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Studio della resistenza a corrosione di rivestimenti nanostrutturati mediante spettroscopia di impedenza elettrochimica

Informazioni tesi

  Autore: Simone Abadini
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Enrico Savio
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 57

Oggetto del presente lavoro di tesi è lo studio della corrosione, in particolare nel caso di trattamenti superficiali con deposizione di film protettivi.
Nel presente studio si sono considerate due tecnologie di deposizione innovative e molto promettenti a livello industriale: PECDV e Plasma Jet a Pressione Atmosferica (o più brevemente Plasma Atmosferico).
Per quanto riguarda la caratterizzazione si è considerata una nuova tipologia di strumento d’analisi di superfici sottoposte a corrosione: la spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS).
Essa consente di avere informazioni sulle condizioni di un metallo rivestito in termini di danneggiamenti e cambiamenti della funzionalità di un rivestimento molto prima che un danneggiamento diventi visibile, con notevole vantaggio in termini di tempo necessario alle operazioni di controllo di qualità.
I termini dell’evoluzione del sistema sono valutabili quantitativamente a differenza di quei tradizionali metodi di indagine che prevedono solo l’ispezione visiva. Inoltre le condizioni con cui si effettuano le misurazioni non perturbano eccessivamente il materiale da esaminare, non contribuendo all’aggravarsi del processo corrosivo in atto, consentendo di effettuare prove non distruttive su manufatti nel loro ambiente operativo.

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1 CAPITOLO 1 INTRODUZIONE L’odierna produzione industriale coinvolge svariati settori e molteplici prodotti. Negli ultimi anni si è affermato il concetto di “qualità”, termine molto ampio che coinvolge il miglioramento di tutta la catena produttiva: dalla progettazione, all’utilizzo e manutenzione, fino allo smaltimento dei manufatti. In svariati ambiti della produzione industriale, una grande attenzione è rivolta in particolare alle caratteristiche della superficie dei pezzi, che costituiscono l’interfaccia in interazione con l’ambiente esterno o con altri pezzi ed è perciò responsabile della funzionalità dei pezzi stessi. Operando sulle superfici si ricerca dunque il continuo miglioramento delle proprietà di resistenza, di economicità nella realizzazione e verifica, di impatto ambientale e anche di condizioni estetiche. Per quanto riguarda la produzione, lo sviluppo di metodi protettivi per le interfacce procede nella ricerca di metodi rapidi di processo che consentano al contempo risultati soddisfacenti. Al contempo risultano necessari anche strumenti di controllo del processo, nelle varie fasi intermedie dalla realizzazione al prodotto finito. In particolare la resistenza a corrosione risulta essere una proprietà strategica per molti settori industriali: automotive, meccanica di precisione, impianti industriali, trasporto ferroviario ed aero-navale per citarne alcuni. Studi condotti sulla ricaduta della corrosione hanno stimato che i costi dovuti a tale fenomeno siano compresi addirittura tra l’uno e il cinque percento del PIL di una nazione. Per corrosione si intende quell’insieme di fenomeni chimici che portano all’alterazione di un materiale metallico e che determinano la degradazione delle sue caratteristiche chimiche e fisiche. Alla base di tale fenomeno vi è sempre un processo di ossidazione del metallo. Le origini della corrosione possono essere diverse: di natura chimica, determinate, ad esempio, dall’interazione di agenti chimici reattivi presenti nell’atmosfera con la superficie metallica, oppure da fenomeni dovuti alla presenza di correnti elettriche vaganti nel terreno che provocano processi elettrolitici nei quali le strutture metalliche fungono da elettrodi e l’acqua, con i sali in essa disciolti, costituisce l’elettrolita. Nei processi di corrosione dovuti a fenomeni di origine elettrochimica, la presenza combinata dell’ossigeno e dell’acqua, costituiscono la forza trainante. Si deve sottolineare che l’entità della corrosione dipende dal tipo di metallo considerato e che, come regola generale, essa ha luogo tanto più difficilmente quanto più positivo è il potenziale di riduzione. Tuttavia ci sono metalli con potenziale molto negativo (ad esempio alluminio, zinco o cromo) che sono più resistenti alla corrosione di altri con potenziale maggiore, quali il ferro, in quanto sono soggetti al fenomeno della passivazione. Esistono varie tecniche per proteggere i metalli, in particolare il ferro, dalla corrosione. Una di queste consiste appunto nel rivestire la superficie metallica di uno strato impermeabile, costituito ad esempio da vernice, materie plastiche o ceramiche. Tale sistema può fallire se lo strato protettivo presenta qualche difetto che permetta il contatto dell’aria umida con la superficie metallica [1]. E’ pertanto fondamentale determinare e verificare le caratteristiche anticorrosive dei rivestimenti depositati in ambito produttivo.

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Parole chiave

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impedenza
elettrochimica
corrosione
spettroscopia
rivestimento
silice
pecvd
plasma jet a pressione atmosferica
nebbia salina
rivestimento nanostrutturato
resistenza a corrosione

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