Estudos das propriedades ópticas, da resistência à corrosão e da influência dos íons fluoreto nos filmes anódicos formados sobre o titânio

• Autor(a) principal: Domingues, Gláucia
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27265
• topic: Óxido de titânio; Fluoreto; Espessura; Rugosidade superficial; Elipsometria; Resistência à corrosão; Processamento e caracterização de materiais; Anodização; Propriedade óptica; Íon; Fluoreto; Propriedade intelectual; Titanium oxide; Fluoride; Thickness; Surface roughness; Corrosion resistance; Ellipsometry

As técnicas eletroquímicas de anodização são amplamente utilizadas na obtenção dos filmes de óxido de titânio. O controle dos parâmetros de anodização permite obter propriedades ópticas, elétricas e de resistência à corrosão conforme as diferentes aplicações requeridas. Propriedades de superfície tais baixas rugosidade e espessura também são desejáveis para aplicações do titânio como biomaterial. O TiO₂ é um semicondutor do tipo e suas propriedades ópticas, como alto índice de refração e grande energia de gap de banda, desempenham um papel importante em algumas de suas aplicações tecnológicas, como em fotocatálise, sensores e células de conversão de energia. Esta tese estudou as propriedades ópticas, de resistência à corrosão, cristalização e propriedade de superfícies de TiO₂ crescidos por anodização em solução tampão fosfato e em solução de ácido sulfúrico, além de estudar as interfaces metal/filme e filme/eletrólito durante o crescimento voltamétrico do filme aplicando o modelo ôhmico desenvolvido por D’Alkaine et al. As medidas de espessura dos filmes determinadas por EIE e ES concordaram em 20 V e 60 V, mas discordaram em 80 V o que pode estar associado a uma possível quebra dielétrica. O filme de óxido formado em 60 V apresentou a melhor resistência à corrosão em relação aos outros potenciais estudados. Estruturas globulares foram observadas usando AFM em superfícies anodizadas em 40 V, 60 V e 80 V, o que sugere nucleação de cristais. A transformação cristalina devido à anodização foi capturada por espectroscopia Raman, que revelou a 40 V e a 60 V, um pico distinto em 138 cm­⁻¹ característico de anatase e rutilo. Propriedades ópticas de filmes de óxido de titânio anodizados foram obtidas por elipsometria. Os valores de intervalo de energia de Gap para 0 V, 20 V e 40 V apresentaram valores na faixa esperada de 3,0 eV para o óxido de titânio. As técnicas de EDS e LIBS concordaram na composição química do titânio observada a presença de Ti e O fundamentalmente. A aplicação do modelo ôhmico permitiu observar que os filmes de óxido crescidos por voltametria anódica em solução tampão fosfato pH 6,5 com NaF 0,6% em massa apresentaram menor resistividade iônica variável por densidade de carga que os filmes crescidos em solução tampão fosfato pH 6,5 sem NaF e que o fluoreto não interfere na cinética da interface metal/filme. Os filmes de óxido estudados apresentaram propriedades requeridas satisfatórias e em acordo com o relatado na literatura.