8 resultados para Aço Corrosão
em Repositório Institucional da Universidade de Aveiro - Portugal
Resumo:
O presente trabalho teve como principal objectivo desenvolver e avaliar o desempenho de um sistema de monitorizao da corrosão no beto armado. Para tal foram construdos dois provetes de classe 20/25, e outros dois de classe 30/35. Dentro desses quatro provetes foram instalados sensores de corrosão designados por Monicorr. Para cada classe de beto utilizaram-se dois tipos diferentes de contaminao, designadas por A e B. A contaminao do tipo A feita adicionando durante a amassadura do beto uma soluo aquosa de cloreto de clcio a 4% em massa de cimento e sujeitando esses provetes a ciclos de condensao de 50h, durante um perodo de 1000h. A contaminao do tipo B feita sujeitando os outros dois provetes de classes diferentes a ciclos de 100h de nevoeiro salino a 3% em massa de gua, durante um perodo de 2000h. Para avaliar o desempenho do sistema de monitorizao Monicorr foram comparados os valores da velocidade de corrosão instantnea por LPR, a resistividade do beto e o potencial de corrosão da armadura, obtidos pelo sistema Monicorr, com os obtidos por aparelhos utilizados para o mesmo efeito em laboratrio. Paralelamente, estudou-se tambm a variao do potencial de corrosão da armadura em funo da rea oxidada. Para alm disso desenvolveu-se um conjunto de pseudo referncias de grafite dopada com diferentes percentagens de cimento e avaliou-se a sua estabilidade relativamente ao elctrodo de calomelanos e xido de managans mangans em solues de hidrxido de clcio saturada e de beto armado contaminado com sais cloreto. Finalmente foram ainda desenvolvidas duas tarefas, a primeira relacionada com os resultados obtidos na medio da resistividade do beto armado pelas tcnicas de dois pinos e quatro pinos, e a segunda com o desenvolvimento de um mtodo rpido de contaminao do beto armado com dixido de enxofre. Os resultados obtidos permitem concluir que: - o sistema de monitorizao Monicorr apresenta um comportamento muito semelhante aos utilizados em laboratrio para medir grandezas como o potencial de corrosão da armadura, resistividade do beto e velocidade de corrosão instantnea por LPR; - a monitorizao das trs grandezas atrs referidas pode ser uma ferramenta importante para permitir saber qual o desenvolvimento corrosivo de uma estrutura de beto armado; os elctrodos de grafite dopada com cimento apresentam uma elevada estabilidade nos meios testados tendo um desempenho muito semelhante referncia de mangans xido de mangans para os mesmos meios. Relativamente influncia da rea oxidada no potencial de corrosão da armadura no foi possvel tirar concluses. Foi possvel, tambm, concluir que existe uma clara concordncia entre as medies da resistividade do beto utilizando o mtodo dos dois pinos e o mtodo dos quatro pinos. Finalmente pode-se concluir que a metodologia desenvolvida para contaminar provetes de beto com ies sulfato obtm bons resultados ao fim de, apenas, 48h de contaminao.
Resumo:
O trabalho apresentado teve origem no projecto de investigao Tailored Thin Plasma Polymers Films for Surface Engineering of Coil Coated Steel, financiado pelo Programa Europeu ECSC Steel Research. Sistemas de aço galvanizado pr-pintado em banda base de polister e poliuretano foram submetidos a um processo de polimerizao por plasma onde um filme fino foi depositado de modo a modificar as propriedades de superfcie. Foram usados reactores de ctodo oco, microondas e rdio frequncia para a deposio do polmero fino. Os sistemas preparados foram analisados de modo a verificar a influncia do processo de polimerizao por plasma na alterao das propriedades barreira dos sistemas pr-pintados em banda. Foi estudado o efeito dos diferentes passos do processo de polimerizao por plasma, bem como o efeito de diferentes variveis operatrias. A mistura precursora foi variada de modo a modificar as propriedades da superfcie de modo a poder vir a obter maior hidrofobicidade, maior resistncia a marcas digitais, bem como maior facilidade de limpeza. Os testes foram conduzidos em soluo de NaCl 0,5 M. Para o trabalho foram usadas tcnicas de anlise da morfologia da superfcie como Microscopia de Fora Atmica e Microscopia Electrnica de Varrimento. As propriedades electroqumicas dos sistemas foram estudadas por Espectroscopia de Impedncia Electroqumica. A estrutura dos filmes gerados no processo de polimerizao por plasma foi caracterizada por Microscopia de Transmisso Electrnica. A modificao das propriedades pticas devido ao processo de polimerizao por plasma foi tambm obtida.
Resumo:
A indstria aeronutica utiliza ligas de alumnio de alta resistncia para o fabrico dos elementos estruturais dos avies. As ligas usadas possuem excelentes propriedades mecnicas mas apresentam simultaneamente uma grande tendncia para a corrosão. Por esta razo essas ligas necessitam de proteco anticorrosiva eficaz para poderem ser utilizadas com segurana. At data, os sistemas anticorrosivos mais eficazes para ligas de alumnio contm crmio hexavalente na sua composio, sejam pr-tratamentos, camadas de converso ou pigmentos anticorrosivos. O reconhecimento dos efeitos carcinognicos do crmio hexavalente levou ao aparecimento de legislao banindo o uso desta forma de crmio pela indstria. Esta deciso trouxe a necessidade de encontrar alternativas ambientalmente incuas mas igualmente eficazes. O principal objectivo do presente trabalho o desenvolvimento de prtratamentos anticorrosivos activos para a liga de alumnio 2024, baseados em revestimentos hbridos produzidos pelo mtodo sol-gel. Estes revestimentos devero possuir boa aderncia ao substrato metlico, boas propriedades barreira e capacidade anticorrosiva activa. A proteco activa pode ser alcanada atravs da incorporao de inibidores anticorrosivos no prtratamento. O objectivo foi atingido atravs de uma sucesso de etapas. Primeiro investigou-se em detalhe a corrosão localizada (por picada) da liga de alumnio 2024. Os resultados obtidos permitiram uma melhor compreenso da susceptibilidade desta liga a processos de corrosão localizada. Estudaram-se tambm vrios possveis inibidores de corrosão usando tcnicas electroqumicas e microestruturais. Numa segunda etapa desenvolveram-se revestimentos anticorrosivos hbridos orgnico-inorgnico baseados no mtodo sol-gel. Compostos derivados de titania e zirconia foram combinados com siloxanos organofuncionais a fim de obter-se boa aderncia entre o revestimento e o substrato metlico assim como boas propriedades barreira. Testes industriais mostraram que estes novos revestimentos so compatveis com os esquemas de pintura convencionais actualmente em uso. A estabilidade e o prazo de validade das formulaes foram optimizados modificando a temperatura de armazenamento e a quantidade de gua usada durante a sntese. As formulaes sol-gel foram dopadas com os inibidores seleccionados durante a primeira etapa e as propriedades anticorrosivas passivas e activas dos revestimentos obtidos foram estudadas numa terceira etapa do trabalho. Os resultados comprovam a influncia dos inibidores nas propriedades anticorrosivas dos revestimentos sol-gel. Em alguns casos a aco activa dos inibidores combinou-se com a proteco passiva dada pelo revestimento mas noutros casos ter ocorrido interaco qumica entre o inibidor e a matriz de sol-gel, de onde resultou a perda de propriedades protectoras do sistema combinado. Atendendo aos problemas provocados pela adio directa dos inibidores na formulao sol-gel procurou-se, numa quarta etapa, formas alternativas de incorporao. Na primeira, produziu-se uma camada de titania nanoporosa na superfcie da liga metlica que serviu de reservatrio para os inibidores. O revestimento sol-gel foi aplicado por cima da camada nanoporosa. Os inibidores armazenados nos poros actuam quando o substrato fica exposto ao ambiente agressivo. Numa segunda, os inibidores foram armazenados em nano-reservatrios de slica ou em nanoargilas (halloysite), os quais foram revestidos por polielectrlitos montados camada a camada. A terceira alternativa consistiu no uso de nano-fios de molibdato de crio amorfo como inibidores anticorrosivos nanoparticulados. Os nano-reservatrios foram incorporados durante a sntese do sol-gel. Qualquer das abordagens permitiu eliminar o efeito negativo do inibidor sobre a estabilidade da matriz do sol-gel. Os revestimentos sol-gel desenvolvidos neste trabalho apresentaram proteco anticorrosiva activa e capacidade de auto-reparao. Os resultados obtidos mostraram o elevado potencial destes revestimentos para a proteco anticorrosiva da liga de alumnio 2024.
Resumo:
Nas ltimas dcadas, os sensores de Bragg tm sido frequentemente utilizados em inmeras aplicaes, em resultado das caractersticas nicas desta tecnologia. Contudo, a comunidade cientfica tem feito um esforo contnuo em desenvolver sensores que respondam tanto quanto possvel aos requisitos e interesses de cada aplicao em particular. As bioaplicaes so um campo de crescente interesse pelos sensores de Bragg, atendendo heterogeneidade e complexidade dos meios de anlise em questo. No mbito desta dissertao foi realizada uma anlise terica dos princpios de funcionamento das redes de Bragg, focada em redes uniformes e inclinadas. Foi tambm descrito o processo de produo de redes de Bragg regeneradas. Redes de Bragg uniformes foram aplicadas na caracterizao da reaco de polimerizao e cura de materiais dentrios, nomeadamente resina para base de dentadura, cimentos e gessos. Foi feita uma anlise comparativa do desempenho de diferentes tipos de cimentos e gessos. Em relao ao gesso foi ainda avaliada a influncia do rcio gua/p nas propriedades do material. Devido importncia que o ndice de refraco tem na deteco de substncias, doenas e controlo de qualidade de produtos, foi desenvolvido um sensor de ndice de refraco baseado numa rede de Bragg inclinada. Implementaram-se tambm sensores para medio simultnea de ndice de refraco e deformao, ndice de refraco e temperatura e ndice de refraco, deformao e temperatura, todos baseados numa nica rede inclinada. O ltimo dispositivo foi validado em ambiente laboratorial. Com o propsito de desenvolver um sensor baseado em redes de Bragg para monitorizao da deformao ssea, foi avaliada a biocompatibilidade da fibra ptica em cultura de clulas osteoblsticas, e analisada a integridade fsica e funcionalidade da rede de Bragg nesse meio. O interesse em aumentar a sensibilidade e alargar a gama de trabalho dos sensores conduziu ao revestimento das fibras pticas. Atendendo ao potencial ndole biolgica e biomdica do trabalho, usou-se como material de recobrimento o diamante, dada a excelente resposta em termos de biocompatibilidade, resistncia corrosão, no toxicidade e afinidade para espcies qumicas e biolgicas. Os filmes foram obtidos por deposio qumica a partir da fase vapor assistida por filamento quente. Para alm de amostras de fibra ptica, foram revestidas redes de Bragg uniformes e regeneradas. Os sensores revestidos com diamante foram caracterizados deformao e temperatura.
Resumo:
Os revestimentos hbridos nanoestruturados apresentam um elevado potencial no mbito da proteco anticorrosiva dos metais, prevendo-se que no futuro estes revestimentos possam, no s substituir os tratamentos base de crmio usados na indstria do tratamento de superfcies metlicas para proteco anticorrosiva, como tambm evoluir para sistemas integrados multifuncionais que dispensem o pr-tratamento e sejam mais amigos do ambiente. O processo sol-gel usado para a obteno destes revestimentos permite, atravs da combinao de diferentes precursores e da manipulao das condies de sntese desenhar e optimizar a estrutura qumica e a funcionalidade dos revestimentos nanoestruturados com o objectivo de obter as propriedades desejadas para uma determinada aplicao. O estudo apresentado no presente trabalho teve como objectivo principal a optimizao de revestimentos hbridos nanoestruturados obtidos pelo processo sol-gel para a proteco anticorrosiva de uma liga de alumnio frequentemente utilizada na construo civil. Para alcanar este objectivo foram preparados diversos revestimentos hbridos nanoestruturados e aplicados na liga de alumnio EN AW-6063, cujo processo de sntese foi optimizado variando parmetros como a composio, processo de cura e condies reaccionais sol-gel, visando a obteno de revestimentos com propriedades anticorrosivas melhoradas. Posteriormente, foi feita uma avaliao do comportamento corrosão dos revestimentos optimizados em diferentes condies corrosivas, individualmente e como parte integrante de um sistema de proteco anticorrosiva usualmente aplicado em ligas de alumnio para fins arquitecturais. No presente documento apresentada uma reviso bibliogrfica da aplicao deste tipo de revestimentos na proteco anticorrosiva, seguindo-se a descrio detalhada dos procedimentos experimentais do estudo, nomeadamente, os materiais e os procedimentos para obteno e caracterizao dos revestimentos estudados, a apresentao dos resultados obtidos no decurso do desenvolvimento experimental realizado, sua interpretao, discusso e as concluses parciais mais relevantes. No final, resumem-se as principais concluses obtidas no estudo e faz-se uma avaliao global da aplicabilidade dos revestimentos optimizados na proteco anticorrosiva de ligas de alumnio no mbito da construo civil, e indicam-se necessidades de desenvolvimentos futuros.
Resumo:
This Ph.D. research focuses on asymmetric rolling (ASR), as an alternative method for improving mechanical responses of aluminium-magnesium alloy and interstitial free (IF) steel regarding industrial requirements. Aluminium alloys are attractive materials in various industries due to their appropriate properties such as low density and corrosion resistance; however, their low formability has limited their applications. As formability of aluminium alloys can be improved through texture development, part of this dissertation is dedicated to producing the desired crystallographic texture with the ASR process. Two types of ASR (i.e. reverse and continuous asymmetric rolling) were investigated. The impact of shear deformation imposed by ASR processes on developing the desirable texture and consequently on mechanical behaviours was observed. The developed shear texture increased the normal and also planar anisotropy. Texture evolution during plastic deformation as well as induced mechanical behaviour were simulated using the self-consistent and Taylor models. Interstitial free (IF) steel was the second material selected in this dissertation. Since IF steel is one of the most often used materials in automotive industries it was chosen to investigate the effect of shear deformation through ASR on its properties. Two types of reverse and continuous asymmetric rolling were carried out to deform IF steel sheets. The results of optical microscopy and atomic force microscopy observations showed no significant difference between the grains morphology of asymmetric and conventionally rolled samples, whereas the obtained results of transmission electron microscopy indicated that fine and equiaxed dislocation cells were formed through the asymmetric rolling process. This structure is due to imposed shear deformation during the ASR process. Furthermore, the mechanical behaviour of deformed and annealed sheets was evaluated through uniaxial tensile tests. Results showed that at low thickness reductions (18%) the asymmetric rolled sample presented higher stress than that of the conventionally rolled sheet; while for higher thickness reductions (60%) the trend was reversed. The texture analyses indicated that intense rolling texture components which developed through 60% thickness reduction of conventional rolling cause a relatively higher stress; on the contrary the fine structure resulting from ASR appears to be the source of higher stress observed after pre-deformation of 18%.
Resumo:
Este trabalho teve como objetivos a produo, caracterizao e aplicao de microeltrodos (MEs) de diamante como sensores amperomtricos e potenciomtricos em sistemas de corrosão nos quais a agressividade do meio e a presena de produtos de corrosão, constituem obstculos que podem diminuir o desempenho, ou inviabilizar a utilizao, de outros tipos de sensores. Os microelctrodos so baseados em filmes finos de diamante dopado com boro (BDD Boron Doped Diamond) depositados sobre fios de tungstnio afiados, atravs do mtodo de deposio qumica a partir da fase vapor, assistida por filamento quente (HFCVD Hot Filament Chemical Vapor Deposition). A otimizao das diversas etapas de fabricao dos MEs deu origem ao desenvolvimento de um novo sistema de afiamento eletroqumico para obteno destes fios e a vrias opes para a obteno dos filmes de diamante condutor e seu isolamento com resinas para exposio apenas da ponta cilndrica. A qualidade cristalina dos filmes de diamante foi avaliada por espectroscopia de Raman. Esta informao foi complementada com uma caracterizao microestrutural dos filmes de diamante por microscopia eletrnica de varrimento (SEM), em que se fez a identificao da tipologia dos cristais como pertencendo s gamas de diamante nanocristalino ou microcristalino. Os filmes de BDD foram utilizados na sua forma no modificada, com terminaes em hidrognio e tambm com modificao da superfcie atravs de tratamentos de plasma RF de CF4 e O2 indutores de terminaes C-F no primeiro caso e de grupos C=O, C-O-C e C-OH no segundo, tal como determinado por XPS. A caracterizao eletroqumica dos MEs no modificados revelou uma resposta voltamtrica com elevada razo sinal/rudo e baixa corrente capacitiva, numa gama de polarizao quasi-ideal com extenso de 3 V a 4 V, dependente dos parmetros de crescimento e ps-tratamentos de superfcie. Estudou-se a reversibilidade de algumas reaes heterogneas com os pares redox Fe(CN)6 3-/4- e FcOH0/+ e verificou-se que a constante cintica, k0, mais elevada em eltrodos com terminaes em hidrognio, nos quais no se procedeu a qualquer modificao da superfcie. Estes MEs no modificados foram tambm testados na deteo de Zn2+ onde se observou, por voltametria cclica, que a deteco da reduo deste io linear numa escala log-log na gama de 10-5-10-2 M em 5 mM NaCl. Realizaram-se tambm estudos em sistemas de corrosão modelares, em que os microelctrodos foram usados como sensores amperomtricos para mapear a distribuio de oxignio e Zn2+ sobre um par galvnico Zn-Fe, com recurso a um sistema SVET (Scanning Vibrating Electrode Technique). Foi possvel detetar, com resoluo lateral de 100 m, um decrscimo da concentrao de O2 junto a ambos os metais e produo de caties de zinco no nodo. Contudo verificou-se uma significativa deposio de zinco metlico na superfcie dos ME utilizados. Os MEs com superfcie modificada por plasma de CF4 foram testados como sensores de oxignio dissolvido. A calibrao dos microelctrodos foi efetuada simultaneamente por voltametria cclica e medio ptica atravs de um sensor de oxignio comercial. Determinou-se uma sensibilidade de ~0.1422 nA/M, com um limite de deteo de 0.63 M. Os MEs modificados com CF4 foram tambm testados como sensores amperomtricos com os quais se observou sensibilidade ao oxignio dissolvido em soluo, tendo sido igualmente utilizados durante a corrosão galvnica de pares Zn-Fe. Em alguns casos foi conseguida sensibilidade ao io Zn2+ sem que o efeito da contaminao superficial com zinco metlico se fizesse sentir. Os microelctrodos tratados em plasma de CF4 permitem uma boa deteo da distribuio de oxignio, exibindo uma resposta mais rpida que os no tratados alm de maior estabilidade de medio e durabilidade. Nos MEs em que a superfcie foi modificada com plasma de O2 foi possvel detetar, por cronopotenciometria a corrente nula, uma sensibilidade ao pH de ~51 mV/pH numa gama de pH 2 a pH 12. Este comportamento foi associado contribuio determinante de grupos C-O e C=O, observados por XPS com uma razo O/C de 0,16. Estes MEs foram igualmente testados durante a corrosão galvnica do par Zn-Fe onde foi possvel mapear a distribuio de pH associada ao desenvolvimento de regies alcalinas causadas pela reduo do oxignio, acima da regio catdica, e de regies cidas decorrentes da dissoluo andica do nodo de zinco. Com o par galvnico imerso em 50 mM NaCl registou-se uma variao de pH aproximadamente entre 4,8 acima do nodo de zinco a 9,3 sobre o ctodo de ferro. A utilizao pioneira destes MEs como sensores de pH uma alternativa promissora aos eltrodos baseados em membranas seletivas.
Resumo:
This work reports one possible way to develop new functional coatings used to increase the life time of metallic structures. The functionalities selected and attributed to model coatings in the frame of this work were corrosion protection, self-sensing and prevention of fouling (antifouling). The way used to confer those functionalities to coatings was based on the encapsulation of active compounds (corrosion inhibitors, pH indicators and biocides) in micro and nanocontainers followed by their incorporation into the coating matrices. To confer active corrosion protection, one corrosion inhibitor (2-mercaptobenzothiazole, MBT) was encapsulated in two different containers, firstly in silica nanocapsules (SiNC) and in polyurea microcapsules (PU-MC). The incorporation of both containers in different models coatings shows a significant improvement in the corrosion protection of aluminum alloy 2024 (AA2024). Following the same approach, SiNC and PU-MC were also used for the encapsulation of phenolphthalein (one well known pH indicator) to introduce sensing properties in polymeric coatings. SiNC and PU-MC containing phenolphthalein acted as corrosion sensor, showing a pink coloration due to the beginning of cathodic reaction, resulting in a pH increase identified by those capsules. Their sensing performance was proved in suspension and when integrated in coatings for aluminium alloy 2024 and magnesium alloy AZ31. In a similar way, the biocide activity (antifouling) was assigned to two polymeric matrices using SiNC for encapsulation of one biocide (Dichloro-2-octyl-2H-isothiazol-3-one, DCOIT) and also SiNC-MBT was tested as biocide. The antifouling activity of those two encapsulated compounds was assessed through inhibition and consequent decrease in the bioluminescence of modified E. coli. That effect was verified in suspension and when incorporated in coatings for AISI 1008 carbon steel. The developed micro and nanocontainers presented the desired performance, allowing the introduction of new functionalities to model coatings, showing potential to be used as functional additives in the next generation of multifunctional coatings.
