PIBIC – CNPq
Projeto Flandres
XXI ENCONTRO DE JOVENS PESQUISADORES
III MOSTRA DE INOVAÇÃO E TECNOLOGIA
COMPORTAMENTO ELETROQUÍMICO DE FOLHAS DE FLANDRES COM
TRATAMENTO DE CONVERSÃO COM CÉRIO (CCCe) EM SOLUÇÃO SALINA
Vinícius S. Teixeira, Márcia D. Grave, Ivana G. Sandri, Lisete C. Scienza (orientadora)
UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
LABORATÓRIO DE CORROSÃO E PROTEÇÃO SUPERFICIAL – PESQUISA
1 INTRODUÇÃO E OBJETIVO
3 RESULTADOS
A partir da década de 1980, numerosos estudos reportaram a significativa
redução da taxa de corrosão para diferentes substratos metálicos mediante o
emprego de sais de cério como inibidores de corrosão ou revestimentos de
conversão, despertando interesse em se investigar o processo de formação, o
mecanismo de deposição e a caracterização de revestimentos de conversão de
cério (CCCe). Contudo, estudos referentes ao comportamento eletroquímico
demonstrado pela folha de flandres (aço estanhado) quando submetida a esses
mesmos tratamentos são escassos. Desse modo, objetiva-se com o presente
trabalho avaliar o desempenho protetor conferido por sais de cério quando
aplicados à folha de flandres empregada como material de embalagens na
indústria de alimentos.
3.1 Análise visual por microscopia eletrônica de varredura
[a]
[b]
[c][c]
Figura 3. Microscopia eletrônica de varredura [500x] das amostras sem tratamento [a], passivadas
com sais de cério [b] e mapeamento de cério na superfície [c].
3.2 Caracterização eletroquímica
3.2.1 Curvas de polarização potenciodinâmica
2 MATERIAIS E MÉTODOS
87 mm
1. Desengraxe com etanol [2 minutos]
2.1 Preparo
dos corpos
de prova
2. Lavagem e secagem com ar frio
[2 minutos]
[b]
[a]
34 mm
3. Isolamento da área de teste [1 cm²]
Figura 1. Aspecto do corpo
de prova empregado.
2.2 Aplicação do revestimento (CCCe)
[Scanning Potentiostat EG & G – modelo 362]
Figura 4. Curvas de polarização anódicas e catódicas para [a] amostras tratadas com cério e [b]
amostras comerciais.
3.2.2 Ensaios de polarização linear
Folha de
flandres
comercial
Folha de
flandres com
CCCe
Ecorr [VECS]
-0,5059
-0,52655
Icorr [A/cm2]
3,042.10-7
2,2198. 10-7
Taxa de corrosão
[mm/ano]
0,000995
0,000726
Solução de 5 g/L CeCl3 + 7 g/L (NH4)2SO4 – pH 5,75
Aplicação de corrente
catódica de 40 mA/cm²
Agitação magnética de
240 rpm
Lavagem com jatos de
água destilada
t = 30 s
2.3 Ensaio de
caracterização visual
T = 25 ± 2 °C
Secagem com exposição
ao ar frio [2 minutos]
Microscopia eletrônica de varredura [MEV]
[Microscópio eletrônico de varredura Jeol –modelo
JSM 5800]
Voltagem de aceleração: 20 kV Magnitude: 500x
2.4 Ensaio de caracterização eletroquímica
Elétrolito: NaCl(aq) 3,5% (m/V) – pH 5,6
Curvas de polarização potenciodinâmicas
[Potenciostato Iviumstat Technologies]
- Célula de um compartimento com três eletrodos:
eletrodo de trabalho [folha de flandres]/ Eletrodo de
referência [Eletrodo de calomelano saturado com KCl(aq)]/
Contra-eletrodo [platina]
Faixa de potenciais: 1,5 VECS e -2 VECS
Velocidade de varredura: 5 mV/s
Ensaio de polarização linear
Célula eletroquímica convencional de três eletrodos
EI = Potencial de circuito aberto
EF = -0,365 V
Monitoramento de potencial de circuito aberto [OCP]
- Multímetro portátil Minipa ET-1600 acoplado a um
eletrodo de calomelano saturado com KCl(aq)
- Tempo de imersão: 245 h
Figura 2. Modelo da célula
eletroquímica empregada nos ensaios
de polarização potenciodinâmica e
polarização linear.
Tabela 1. Valores de Ecor, Icor e da taxa de
corrosão das amostras obtidos através da
polarização linear.
3.2.2 Monitoramento de potencial de
circuito aberto (OCP) [NaCl(aq) 3,5%]
Gráfico 1. Monitoramento de potencial de circuito
aberto em solução salina neutra por 245 h.
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
As imagens de MEV revelaram que o revestimento de CCCe não ocasionou alterações na
morfologia da superfície da amostra, sugerindo que houve a deposição regular de um filme de óxido
de cério pouco espesso sobre a superfície.
Através das curvas de polarização potenciodinâmica constatou-se que as camadas passivas à base
de cério inibiram mais eficazmente as reações catódicas do processo corrosivo.
 O valor de potencial de corrosão para a amostra sem tratamento foi inferior ao obtido pelo
revestimento com cério; todavia, os valores de corrente e taxa de corrosão para os corpos de prova
com CCCe foram inferiores aos obtidos para as amostras sem tratamento, possivelmente estando
este valor relacionado com a diminuição da exposição do substrato metálico ao eletrólito pelo filme
protetor, provavelmente um óxido de cério. Este filme é formado com o aumento do pH interfacial
devido à atividade catódica na região, permitindo uma maior resistência a processos corrosivos
mediante a deposição dos filmes de CCCe.
 Os ensaios de OCP revelaram que a amostra com cério apresentou um potencial mais nobre que
os corpos de prova sem tratamento durante as primeiras 50 horas de ensaio. Para períodos maiores
de exposição, a diminuição do potencial das amostras com CCCe deve estar relacionada com o
rompimento ou dissolução da camada depositada sobre a área de teste.
5 REFERÊNCIAS
- CAMPESTRINI, P.; TERRYN, H.; HOVESTAD, A.; DE WIT, J. H.
W.. Formation of a cerium-based conversion coating on AA2024:
relationship with the microstructure. Surface and Coatings Technology,
v. 176, p. 365-381. 2004.
- KIYOTA, S.; VALDEZ, B.; STOYTCHEVA, M.; ZLATEV, R.;
BASTIDAS, J. M. Anticorrosion behavior of conversion coatings
obtained from unbuffered cerium salts solution on AA6061-T6. Journal
of Rare Earths, v. 29, p. 961-969, 2011.
- JOHNSON, B. Y.; EDINGTON, J.; WILLIAMS, A.; O'KEEFE, O.
Microstructural characteristics of cerium oxide conversion coating
obtained by various aqueous deposition methods. Materials
Characterization, v. 54, p. 41-48, 2005.
6 AGRADECIMENTOS