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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.75.2024.tde-11062024-091913
Documento
Autor
Nome completo
Diego David da Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2024
Orientador
Banca examinadora
Tremiliosi Filho, Germano (Presidente)
Bessegato, Guilherme Garcia
Brito, Juliana Ferreira de
Colle, Vinicius Del
Perez, Joelma
Título em português
Proteção catódica da liga de alumínio 5050 a partir de nanotubos de TiO2 e luz
Palavras-chave em português
corrosão
fotoxidação de álcoois
semicondutor
Resumo em português
O alumínio e suas ligas são materiais metálicos muito utilizados em diversas aplicações. Entretanto, estes materiais podem também sofrer corrosão, o que pode limitar a sua utilização. Desta forma, faz-se necessária a proteção destes materiais para inibir a corrosão. Dentre as formas de proteção contra a corrosão, a proteção catódica tem sido muito utilizada em algumas situações. A proteção catódica baseia-se na polarização negativa da superfície protegida, o que pode inibir o processo corrosivo. Neste trabalho foi realizada a proteção catódica da liga de alumínio 5050 a partir do acoplamento da mesma a nanotubos de TiO2 (NTiO2) irradiados por luz ultravioleta-visível (UV-vis). Estes NTiO2 foram obtidos por anodização eletroquímica e tratados termicamente para a formação da fase anatase. Micrografias mostraram que os NTiO2 tiveram comprimento médio de 10 µm e diâmetro interno médio de 100 nm. A fase anatase foi constatada por difratometria de raios X, espectroscopia Raman e UV-vis. Foram realizados ensaios de densidade de fotocorrente (ifot) dos NTiO2 irradiados (500 mW cm-2) em NaOH 1,0 mol L-1 com ou sem ou com distintos álcoois 1,0 mol L-1 em potencial de circuito aberto (Eca). Foi observado que ocorreu um aumento da média da ifot quando foram adicionados os álcoois. A partir destes resultados foram realizados os ensaios de corrosão da liga de alumínio 5050 em eletrólito aquoso NaCl 0,1 mol L-1 sem ou com proteção catódica por meio do acoplamento ao sistema fotoquímico com os NTiO2 irradiados (500 mW cm-2) em NaOH ou NaOH mais etanol (maior ifot). Foram observados decaimentos do Eca e de corrosão em ensaios com proteção catódica quando comparados aos ensaios sem esta proteção. Além disso foram observadas que as resistências à transferência de carga das condições de acoplamento foram muito menores quando comparadas à condição sem a proteção em ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica. Assim, foi possível observar que a proteção catódica foi realizada após ensaios realizados.
Título em inglês
Cathodic protection of aluminum alloy 5050 by TiO2 nanotubes and light
Palavras-chave em inglês
corrosion
photoxidation of alcohols
semiconductor
Resumo em inglês
Aluminum and its alloys are metallic materials widely used in various applications. However, these materials can also suffer from corrosion, which can limit their use. Therefore, it is necessary to protect these materials to inhibit corrosion. Among the forms of protection against corrosion, cathodic protection has been widely used in some situations. Cathodic protection is based on the negative polarization of the protected surface, which can inhibit the corrosive process. In this work, cathodic protection of aluminum alloy 5050 was carried out by coupling it to TiO2 nanotubes (NTiO2) irradiated by ultraviolet-visible light (UV-vis). These NTiO2 were obtained by electrochemical anodization and heat treated to form the anatase phase. Micrographs showed that the NTiO2 had an average length of 10 µm and an average internal diameter of 100 nm. The anatase phase was verified by X-ray diffraction, Raman and UV-vis spectroscopy. Photocurrent density (iphot) tests were carried out on irradiated NTiO2 (500 mW cm-2) in NaOH without or with different alcohols in open circuit potential (EOCP). It was observed that there was an increase in the average of iphot when alcohols were added. Based on these results, corrosion tests were carried out on the aluminum alloy 5050 in aqueous electrolyte NaCl 0.1 mol L-1 without or with cathodic protection through coupling to the photochemical system with the irradiated NTiO2 (500 mW cm-2) in NaOH or NaOH with ethanol (higher iphot). Decreases in EOCP and corrosion potential were observed in tests with cathodic protection when compared to tests without this protection. Furthermore, it was observed that the charge transfer resistances of the coupling conditions were much lower when compared to the condition without protection in electrochemical impedance spectroscopy tests. Thus, it was possible that the cathodic protection was observed after the tests carried out.
 
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Data de Publicação
2024-06-11
 
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