Revestimentos nanoestruturados para protecção de liga de alumínio

Abstract

Os revestimentos híbridos nanoestruturados apresentam um elevado potencial no âmbito da protecção anticorrosiva dos metais, prevendo-se que no futuro estes revestimentos possam, não só substituir os tratamentos à base de crómio usados na indústria do tratamento de superfícies metálicas para protecção anticorrosiva, como também evoluir para sistemas integrados multifuncionais que dispensem o pré-tratamento e sejam mais “amigos” do ambiente. O processo sol-gel usado para a obtenção destes revestimentos permite, através da combinação de diferentes precursores e da manipulação das condições de síntese “desenhar” e optimizar a estrutura química e a funcionalidade dos revestimentos nanoestruturados com o objectivo de obter as propriedades desejadas para uma determinada aplicação. O estudo apresentado no presente trabalho teve como objectivo principal a optimização de revestimentos híbridos nanoestruturados obtidos pelo processo sol-gel para a protecção anticorrosiva de uma liga de alumínio frequentemente utilizada na construção civil. Para alcançar este objectivo foram preparados diversos revestimentos híbridos nanoestruturados e aplicados na liga de alumínio EN AW-6063, cujo processo de síntese foi optimizado variando parâmetros como a composição, processo de cura e condições reaccionais sol-gel, visando a obtenção de revestimentos com propriedades anticorrosivas melhoradas. Posteriormente, foi feita uma avaliação do comportamento à corrosão dos revestimentos optimizados em diferentes condições corrosivas, individualmente e como parte integrante de um sistema de protecção anticorrosiva usualmente aplicado em ligas de alumínio para fins arquitecturais. No presente documento é apresentada uma revisão bibliográfica da aplicação deste tipo de revestimentos na protecção anticorrosiva, seguindo-se a descrição detalhada dos procedimentos experimentais do estudo, nomeadamente, os materiais e os procedimentos para obtenção e caracterização dos revestimentos estudados, a apresentação dos resultados obtidos no decurso do desenvolvimento experimental realizado, sua interpretação, discussão e as conclusões parciais mais relevantes. No final, resumem-se as principais conclusões obtidas no estudo e faz-se uma avaliação global da aplicabilidade dos revestimentos optimizados na protecção anticorrosiva de ligas de alumínio no âmbito da construção civil, e indicam-se necessidades de desenvolvimentos futuros.

Nanostructured hybrid coatings exhibit a high potential for corrosion protection of metals. These coatings being expected, in the future, not only to act as a substitute for chromate-metal surface anticorrosive pre-treatments, but also to integrate multifunctional systems that dispense pre-treatments, hence being even more environmentally friendly. The sol-gel process used to obtain these coatings makes it possible, through combination of different precursors and synthesis parameters, to design and optimize the chemical structure and functionality of coatings, with a view to achieve the appropriate properties required by the desired application. The main purpose of this study was to optimize the synthesis of nanostructured hybrid sol-gel coatings for anticorrosive protection of an aluminium alloy frequently used in the construction field. To fulfil that purpose, different hybrid sol-gel coatings were synthesized and applied to the aluminium alloy EN AW-6063, of which the synthesis process was optimized in relation to composition, curing method and reaction conditions, aiming to achieve coatings with increased anticorrosive properties. Afterwards, the corrosion behaviour of the optimized hybrid coatings was evaluated by exposing them to different corrosive conditions, either individually or integrated in an anticorrosive system usually applied in aluminium finishing for architecture. The present document includes a bibliographic review concerning the application of this type of coatings in corrosion protection, as well as a detailed description of experimental procedures, concerning materials, coating preparation and characterization methods, followed by the presentation of experimental results, respective discussion and relevant partial conclusions. Finally, the main conclusions are summarized and the applicability of optimized hybrid coatings to aluminium corrosion protection in the construction field is evaluated and, as a result, some future research needs are also indicated.