Desenvolvimento de camada de conversão por tratamento com ácido vanílico e revestimento anti-corrosivo de poli(4-vinilpiridina) para a liga de magnésio AZ31

Abstract

As ligas de magnésio vêm ganhando cada vez mais importância devido a sua baixa densidade (1,738 g cm-3) e boas propriedades mecânicas. As áreas de aplicação são: aeroespacial, automobilística e biomédica. Todavia, a sua alta susceptibilidade a corrosão limita a sua aplicação. Neste sentido, o presente trabalho avaliou as propriedades anti-corrosivas de uma camada de conversão produzida com um ácido orgânico natural, conhecido como ácido vanílico, na superfície da liga de Mg AZ31 (aproximadamente 3,0% de Al e 1,0% de Zn), assim como o seu efeito como um pré-tratamento para um revestimento polimérico de poli(4-vinilpiridina) (P4VP). As morfologias do revestimento e camada de conversão foram avaliadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM). A composição da camada de conversão foi estudada por Espectroscopia de Infra Vermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios-X (XPS). O comportamento corrosivo das amostras foi avaliado por técnicas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica em solução aquosa de NaCl 3,5% (m/V). Os resultados mostraram que a camada de conversão além de ser muito fina (~60 nm), emprega boa proteção e melhora a adesão do filme de P4VP ao substrato. Análises de polarização mostraram que a camada de conversão reduz a corrente em 98 vezes em relação à amostra como-recebida. A amostra mais protegida foi a tratada e revestida com P4VP, apresentando Zmax da grandeza de 106 O cm2 no primeiro dia e 104 O cm2 no décimo dia. O teste de delaminação indicou que o tratamento com ácido vanílico promove melhor adesão entre o revestimento de P4VP e o substrato.<br>

Abstract : Magnesium alloys are heavily studied due to their low density and good mechanical properties, which are interesting to aerospace, automotive and biomedical areas. However, their high susceptibility to corrosion limits the application. In this sense, the present study evaluated anti-corrosive properties of a conversion coating produced with a natural organic acid, known as vanillic acid, on the surface of the AZ31 Mg alloy (approximately 3,0% Al and 1,0% Zn), as well as its effect as a pretreatment for a poly(4-vinylpyridine) (P4VP) polymer coating. The morphologies of the polymer coating and conversion layer were evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM). The composition of the conversion coating was studied by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The corrosive behavior of the samples was evaluated by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy techniques in NaCl 3.5% (m/V) aqueous solution. The results show that the conversion coating besides being very thin (~60 nm), employs good protection and improves adhesion of the P4VP film to the substrate. Polarization analyzes shows that the conversion coating reduces the icorr value by 98 times in relation to the as-received sample. The most protected sample AZ31TR (treated and coated with P4VP) shows Zmax of the magnitude of 106 O cm2 on the first day and 104 O cm2 on the tenth day. The adhesion test indicated the treatment with vanillic acid promotes better adhesion between the P4VP coating and the substrate.