Revestimentos a base de teos com incorporação de ácidos fosfônicos como pré-tratamento para ligas de alumínio

Abstract

O alumínio e suas ligas têm grande importância econômica, possuindo inúmeras aplicações na construção civil, indústria automobilística e aeronáutica, devido às suas excelentes propriedades, tais como baixa densidade, alta condutividade e resistência à corrosão. Entretanto em presença de cloretos, ocorre a corrosão por pites. Com o objetivo de prevenir a corrosão vários tratamentos de superfície têm sido desenvolvidos, entre os quais os filmes de silano, considerados ambientalmente corretos. Os revestimentos de silano apresentam-se como uma alternativa promissora para substituir o tratamento de cromatização, apresentando propriedades de materiais orgânicos e cerâmicos. O objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento corrosivo das ligas AA1100 e AA2024 em NaCl 0,05molL-1, revestidas com tetraetilortosilicato (TEOS)/ácidos fosfônicos. Os ácidos fosfônicos avaliados foram ATMP (ácido aminotrimetilenofosfônico) e EDTPO (ácido etilenodiamino tetrametilenofosfônico). A solução usada para a deposição consiste de 4% de TEOS dissolvido em etanol, água na proporção volumétrica 90:6, respectivamente. Diferentes concentrações de ácidos fosfônicos foram adicionadas ao banho de deposição. Verificou-se que revestimentos TEOS com adição de 5,00x10-4 mol L -1 ATMP e TEOS com 3,75x10-4 mol L-1 EDTPO permitiram a formação de filmes com menor porosidade, com aumento da resistência à corrosão da liga AA1100 para tempos prolongados de imersão. Para a liga AA2024 vários pré-tratamentos foram testados antes da deposição dos revestimentos. O pré-tratamento com ácido acético mostrou maior eficiência, atribuído à dissolução dos intermetálicos presentes na liga. Revestimentos de TEOS com 3,75x10-4 mol L-1 EDTPO apresentaram maior resistência de polarização. A incorporação de nanopartículas de sílica foi avaliada, verificando-se um melhor desempenho anticorrosivo, o qual foi relacionado ao efeito sinérgico entre o ácido fosfônico e a rede de sílica.

Aluminum and aluminum alloys have been extensively used in many technological applications, such as building materials, car manufacturing and aircraft industry, due to their excellent properties for instance, low density, high conductivity and corrosion resistance. However, a pitting corrosion process takes place in the presence of aggressive ions like chlorides. In order to prevent corrosion, many surface treatments have been developed, such as silane films, which are environmentally compliant coatings. The silane coatings are a promising alternative to replace the chromate surface treatment presenting properties of organic and ceramic materials. The aim of this work is to investigate the corrosive behavior of aluminum alloys AA1100 and AA2024 in a NaCl 0.05mol L-1 coated with tetraethyl orthosilicate (TEOS)/phosphonic acid. The phosphonic acids employed were the aminotrimethylenephosphonic acid (ATMP) and ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid (EDTPO). The deposition solutions used here consist of 4 vol % TEOS dissolved in 90:6 volume ratio ethanol and DI water mixed solvent. Different phosphonic acid concentrations were added to the silane bath, being obtained that TEOS films with the addition of 5.00x10-4 mol L-1 ATMP and TEOS with 3.75x10-4 mol L-1 EDTPO allow the formation of coatings with lower porosity, improving the corrosion resistance of the AA1100 alloy at prolonged immersion time. For the AA2024 various pre-treatments were tested before the silane deposition. The acetic acid pretreatment showed the higher efficiency, which was related to the dissolution of the intermetalics components of the alloy. The higher polarization resistance was obtained with the films of TEOS with 3.75x10-4 mol.L-1 EDTPO. The incorporation of nanoparticles of silica was tested and the corrosion behavior was improved, being related to a synergic effect between the phosphonic acid and the silica network.