Estudo da influência do tetraetoxisilano (TEOS) no revestimento de nanozircônio na proteção contra corrosão em aço galvanizado

Abstract

O uso de revestimentos de conversão como fosfatos e cromatos mostrou-se durante longo período como um método muito eficiente na indústria para o tratamento anticorrosivo de substratos metálicos. No entanto, apesar de seu excelente desempenho na proteção contra corrosão e sua ampla utilização, o revestimento de conversão a partir do cromo hexavalente (Cr6+) vem sendo banido devido a recentes estudos que apresentam este como um componente carcinogênico, assim como os fosfatos, que causam eutrofização de águas. Nesse contexto, novas tecnologias em revestimentos vêm sendo exploradas, como os revestimentos nanocerâmicos e os silanos que, além de não envolverem o uso de metais pesados, formam-se por processos mais simples, com menos etapas e com menor geração de efluentes. Contudo, poucos trabalhos avaliam a influência na proteção à corrosão destes revestimentos quando combinados. Este trabalho teve como objetivo o estudo da influência do revestimento de tetraetoxisilano (TEOS) quando combinado com o revestimento de conversão nanocerâmico a partir do ácido hexafluorzircônio sobre aço galvanizado na proteção contra corrosão do substrato. Foram avaliados os revestimentos quando depositado primeiramente nanozircônio seguido de TEOS, em etapas distintas de imersão, e quando ambos foram depositados em uma única etapa, com 24 horas de hidrólise da solução precursora. O comportamento eletroquímico das amostras foi analisado através dos ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica. Também foram realizados ensaios acelerados de corrosão em câmara úmida e de névoa salina, além do estudo da molhabilidade dos revestimentos e sua caracterização por microscopia eletrônica de varredura (MEV) associada à espectroscopia por dispersão de energia (EDS), à fim de determinar o melhor revestimento combinado obtido. A partir dos resultas obtidos notou-se que as amostras de etapa única, ou seja, combinando o silano com nanocerâmico na mesma solução precursora, tiveram melhor desempenho, especialmente após 48 h e 72 h em NaCl 0,1 M, demonstrando que o TEOS influencia positivamente na proteção do substrato de aço galvanizado quando combinado com o nanozircônio.

The use of conversion coatings such as phosphates and chromates has proved to be a very efficient method in industry for the anticorrosive treatment of metal substrates. However, despite its excellent performance in corrosion protection and its wide use, conversion coating from hexavalent chromium (Cr6+) has been banned due to recent studies that present this as a carcinogenic compound, as well as phosphates, that cause eutrophication of resources. In this context, new technologies in coatings are being explored, such as nanoceramic coatings and silanes that, besides not involving the use of heavy metals, are formed by simpler processes, with less steps and less effluent generation. However, few papers evaluate the influence on the corrosion protection of these coatings when combined. This work aimed to study the influence of the tetraethoxysilane (TEOS) coating when combined with the nanoceramic conversion coating from hexafluorzirconium acid on galvanized steel in the protection against corrosion of the substrate. The coatings were evaluated when first deposited nanozirconium followed by TEOS, in different steps of immersion, and when both were deposited in a single step with 24 hours of hydrolysis of the precursor solution. The electrochemical behavior of the samples was analyzed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization. Accelerated corrosion tests were carried out in the wet and saline chamber, as well as the wettability study of the coatings and their characterization by scanning electron microscopy (SEM) associated with energy dispersive spectroscopy (EDS), in order to determine the best combined coating. From the results obtained, it was observed that the single-step samples, that is, combining the silane with nanoceramic in the same precursor solution, had better performance, especially after 48 h and 72 h in 0.1 M NaCl, demonstrating that TEOS had a positive influence in the protection of the substrate of galvanized steel when combined with nanozirconium.