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Tipo: Tese
Título: Efeitos dos nanocristais de celulose obtidos da fibra de sisal nas características de depósitos à base de Zn-Ni obtido por eletrodeposição
Autor(es): Borges, Alexandre Magno Coutinho
Primeiro Orientador: Sousa, Carlos Alberto Caldas
metadata.dc.contributor.referee1: Sousa, Carlos Alberto Caldas
metadata.dc.contributor.referee2: Sales, Lúcia Helena Mascaro
metadata.dc.contributor.referee3: Malfatti, Célia de Fraga
metadata.dc.contributor.referee4: Silva, Vanessa Silveira
metadata.dc.contributor.referee5: Fiuza Júnior, Raildo Alves
Resumo: As Ligas de Zn-Ni têm sido usadas para diminuir a taxa de corrosão de substratos de aço carbono. Elas são utilizadas em aplicações como revestimento de parafusos, peças roscadas, válvulas para gasodutos, trens de pouso de aeronaves, componentes de sistemas de freios e outros. No presente trabalho, foram produzidos, pela técnica de eletrodeposição, revestimentos de Zn-Ni contendo nanocristais de celulose (CNC) obtidos a partir da fibra de sisal. A obtenção dos nanocristais envolveu o branqueamento da fibra bruta de sisal e, em seguida, a hidrólise ácida para extrair os nanocristais. O efeito das concentrações do CNC-Sisal (0% V/V, 2% V/V, 3% V/V e 4% V/V) na morfologia e microestrutura do revestimento de Zn-Ni foi analisado através Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), difração de raios X e medições de rugosidade usando microscopia confocal. O efeito da adição de CNC-Sisal na eficiência da deposição galvanostática também foi analisado. Além disso, foi analisada a taxa de corrosão por perda de massa e por testes eletroquímicos. Também foi investigado, o efeito da adição de CNC-Sisal na microdureza do revestimento. Os resultados mostram que a adição de nanocristais altera a estrutura, a morfologia, aumenta a eficiência de corrente e a resistência à corrosão do revestimento Zn-Ni, sendo esses efeitos mais significativos com a adição de 2% V/V. Nesta concentração, a adição de CNC-Sisal diminuiu a rugosidade de 0,39± 0,04 μm para 0,21± 0,03 μm, a dimensão do cristalito de 57,4± 0,2 nm para 48,0± 0,2 nm e aumentou o coeficiente de textura correspondente ao plano (330) γ de 75% para 96%. Esta elevação do coeficiente de textura favorece a densidade de empacotamento do revestimento. Com relação à eficiência de corrente de deposição, observou-se que a adição de 2% V/V de CNC-Sif aumentou a eficiência de corrente de deposição do revestimento Zn-Ni de 85% para 93%. Além disso, verificou-se que esta concentração diminuiu a taxa de corrosão de de 0,146 ± 0,021 mm/ano para 0,036 ± 0,017 mm/ano e aumentou a resistência à polarização de 1083 ± 173 Ohm para 3485 ± 324 Ohm. Com relação à propriedade mecânica analisada, constatou-se que a adição dos nanocristais aumentou a microdureza do revestimento, na presença de 2 %v/v do CNC-Sisal, de 238 ± 12 HV para 336,3 ± 32 HV. Os resultados obtidos indicam que a adição do CNC-Sisal no recobrimento de Zn-Ni é promissora, pois reduz a energia consumida durante o processo de eletrodeposição além de aumentar a resistência à corrosão do depósito Zn-Ni e a microdureza do revestimento.
Abstract: Zn-Ni alloys have been used to decrease the corrosion rate of carbon steel substrates. These are used in applications such as bolt coatings, threaded parts, swift valves for gas pipelines, aircraft landing gear, brake system components and others. Zn-Ni coatings containing nanocrystals of cellulose (CNC) obtained from sisal fiber (Sif), were manufactured using the electroplating technique. Obtaining the nanocrystals involved bleaching raw sisal fiber and then acid hydrolysis to extract the nanocrystals. The effect of the concentrations of the CNC-Sif (0 % V/V, 2% V/V, 3% V/V, and 4% V/V) on the morphology and microstructure of the Zn-Ni coating was analyzed through Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray diffraction, and roughness measurements using confocal microscopy. The effect of the addition of CNC-Sif on the efficiency of galvanostatic deposition was analyzed. The corrosion rate through mass loss and electrochemical tests were also analyzed. The effect of adding CNC-SIF on coating microhardness investigated. The results show that the addition of nanocrystals alters the structure, the morphology, increases current efficiency and the corrosion resistance of the Zn-Ni coating and these effects are more significant with the addition of 2% V/V. At this concentration, the addition of CNC-Sif decreased the roughness from 0.39± 0.04 μm to 0.21± 0.03 μm, the crystallite dimension from 57.4± 0.2 nm to 48± 0.2 nm, and increased the texture coefficient corresponding to the (330) γ plane of 75% to 96%. This elevation of the texture coefficient favors the packing density of the coating. Regarding the deposition current efficiency, it was observed that the addition 2% V/V of CNC-Sif increases the deposition current efficiency of the Zn-Ni coating from 85% to 93%. Furthermore, it was found that this concentration decreases the corrosion rate from 0.146 ± 0.021 mm/year to 0.036 ± 0.017 mm/year and increases polarization resistance from 1083 ± 173 Ohm to 3485 ± 324 Ohm. Regarding the analyzed mechanical property, it was found that the addition of the nanocrystals increases the microhardness of the coating, in the presence of 2% V/V of the CNC-Sif, from 238 ± 12 HV to 336.3 ± 32 HV. The results obtained indicate that the addition of the CNC-Sif in the Zn-Ni coating is promising, because it reduces the energy consumed during the electrodeposition process in addition to increasing corrosion resistance of the Zn-Ni coating and the microhardness.
Palavras-chave: Corrosão
Eletrodeposição
Nanocristais de celulose
Fibra de sisal
Zinco
Níquel
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) 
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38758
Data do documento: 17-Nov-2023
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