Avaliação do potencial preventivo de filmes finos de TiO2/Nb2O5 na corrosão do aço AISI304 em meio ácido com íons cloreto
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Data
2023-09-20
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Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
Filmes finos têm sido utilizados nas diversas áreas da ciência e tecnologia, pois estes revestimentos conferem ao substrato diferentes propriedades ópticas, químicas, elétricas, mecânicas, magnéticas ou térmicas. Para obtenção dos filmes finos os materiais precursores podem ser líquidos, sólidos ou gasosos e, a escolha pela técnica de deposição leva em consideração, especialmente o estado físico do material precursor. O método sol-gel se destaca para a preparação de filmes finos no estado líquido. Com a intensão de modificar ou melhorar as propriedades do substrato, muitos tipos de materiais podem ser depositados desde materiais cerâmicos até metálicos. A escolha pelo material deve considerar, principalmente, a sua aplicação, propriedades e sua disponilibidade de acesso. Nos últimos anos, têm-se observado um crescimento exponencial no estudo científico das propriedades e aplicações do dióxido de titânio (TiO2). O TiO2 apresenta propriedades interessantes para o uso em recobrimento de subtratos metálicos para prevenir o processo de corrosão e caráter autolimpante que está relacionado ao seu potencial oxidativo pela incidência de luz ultravioleta. Devido às suas estruturas cristalinas é possivel combinar o TiO2 com outros compostos para melhorar suas propriedades. Neste sentido, a inserção dos íons de nióbio (Nb5+ ) na estrutura do TiO2 pode trazer resultados promissores para as indústrias do ramo. Acreditando no potencial preventivo a corrosão dos filmes finos com o TiO2/Nb5+ e, sabendo que o desgaste de materiais metálicos custa para os países, em média, 5% do valor do PIB, o presente trabalho tem o objetivo de avaliar o potencial do filme nanoestruturado a base de dióxido de titânio e nióbio na prevenção da corrosão do aço inoxidável AISI 304 em meios ácidos contendo íons cloreto. A obtenção do filme aconteceu pelo método sol-gel utilizando como precursores o isopropóxido de titânio (IPT) em acetilacetona (AcAc); oxalato de nióbio amoniacal (ONA) em metanol. Ácido nítrico foi adicionado para atingir pH=2 enquanto o sistema se encontrava sob agitação. A deposição do filme sobre o aço AISI 304 ocorreu pelo método de imersão (dip-coating) e, em seguida submeteu-se as amostras a tratamento térmico até 550°C. Análises estruturais e morfológicas foram realizadas. Para avaliar a corrosão, as amostram foram submetidas a um ensaio eletroquímico e Espectroscopia de Impendância Eletroquímica (EIS) em solução de HCl 2 mol/L. Resultados de DRX no material particulado revelam que a fase cristalina predominante é a anatase e que houve uma substituição isomórfica. Já as microscopioas ópticas e MEV revelam a deposição satisfatória do filme. As curvas de polarização mostram uma corrente de corrosão para o aço AISI 304 sem revestimento de filme fino equivale a 129,72 ?A enquanto para as amostras com filme fino a corrente de corrosão se manteve abaixo de 9 ?A, evidenciando a eficiência do filme para a faixa de concentração em estudo com altos percentuais de inibição à corrosão. Já a EIS revelou alta resistência de transferência de carga, ou seja, menor taxa de corrosão para os filmes de TiO2/Nbn+, na razão molar de 1 a 5% em comparação com o AISI 304 sem revestimento e com o filme de TiO2 puro.
Descrição
Palavras-chave
Filmes finos, Nanotecnologia, Dióxido de titânio, Nióbio