Influência da adição de óxido de grafeno e nanotubos de carbono na silanização de revestimentos para aumento da resistência ao desgaste em aços galvanizados

Abstract

Este trabalho teve como objetivo estudar a influência da adição de óxido de grafeno e nanotubos de carbono na silanização de revestimentos com objetivo de aumentar a resistência ao desgaste em aços galvanizados e, secundariamente, como filme protetor à corrosão. Os resultados obtidos foram comparados entre as diferentes concentrações de aditivos e número de camadas do revestimento compósito, além de comparar com as amostras sem revestimento e somente com camadas de silano. Foi utilizado na silanização dos revestimentos o silano BTSE e aplicada às amostras através de imersão em uma, quatro e oito camadas. A partir dos resultados do ensaio de desgaste verificou-se que três amostras destacaram-se em relação ao objetivo, apresentando um incremento à resistência ao desgaste, resultando em uma diminuição do desgaste na ordem de 25%, 38% e 82%, em comparação à amostra somente galvanizada. Foram realizados também espectroscopia Raman para detectar a presença do silano, óxido de grafeno e nanotubos de carbono, além de ensaio de rugosidade e MEV para avaliar a homogeneidade do revestimento. Os aditivos carbonáceos óxido de grafeno e nanotubos de carbono em certas quantidades de camadas e concentrações específicas cumpriram seu objetivo frente ao desgaste imposto ao substrato, contudo, aceleraram o processo de corrosão.

This study aimed to investigate the influence of adding graphene oxide and carbon nanotubes to silane-based coatings to enhance wear resistance on galvanized steel, while also evaluating their potential as corrosion-protective films. The results were compared across different additive concentrations and numbers of composite coating layers, as well as against uncoated samples and samples with only silane layers. BTSE silane was used for the coating process and applied to the samples via immersion in one, four, and eight layers. Wear test results revealed three standout samples that showed improved wear resistance, resulting in wear reductions of approximately 25%, 38%, and 82% compared to the galvanized-only sample. Raman spectroscopy was performed to detect the presence of silane, graphene oxide, and carbon nanotubes, while roughness measurements and SEM analysis were used to evaluate coating homogeneity. Although the carbonaceous additives graphene oxide and carbon nanotubes successfully improved wear resistance at specific layer counts and concentrations, they accelerated the corrosion process.