Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
Eletrodeposição de Filmes Finos da Liga CoNi. I. Influência da Presença
de Gly em um Banho de Sulfato.
*
Luidgi Giordano (IC), André de C. Frank (PG), Paulo T.A. Sumodjo (PQ)
[email protected]
Instituto de Química da Universidade de São Paulo. CP. 26077. 05513-970 São Paulo, SP.
Palavras Chave: Eletrodeposição, Filmes Finos, Ligas
Magnéticas, glicina, Ligas de Cobalto e Níquel.
Introdução
Resultados e Discussão
Utilizou-se uma solução aquosa de CoSO4 e NiSO4
2+
com concentração total de íons metálicos ([M total] =
2+
2+
-1
[Co ] + [Ni ]) igual a 0,5 mol L , em pH 2 e em
temperatura ambiente, na ausência e presença de
-1
Gly (1,0 mol L ). Efetuou-se uma deposição
galvanostática sobre latão por 10 min com aplicação
-2
de densidade de corrente de 50 mA cm . A Figura 1
mostra a variação da composição da liga CoNi em
2+
função da concentração de Co em relação à
concentração total de íons metálicos no banho.
Ao se comparar os valores dos potenciais de
o
2+
redução dos dois metais, E (Co |Co) = -0,28 V,
o
2+
E (Ni |Ni) = -0,23 V, espera-se que o níquel seja o
componente majoritário na liga. Contudo, pelos
resultados obtidos, nota-se que, independentemente
da presença de Gly, e em toda faixa de
concentrações relativas dos íons metálicos na
solução, o teor de Co na liga é sempre maior que o
correspondente na solução. Por exemplo, sem Gly,
2+
quando há apenas 10% de [Co ] em relação à
2+
[M total] no banho, há mais de 30% de Co na liga.
Esta discrepância torna-se ainda maior quando se
analisa a solução contendo Gly, em que há a
presença de 70% de Co na liga quando há apenas
10% em solução. Tal comportamento é o que foi
denominado por Brenner de codeposição anômala,
em que o metal menos nobre (neste caso, o Co)
deposita-se preferencialmente em relação ao mais
36a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
100
teor de Co no filme (% em mol)
Metais e ligas metálicas na forma de filmes finos
são muito utilizados na indústria eletrônica de
ponta. Ligas magnéticas à base de cobalto, como
CoNi, destacam-se por serem menos propensas à
corrosão. A eletrodeposição destaca-se como
método na fabricação de tais materiais. Contudo,
para uma boa deposição, frequentemente é
necessária a presença de outras substâncias,
conhecidas como “aditivos”, além dos íons
metálicos na solução. Os aditivos modificam os
mecanismos de deposição e, consequentemente,
as características do depósito. Este trabalho
compara a eletrodeposição da liga CoNi, em
condições galvanostáticas, a partir de um banho de
sulfato na presença e ausência de glicina (Gly).
80
60
sem glicina
com glicina
40
20
0
20
40
60
2+
80
100
2+
[Co ] na solução (% em mol em relação a [M
])
total
Figura 1. Gráfico da composição de uma liga CoNi
2+
em função da porcentagem molar de Co no banho
2+
(em relação a M total) e da presença de Gly.
nobre (neste caso, o Ni)1. Há várias explicações
propostas para tal fenômeno, sempre relacionadas
ao mecanismo de deposição, seja pela formação de
hidróxido dos metais (proposta A) ou pela diferença
na velocidade de adsorção dos mesmos (proposta
B). A Gly pode atuar como acentuadora da
codeposição anômala, seja por sua capacidade
tamponante, alterando o mecanismo de acordo com
a proposta A, ou através da sua complexação com
2+
2+
os íons Ni e Co , alterando as suas velocidades
de adsorção, de acordo com a proposta B.
A Figura 1 mostra ainda que o aumento da
2+
porcentagem de [Co ] na solução provoca a
inibição da deposição de Ni, o que é acentuado na
presença de Gly. A inibição total da deposição de Ni
2+
2+
ocorre para [Co ]/[M total] ≥ 80% na ausência de
2+
2+
Gly e para [Co ]/[M total] ≥ 40% em sua presença.
Conclusões
Pode-se afirmar que, nas condições experimentais
empregadas, a codeposição anômala da liga CoNi
ocorre em toda faixa de concentrações utilizada. A
presença de Gly acentua este fenômeno.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq e à FAPESP pelas
bolsas e auxílio recebidos.
1
A. Brenner, Electrodeposition of Alloys, Vol.1 e 2, Academic Press
Inc., New York (1963).