Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/33003
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisor1Vicente Tadeu Lopes Buonopt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5856832655059418pt_BR
dc.contributor.referee1Leandro de Arruda Santospt_BR
dc.contributor.referee2Dalila Chaves Sicupirapt_BR
dc.creatorPedro Damas Resendept_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3995092613243301pt_BR
dc.date.accessioned2020-03-26T20:45:40Z-
dc.date.available2020-03-26T20:45:40Z-
dc.date.issued2020-02-17-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/33003-
dc.description.abstractTitanium and its alloys are widely explored in science and technological applications due to its intrinsic characteristics of high mechanical and corrosion resistance, biocompatibility, catalytical properties, among others. Many of these applications are suitable due to the natural titania coat that forms on top of the base metal, which makes its morphology control a primary concern. Several surface finishing techniques have been proposed throughout the years to achieve this goal, since mechanical or chemical to optical processes. Electrochemical processes are efficient ways to functionalize the surface of a base metal once they have relatively easy operational control, are cost-effective, are reproducible and are easy to apply even in complex-shaped pieces. Nanotubular titania films obtained by electrochemical anodization are widely explored in the literature for commercialy pure titanium or mostly α alloys. There is a lack of comprehension how these processes can be used to produce the same kind of nanostructures in pure β alloys. One example of exclusively β alloy is the TiNi phase, which was used to better understand the mechanisms involved in its eletrochemical anodization. Commercially pure titanium and TiNi strips were used in this work. Both materials had its structure determined by X-Ray diffraction and were characterized prior to the electrochemical anodization as well as after the anodic process. The samples were anodized in a electrolyte with a composition of 0,2%m. NH4F, 1%v. H2O in ethyleneglycol. The chosen anodization potentials were 5, 15, 25, 45 and 60 V. The process was set to have 3 hours of duration. The samples were characterized by scanning electron microscopy and its morphological features were assessed by a difital image analyzer. All anodization conditions lead to the formation of nanotubular titania in commercially pure titanium. The same behavior was not observed for TiNi alloys, as the only condition that produced an uniform anodic film was at the anodization potential of 5 V. As the potential increased to 15 and 25 V the degree of organization of the nanostructures was lost and some tubular structures could be observed in a spongy-like oxide matrix. TiNi samples anodized at 45 and 60 V undergone severe corrosion damage and no nanotube formation could be observed. The growth mechanisms of the anodic films seem to be similar for both kinds of substrates, but the result of the TiNi metal/oxide interface has lower degree of organization. It can be concluded that the growth of titania nanotubes in TiNi substrates is feasible as it is in pure titanium substrate. But it is important to choose the anodization potential carefully because the anodic film produced on top of TiNi samples is more prone to suffer degradation from the anodic process du to its higher reactivity.pt_BR
dc.description.resumoO titânio e suas ligas são materiais amplamente explorados devido às suas características de boa resistência mecânica e à corrosão, biocompatibilidade, propriedades catalíticas, entre outras. Parte destes campos de utilização se devem à camada de titânia formada em sua superfície, o que torna de primeira importância o controle da morfologia deste filme. Diversas técnicas de finalização de superfícies de titânio são propostas, desde métodos mecânicos e químicos até ópticos. Métodos eletroquímicos são formas eficazes de se funcionalizar uma superfície, pois são de fácil controle operacional, boa relação de custobenefício, alta reprodutibilidade e fácil aplicação em peças de geometrias complicadas. A anodização eletroquímica para obtenção de estruturas nanotubulares de titânia é amplamente estudada em substratos de titânio comercialmente puro e ligas de baixa adição, que possuem em comum o fato de formarem majoritariamente a fase α-Ti. A compreensão de como estes processos podem ser utilizados com mesma finalidade em ligas de estrutura β é escassa. Um exemplo de liga exclusivamente β é o NiTi, que foi utilizado para entender a diferença entre processos aplicados em cada tipo de substrato. Foram utilizadas tiras de titânio puro e de NiTi obtidas comercialmente. Ambos materiais tiveram estrutura investigada e sua superfície foi caracterizada anteriormente aos processos de adequação superficial e após a finalização desta etapa. As amostras foram anodizadas em eletrólitos de composição 0,2%m. NH4F, 1%v. H2O em etilenoglicol. Os potenciais de anodização escolhidos foram 5, 15, 25, 45 e 60 V com duração total de 3 h. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e as características morfológicas foram observadas por programa de análise de imagens. No titânio puro foram obtidas superfícies de estrutura nanotubular em todas as condições de anodização estudadas, ao contrário do ocorrido para o substrato de NiTi. Neste, apenas a amostra de 5 V apresentou formação similar à amostra de titânio. Amostras obtidas sob potenciais de 15 e 25 V apresentaram formações de aspecto tubular, porém sobre uma matriz porosa e não organizada. As amostras de NiTi anodizadas a 45 e 60 V sofreram corrosão por pite. O mecanismo de crescimento dos filmes anódicos é semelhante, porém apresenta menor organização observada na interface metal/óxido. Foi possível concluir que a obtenção de nanotubos de titânia em substrato de NiTi é viável, assim como no titânio. Os potenciais de anodização eletroquímica do NiTi capazes de produzir esta morfologia devem ser escolhidos cuidadosamente, uma vez que este substrato é mais susceptível à degradação do filme anódico formado.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minaspt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/*
dc.subjectAnodizaçãopt_BR
dc.subjectLigas Ni-Tipt_BR
dc.subjectFilme anódicopt_BR
dc.subjectNanotubos de titâniapt_BR
dc.subjectTitâniopt_BR
dc.subject.otherMateriaispt_BR
dc.subject.otherCiência dos materiaispt_BR
dc.subject.otherAnodizaçãopt_BR
dc.subject.otherTitânio - Metalurgiapt_BR
dc.titleAnálise comparativa da anodização eletroquímica para obtenção de nanotubos de titânia em substratos α-Ti e β-TiNipt_BR
dc.title.alternativeComparative analysis of electrochemical anodization of α-Ti e β-TiNi substrates to achieve titania nanotubes formationpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1830-2704pt_BR
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
dissertação_completa_bu.pdfDissertação de mestrado - Pedro D. Resende - PPGEM2.98 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons