e 25ºC e apresentaram pouca melhoria na resistência a corrosão das ligas. No entanto, com o teste de adsorção bacteriana, não foi detectada a presença de colônia no filme e foi possível detectar a incorporação dos íons de prata no revestimento poroso formado, o que pode trazer melhores resultados de resistência a corrosão e de característica antibacteriana.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorZeolites are aluminosilicates that have a uniform microporous structure and high silica content with a modulus of elasticity similar to human bones. In addition, as they do not present toxicity in a physiological environment, they have great potential to be used in the form of bone bioimplants to aid in fracture restructuring. In this sense, magnesium alloys, which have already been widely used for applications in several industries, also have potential for the medical field, due to characteristics such as their low density and good mechanical properties. However, the corrosion resistance in physiological medium of these alloys is low and, therefore, many studies have been carried out in order to promote improvements through the growth of coatings. In this work, the incorporation of a film formed by an economical and ecological technique called anodization on a magnesium alloy AZ31 from an electrolyte solution containing particles of dispersed zeolites HZSM-5 and Faujasite was investigated. The morphological characterization of the formed coating and the possibility of using its micropores as reservoirs of corrosion inhibitors with silver was carried out. Electrochemical Impedance Spectroscopy measurements were performed, which showed a small improvement in corrosion resistance and the surface was characterized in terms of its morphology and structure with Scanning Electron Microscopy (SEM) analyzes together with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and it was possible to observe the incorporation only of the HZSM-5 zeolites, which may have happened due to the ion exchange performed in the Faujasite zeolites that inactivated them during the anodization procedure. X-Ray Diffraction (XRD) analysis was performed, which confirmed the characteristic peaks of zeolites in the coatings. And finally, the last confirmation was obtained with Raman Spectroscopy analysis. The contact profilometry analysis made it possible to obtain a film with an average roughness of 54.29 µm and an average thickness of 18.82 µm. Finally, it was possible to infer that the HZSM-5 zeolites were incorporated into the anodized substrate at 90V and 25ºC and showed little improvement in the corrosion resistance of the alloys. However, with the bacterial adsorption test, the presence of colony in the film was not detected and it was possible to detect the incorporation of silver ions in the porous coating formed, which can bring better results of corrosion resistance and antibacterial characteristic.116 p.Ferreira, Elivelton Alveshttp://lattes.cnpq.br/9791486511562981Dias, Jeferson Almeidahttp://lattes.cnpq.br/8402138016291171Canobre, Sheila Cristinahttp://lattes.cnpq.br/1606997598547152Fonseca, Gláucio Soares dahttp://lattes.cnpq.br/9663765935778795http://lattes.cnpq.br/9363274267926437Silva, Talita Izaias da2023-05-12T13:44:47Z2023-05-12T13:44:47Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Talita Izaias da. Caracterização estrutural e morfológica de revestimentos anódicos formados sobre a liga de magnésio AZ31 em eletrólitos contendo partículas de zeólitas dispersas. 2022. 116 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Metalúrgica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2022.http://app.uff.br/riuff/handle/1/28774CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2023-05-12T13:44:51Zoai:app.uff.br:1/28774Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202023-05-12T13:44:51Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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