Avaliação do potencial preventivo de filmes finos de TiO2/Nb2O5 na corrosão do aço AISI304 em meio ácido com íons cloreto
| dc.contributor.advisor | Oliveira, Fernando Castro de | |
| dc.contributor.advisor-co | Silva Neto, Almir | |
| dc.contributor.advisor-coLattes | http://lattes.cnpq.br/9638508781178425 | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/4957496389166388 | |
| dc.contributor.author | Dias, Mércia Silva | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/3292794202941680 | |
| dc.contributor.referee | Oliveira, Fernando Castro de | |
| dc.contributor.referee | Silva Neto, Almir | |
| dc.contributor.referee | Meireles, Leonel Muniz | |
| dc.contributor.referee | Aquino, Roney Anderson Nascimento | |
| dc.contributor.referee | Viana, Adolfo Kalergis do Nascimento | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-14T21:22:26Z | |
| dc.date.available | 2025-03-14T21:22:26Z | |
| dc.date.issued | 2023-09-20 | |
| dc.description.abstract | 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. | |
| dc.description.abstractother | Thin films have been used in several areas of science and technology, as these coatings give the substrate different optical, chemical, electrical, mechanical, magnetic or thermal properties. To obtain thin films, precursor materials can be liquid, solid or gaseous, and the choice of deposition technique takes into account, especially the physical state of the precursor material. The sol-gel method stands out for the preparation of thin films in liquid state. With the intention of modifying or improving the properties of the substrate, many types of materials can be deposited from ceramic to metallic materials. The choice of material should consider, mainly, its application, properties and availability of access. In recent years, there has been an exponential growth in the scientific study of the properties and applications of titanium dioxide (TiO2). TiO2 has interesting properties for use in coating metallic substrates to prevent the corrosion process and its self-cleaning character, which is related to its oxidative potential by the incidence of ultraviolet light. Due to its crystalline structures, it is possible to combine TiO2 with other compounds to improve its properties. In this sense, the insertion of niobium ions (Nb5+ ) in the structure of TiO2 can bring promising results for industries in the field. Believing in the preventive potential of corrosion of thin films with TiO2/Nb5+ and, knowing that the wear of metallic materials costs countries, on average, 5% of the PIB value, the present work aims to evaluate the potential of the film nanostructured based on titanium dioxide and niobium in the prevention of corrosion of AISI 304 stainless steel in acidic media containing chloride ions. The film was obtained by the sol-gel method using titanium isopropoxide (IPT) in acetylacetone (AcAc) as precursors; ammoniated niobium oxalate (ONA) in methanol. Nitric acid was added to reach pH=2 while the system was under agitation. The deposition of the film on the AISI 304 steel occurred by the immersion method (dip-coating) and then the samples were subjected to heat treatment up to 550°C. Structural and morphological analyzes were performed. To evaluate the corrosion, the samples were submitted to an electrochemical test and EIS in HCl 2mol/L solution. XRD results in the particulate material reveal that the predominant crystalline phase is anatase and that there was an isomorphic substitution. Optical microscopy and SEM reveal satisfactory film deposition. The polarization curves show a corrosion current for the AISI 304 steel without thin film coating equivalent to 129.72 ?A while for the samples with thin film the corrosion current remained below 9 ?A, evidencing the efficiency of the film for the range of concentration under study with high percentages of corrosion inhibition. The EIS revealed high charge transfer resistance, that is, lower corrosion rate for the TiO2/Nb5+ films, in the molar ratio of 1 to 5% compared to the uncoated AISI 304 and the pure TiO2 film | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/776 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | CEFET-MG | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais | |
| dc.subject | Filmes finos | |
| dc.subject | Nanotecnologia | |
| dc.subject | Dióxido de titânio | |
| dc.subject | Nióbio | |
| dc.title | Avaliação do potencial preventivo de filmes finos de TiO2/Nb2O5 na corrosão do aço AISI304 em meio ácido com íons cloreto | |
| dc.type | Dissertação |
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