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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Marília Evelyn Rodrigues Oliveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2019
Supervisor
Committee
Motheo, Artur de Jesus (President)
Calegaro, Marcelo Luiz
Cruz, Carlos Marcus Gomes da Silva
Canale, Lauralice de Campos Franceschini
Lima, Fabio Henrique Barros de
Sales, Lucia Helena Mascaro
Title in Portuguese
Proteção de superfícies de ligas de alumínio contra a corrosão utilizando bicamada de recobrimentos à base de nanopartículas e polímero condutor
Keywords in Portuguese
corrosão
DBSA
nanopartícula
polianilina
Abstract in Portuguese
Estudos sobre a aplicação de revestimentos contendo polímeros condutores e nanopartículas metálicas sobre superfícies de ligas de alumínio têm sido avaliados como alternativa para a proteção contra a corrosão de superfícies metálicas. Revestimentos composto por uma bicamada contendo nanopartículas metálicas (AgCe) e polianilina (PAni) ambos na presença do ácido dodecilbenzenosulfônico (DBSA) foram aplicados em ligas de alumínio do tipo AA6063 e AA7075 por deposição de um filme casting, com a finalidade de aumentar a adesão e a capacidade de dispersão de carga do filme sobre a superfície das ligas. A camada de nanopartículas metálicas de AgCe aparece como opção para melhorar a morfologia e textura do revestimento de cério, assim como, minimizar processos corrosivos e por conseguinte, proporcionar maior utilidade destes materiais. Estas propriedades são esperadas para aumentar a capacidade do filme de PAni para proteger as superfícies metálicas contra a corrosão. Neste trabalho as amostras foram caracterizadas por difratometria de raios-X, espectroscopia na região do infravermelho, espectroscopia na região do ultravioleta visível, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva e microscopia óptica, também foram realizados voltametria cíclica e ensaios de corrosão, como potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Na análise dos testes de corrosão, os valores para o potencial do circuito aberto das ligas de AA6063 e AA7075 são mais positivos para as amostras revestidas, ou seja, mais nobre, em relação às amostras não revestidas. Para os ensaios eletroquímicos de 3h de imersão em NaCl 3,5% os valores do potencial de corrosão (Ecorr) obtidos na polarização potenciodinâmica foram de -0,63 V para AA6063/AgCe/PAni e -0,61 V para AA7075/AgCe/PAni. Para os ensaios de corrosão com maiores tempos de imersão de 6, 30 e 60h que foram realizados somente para os revestimentos de PAni e n-AgCe/PAni por apresentaram Ecorr mais positivos e por indicarem aderência relativamente boa, também indicaram um melhor desempenho contra corrosão para o revestimento contendo as nanopartículas metálicas mesmo após o tempo máximo de imersão em NaCl 3,5%. Assim, a eficiência de proteção calculada revelou valores de 80% para a liga AA6063 e 91% para a liga AA7075, confirmando que o revestimento de n-AgCe/PAni promoveu a proteção contra corrosão em até 60h de imersão em ambiente salino.
Title in English
Protection of aluminum alloy surfaces against corrosion using double layer coating based on nanoparticles and conductor polymer
Keywords in English
corrosion
DBSA
nanoparticle
polyaniline
Abstract in English
Studies on the application of conductive polymers and films containing metallic nanoparticles on surfaces of aluminum alloys have been evaluated as an alternative for corrosion protection of metal surfaces. Coatings consisting by a bilayer of AgCe nanoparticles and polyaniline (PAni) both in the presence of dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) were applied to aluminum alloy type AA6063 and AA7075 by deposition of a casting film, in order to increase the adhesion and the charge dispersion capacity of the film on the alloys surfaces. The AgCe metallic nanoparticles layer appears as an option to improve the morphology and texture of the cerium coating, as well as to minimize corrosive processes and therefore provide greater utility of these materials. These properties are expected to increase the ability PAni films to protect the metallic surfaces against corrosion. In this work, samples were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, ultraviolet-visible spectroscopy, X-ray photoelectron spectrometry, atomic force microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and optical microscopy and were also evaluated by corrosion tests as open circuit potential, potentiodynamic polarization, cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. In the analysis of corrosion tests, the values for the open circuit potential of AA6063 and AA7075 alloys were more positive for the coated samples, i.e. nobler relative to samples without coating. For the electrochemical tests of 3h of immersion in 3.5% NaCl, the values of corrosion potential (Ecorr) obtained in potentiodynamic polarization were -0.63 V for AA6063/AgCe/PAni and -0.61 V for AA7075/AgCe/PAni. For the corrosion tests with higher immersion times of 6, 30 and 60h, which were performed only for PAni and n-AgCe/PAni coatings because they presented more positive Ecorr and because of their relatively good adhesion, they also indicated a better performance against corrosion for the coating containing the metal nanoparticles even after the maximum immersion time in 3.5% NaCl. Thus, the calculated protection efficiency revealed values of 80% for the AA6063 alloy and 91% for the AA7075 alloy, confirming that the n-AgCe/PAni coating promoted corrosion protection in up to 60h immersion in the saline environment.
 
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Publishing Date
2019-04-24
 
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