Desenvolvimento e caracterização de revestimentos super-hidrofóbicos de níquel via processo de eletrodeposição sobre aço carbono para aumento da resistência à corrosão
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Data de Publicação: | 2022 |
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Resumo: | Aços estruturais de baixo carbono são relativamente baratos e possuem boas propriedades mecânicas de conformabilidade e soldabilidade, contudo, são susceptíveis à corrosão quando expostos a ambientes agressivos. Nesse sentido, o desenvolvimento de métodos protetivos contra corrosão é muito importante. Superfícies super-hidrofóbicas têm sido alvo de grande interesse como estratégia de proteção anticorrosiva, por retardar e/ou impedir o acesso do eletrólito ao metal a ser protegido. Essas superfícies podem ser preparadas por meio de diferentes processos e são inspiradas na planta de Lótus que apresenta uma elevada repelência à água. Dentre os processos de obtenção, a eletrodeposição tem um grande destaque, por ser um método já consolidado, apresentar baixo custo operacional e rápida execução. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar revestimentos super-hidrofóbicos de níquel, via processo de eletrodeposição, por meio da associação com ácido mirístico, como agente redutor de energia de superfície. Como substrato, foi utilizado aço carbono ASTM A36. Foram desenvolvidos três diferentes condições de revestimentos com finalidade de comparação: níquel puro (E10); níquel associado ao ácido mirístico (E01); níquel puro seguido de níquel adicionado ao ácido mirístico (E11). As amostras foram caracterizadas através de microscopia Óptica (MO), microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difratometria de Raios-X (DRX) e Espectroscopia de Infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR). A resistência à corrosão dos revestimentos foi analisada através de ensaios de polarização linear (PL) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os ensaios de DRX e FTIR confirmaram, respectivamente, que o substrato foi revestido com níquel metálico e que houve incorporação do agente redutor de energia de superfície. As análises microscópicas mostraram que o revestimento de níquel preparado na condição E11 modificou a característica superficial do substrato de aço com a presença de muitos aglomerados na forma de couve-flor, alcançando-se um ângulo de contato de 165°. Os ensaios eletroquímicos indicaram que a amostra E11 apresentou menor valor de densidade de corrente anódica e maior potencial de corrosão nos ensaios de polarização linear. Os resultados de EIE indicaram que esta condição apresentou os maiores valores de módulo de impedância, configurando uma maior resistência à corrosão. |
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SILVA FILHO, Walter Leandro Cordeiro dahttp://lattes.cnpq.br/7631260793749668http://lattes.cnpq.br/5295831751697130http://lattes.cnpq.br/4668070841633275VIEIRA, Magda Rosângela SantosURTIGA FILHO, Severino Leopoldino2022-11-25T17:22:01Z2022-11-25T17:22:01Z2022-08-29SILVA FILHO, Walter Leandro Cordeiro da. Desenvolvimento e caracterização de revestimentos super-hidrofóbicos de níquel via processo de eletrodeposição sobre aço carbono para aumento da resistência à corrosão. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/47963ark:/64986/0013000015912Aços estruturais de baixo carbono são relativamente baratos e possuem boas propriedades mecânicas de conformabilidade e soldabilidade, contudo, são susceptíveis à corrosão quando expostos a ambientes agressivos. Nesse sentido, o desenvolvimento de métodos protetivos contra corrosão é muito importante. Superfícies super-hidrofóbicas têm sido alvo de grande interesse como estratégia de proteção anticorrosiva, por retardar e/ou impedir o acesso do eletrólito ao metal a ser protegido. Essas superfícies podem ser preparadas por meio de diferentes processos e são inspiradas na planta de Lótus que apresenta uma elevada repelência à água. Dentre os processos de obtenção, a eletrodeposição tem um grande destaque, por ser um método já consolidado, apresentar baixo custo operacional e rápida execução. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar revestimentos super-hidrofóbicos de níquel, via processo de eletrodeposição, por meio da associação com ácido mirístico, como agente redutor de energia de superfície. Como substrato, foi utilizado aço carbono ASTM A36. Foram desenvolvidos três diferentes condições de revestimentos com finalidade de comparação: níquel puro (E10); níquel associado ao ácido mirístico (E01); níquel puro seguido de níquel adicionado ao ácido mirístico (E11). As amostras foram caracterizadas através de microscopia Óptica (MO), microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difratometria de Raios-X (DRX) e Espectroscopia de Infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR). A resistência à corrosão dos revestimentos foi analisada através de ensaios de polarização linear (PL) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os ensaios de DRX e FTIR confirmaram, respectivamente, que o substrato foi revestido com níquel metálico e que houve incorporação do agente redutor de energia de superfície. As análises microscópicas mostraram que o revestimento de níquel preparado na condição E11 modificou a característica superficial do substrato de aço com a presença de muitos aglomerados na forma de couve-flor, alcançando-se um ângulo de contato de 165°. Os ensaios eletroquímicos indicaram que a amostra E11 apresentou menor valor de densidade de corrente anódica e maior potencial de corrosão nos ensaios de polarização linear. Os resultados de EIE indicaram que esta condição apresentou os maiores valores de módulo de impedância, configurando uma maior resistência à corrosão.CAPESCNPqLow carbon structural steels are relatively inexpensive and have good mechanical properties of formability and weldability, however, they are susceptible to corrosion when exposed to aggressive environments. In this sense, the development of corrosion protection methods is very important. Superhydrophobic surfces have been the subject of great interest as a corrosion protection strategy, as they delay and/or prevent the access of the electrolyte to the metal to be protected. These surfaces can be prepared using different processes and are inspired by the Lotus plant that water has a higher repellency. Among the obtaining processes, electrodeposition has a great prominence, as it is an already consolidated method, presents low operational cost and fast execution. The present work aimed to develop and characterize nickel-based superhydrophobic coatings, via electrodeposition process, through association with myristic acid, as a surface energy reducing agent. As substrate, ASTM A36 carbon steel was used. Three coatings were developed for comparison purposes: “smooth” nickel (E10); nickel added to myristic acid (E01); “smooth” nickel followed by nickel added to myristic acid (E11). The samples were characterized by Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Diffractometry (XRD) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). The corrosion resistance of the coatings was analyzed through linear polarization (PL) and electrochemical impedance spectroscopy (EIE) tests. XRD and FTIR tests confirmed, respectively, that the substrate was coated with metallic nickel and that the surface energy reducing agent was incorporated. Microscopic analysis showed that the nickel coating prepared in the E11 condition modified the surface characteristic of the steel substrate with the presence of many agglomerates in the form of cauliflower. reaching a contact angle of 165°. The electrochemical tests indicated that the E11 sample presented a lower value of anodic current density and greater corrosion potential in the linear polarization tests. The EIE results indicated that this condition presented the highest values of impedance modulus, configuring a greater resistance to corrosion.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia MecanicaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia mecânicaSuper-hidrofobicidadeEletrodeposiçãoNíquelAçoRevestimentosCorrosãoDesenvolvimento e caracterização de revestimentos super-hidrofóbicos de níquel via processo de eletrodeposição sobre aço carbono para aumento da resistência à corrosãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Walter Leandro Cordeiro da Silva Filho.pdfDISSERTAÇÃO Walter Leandro Cordeiro da Silva Filho.pdfapplication/pdf5861412https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/47963/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Walter%20Leandro%20Cordeiro%20da%20Silva%20Filho.pdf57b28be84a09af527750e0835d3857c0MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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Desenvolvimento e caracterização de revestimentos super-hidrofóbicos de níquel via processo de eletrodeposição sobre aço carbono para aumento da resistência à corrosão SILVA FILHO, Walter Leandro Cordeiro da Engenharia mecânica Super-hidrofobicidade Eletrodeposição Níquel Aço Revestimentos Corrosão |
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