Desenvolvimento de revestimento protetor contra a corrosão da liga AA7075 baseado em partículas nanolamelares de grafite

Abstract

As ligas de alumínio são materiais muito utilizados na atualidade devido as suas propriedades. Algumas das áreas que contribuem para este fato são as indústrias automotiva, naval, aeronáutica e de construção civil. Sendo assim, é de grande importância o investimento em pesquisas para melhorar suas características e proteger sua superfície da ação do tempo. Já existem algumas formas de resolver ou retardar o problema da corrosão nos metais, porém a maioria utiliza materiais tóxicos que agridem o meio ambiente. Como uma alternativa surgem os revestimentos híbridos à base de silanos obtidos pelo processo “sol-gel”, os quais são objeto de estudo desta dissertação. Neste trabalho estudou-se, pela primeira vez, a adição de carga de grafite de baixa espessura em um fino revestimento híbrido feito pelo processo “sol-gel” sobre a liga AA7075, utilizando o mesmo princípio de cargas lamelares, em tintas, agirem como barreira contra a corrosão. Foram utilizados dois tipos de grafite, um com dimensões micrométricas e outro com dimensões nanométricas. Estes grafites sofreram um processo de esfoliação por meio de dois métodos, por microondas e por ultrassom. Os grafites e os revestimentos foram caracterizados por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Difração de raios-X foi usada para avaliar a esfoliação dos grafites, e testes eletroquímicos de voltametria cíclica, cronoamperometria, impedância e capacitância eletroquímica foram realizados nos revestimentos para averiguar sua eficiência na inibição da corrosão. Os resultados demonstraram que a técnica que resultou em uma melhor esfoliação do grafite foi a com microondas e o revestimento que obteve um maior empenho no retardo contra a corrosão foi o com micrografite esfoliado no microondas. Foram alcançadas espessuras menores do que 3 μm dos revestimentos, e das lamelas de grafite as espessuras foram próximas de 30 nm. Os filmes protetores sintetizados se mostraram muito promissores.

Aluminum alloys are materials used today due to its properties. Some of the areas that contribute to this fact are the automotive, marine, aerospace and construction industries. It is therefore very important investment in research to improve their characteristics and protect its surface from weathering. There are already some ways to solve the problem or retard corrosion in metals, but most of them use toxic materials that prejudice the environment. Emerge as an alternative to hybrid based silanes obtained by the “sol-gel” process, which are the object of study of this thesis coatings. In this work we studied for the first time, the addition of graphite low-load thickness in a hybrid thin coating made by the “sol-gel” process on the AA7075 alloy, using the same principle of lamellar fillers in paints. Acting as a barrier against corrosion. Two types of graphite, with micrometric dimensions and the other with nanometric dimensions were used. These graphites have undergone a process of exfoliation by two methods, microwave and ultrasound. Graphites and coatings were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy. X-ray diffraction was used to evaluate the exfoliation of the graphite, and electrochemical tests of cyclic voltammetry, chronoamperometry, electrochemical impedance and capacitance were realized to determine their effectiveness in inhibiting corrosion. The results showed that the technique that resulted in a better exfoliation of the graphite was the microwaves and the coating that obtained a greater corrosion protection was the one using micrographite exfoliated by microwave. Coating thicknesses lower than 3 μm were achieved, and graphite flakes thicknesses were close to 30 nm. The synthesized protective films were very promising.