Influência do hidróxido de potássio na propriedade anticorrosiva da liga de alumínio 1200-H14 tratada por plasma eletrolítico.

Abstract

A manutenção industrial é uma tecnologia, sendo uma de suas funções a prevenção de problemas que interrompam uma linha de produção. E, em indústrias, que trabalham com o alumínio e suas ligas para confecção de peças, o principal problema é a corrosão. Nestas indústrias, a técnica de tratamento bem estabelecida é a anodização, de fácil aplicação, baixo custo e resultados efetivos para a durabilidade das ligas. Entretanto, o estabelecimento de plasmas simultâneo ao processo eletrolítico da anodização, minimiza o tempo dos tratamentos, não utiliza soluções ácidas ou nocivas, e promove resultados até melhores que a técnica convencional. A anodização a plasma é uma técnica ainda em estudo, e este projeto propôs seu estudo para o tratamento de ligas de alumínio, usando uma solução alcalina de silicato de sódio (Na2SiO3) e hidróxido de potássio (KOH). Os tratamentos foram realizados com diferentes quantidades de KOH adicionadas à uma quantidade fixa de Na2SiO3, sendo avaliada após o processo, a resposta das amostras de alumínio 1200-H34 à corrosão em meio de NaCl (3,5%). Os resultados foram explicados através das análises químicas e morfológicas das camadas óxidas crescidas pela anodização a plasma. A espectroscopia no infravermelho (FTIR) revelou que as camadas apresentam bandas de absorções em Al-O e Si-O e, portanto, indicando que as camadas são de alumina com conteúdo de silicato. A difração de raios-X (XRD) revelou que tais camadas são formadas predominantemente pela alumina gama, com pouca quantidade de alumina alfa. A análise de dispersão de energia de elétrons secundários (EDS) confirmou que as camadas óxidas são compostas principalmente por O, Al e Si, constituintes da alumina. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostra que as camadas apresentam elevações esferoidais, cuja densidade e tamanho diminuem em maiores quantidades de KOH na solução. Medidas da espessura das camadas, e da rugosidade superficial, mostram aumento com pouca quantidade de KOH, mas diminuição com maiores acréscimos do mesmo, o que foi justificado pelo efeito etching deste composto. A técnica de potencial em circuito aberto (OCP) em solução de 3,5 % de NaCl, e extrapolação das curvas de Tafel, foram usadas para a avaliação da resistência à corrosão. Entre todos os tratamentos realizados, a amostra com menor quantidade de KOH, cerca de 5 % em massa de Na2SiO3, apresentou o maior potencial de corrosão, provavelmente devido a densificação da camada, cuja superfície apresenta canais de descargas e material óxido recristalizado, resultantes de processos de fusão devido à altas temperaturas promovidas pelo plasma.

The industrial maintenance is a technology, which one of the functions is prevent problems that interrupt the production line. And, in industries that work with aluminum and its alloys for confection of parts, the main problem is the corrosion. In those industries, the well-stablished treatment technique is the anodizing, of easy employment, low cost and effective result for the alloy durability. However, the establishment of plasma simultaneously to electrolytic process of anodizing shortens the process time, uses no acid or novice solutions, and promotes result even better than conventional process ones. Plasma anodizing is still a technique in study, and this project was proposed for study of treatments of aluminum alloys employing an alkaline solution containing sodium silicate (Na2SiO3) and potassium hydroxide (KOH). The treatments were performed using different quantities of KOH added to fix quantity of Na2SiO3, and the response of 1200-H34 aluminum alloy to corrosion in NaCl (3,5 %) environment was evaluated after the process. The results were explained through chemical and morphological analysis of oxide layers modified by plasma anodizing. Infrared spectroscopy (FTIR) revealed that layers present Al-O and Si-O absorption bonds and, therefore, indicate the layers are alumina containing silicate. X-ray diffraction (XRD) revealed the layers are predominantly composed by gamma alumina, maybe a few alpha phase. Spectroscopy dispersion (EDS) confirmed the oxide layers are mainly composed with O, Al and Si, which form the alumina. Scanning Electronic Microscopy (SEM) shows layer surfaces present spheroid pics, which density and size drop as KOH concentration decreases. Thickness and roughness measurements show increasing with low KOH concentration, but they decrease with high KOH addition, which was justified by etching effect of this compound. Open circuit potential (OCP) using 3,5 % NaCl solution, and Tafel extrapolation technique, were used to evaluation of corrosion resistance. Among all treatments performed in this study, the sample treated with lower KOH concentration, 5 % weight Na2SiO3, presents the higher corrosion potential, probably duo to the densification of the layer, which surface presented discharge channels and recrystallized oxide material, results of melting process promoted by high temperature of plasmas.