ESTUDO DE TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE PARA LIGA DE ALUMÍNIO.
Amanda Cantos Lopes (PIBIC/CNPq-UNICENTRO), Everson do Prado
Banczek, Maico Taras da Cunha e Paulo R. P. Rodrigues (Orientador),
e-mail: [email protected].
Universidade Estadual do Centro-Oeste/Setor de Ciências Exatas e de
Tecnologia
Palavras-chave: Tratamento de superfície, eletrodeposição, corrosão,
nanotubos de carbono.
Resumo:
Na indústria a necessidade de revestimentos metálicos que possam resistir a
corrosão e oferecer dureza a ligas metálicas tem sido alvo de muitas
pesquisas, portanto este trabalho objetiva-se em aumentar a resistência a
corrosão e a dureza de ligas de alumínio da série 6000, empregando-se
depósitos eletrolíticos de níquel (Ni) e/com nanotubos de carbono (NTC),
foram empregadas análises microscópicas e técnicas eletroquímicas.
Introdução
A necessidade para revestimentos com resistência melhorada em
ambientes agressivos tem sido elevada, em conseqüência do crescimento
exigido para o aumento da vida útil de objetos industriais.1,2
O alumínio resiste à oxidação contínua, pois quando a sua superfície
é exposta à atmosfera, este se combina com o oxigênio formando um filme
de óxido de alumínio com alta aderência que impede a continuação da
oxidação com taxas elevadas. Uma vez danificada a camada gerada,
naturalmente por exposição à atmosfera, a superfície metálica exposta é
imediatamente re-oxidada, formando novamente uma camada fina, aderente
e incolor de óxido de alumínio, este fenômeno é conhecido como
passivação, processo espontâneo e com ΔGº da ordem de -1582,3kJmol -1 a
298kJ/mol.3,4,5
Embora o alumínio e suas ligas apresentem boa resistência frente à
corrosão sob atmosferas de baixa agressividade, para uso industrial esse
filme não proporciona longa proteção. Conseqüentemente, medidas de
proteção tornam-se necessárias para atender as exigências do mercado
quanto à vida útil do material.3,4
A proposta deste trabalho de pesquisa é aumentar a resistência da
corrosão e a dureza de ligas de alumínio da série 6000, empregando-se
revestimentos obtidos através de banhos contendo níquel e nanotubos de
carbono (NTC).
Anais da SIEPE – Semana de Integração Ensino, Pesquisa e Extensão
26 a 30 de outubro de 2009
Materiais e Métodos (Arial 12, Negrito, alinhado à esquerda)
O banho eletrolítico de níquel, Ni, usado nos experimentos para a
obtenção dos revestimentos tinha a seguinte composição: 240g/L de sulfato
de níquel (NiSO4), 45g/L do cloreto de níquel (NiCl2), 30g/L de ácido bórico
(H3BO3) e 10g/L do dodecil sulfato de sódio - SDS, CH3(CH2)11OSO3Na.
Deste mesmo banho foi empregado com a adição de 20mg de NTC. A
temperatura de deposição empregada foi de 50 ºC. Para o melhoramento da
aderência da camada eletrodepositada foram realizadas decapagens e a
anodizações das peças de alumínio da série 6000. Análises
cronoamperométricas, em diferentes densidades de corrente, foram
realizadas, a partir do potencial de de deposição do níquel de -1,65 V vs
ESM ( eletrodo de referencia de sulfato mercuroso), obtido por voltametria
ciclica do eletrodo de tradalho de aluminio empregando um contra-eletrodo
de platina. Estudos morfológicos das estruturas foram realizados via
análises ópticas e eletrônicas de varredura. Para o estudo da nucleação do
deposito de Ni e Ni+NTC empregou-se o modelo de nucleação-crescimentosuperposição (NCS) descrito por Scharifker, Hills et.al. 6
Resultados e Discussão
A curva de voltametria cíclica do aluminio em solução de eletrolitica
de é mostrada na figura 1.
j /Acm -2
0,0E+00
-5,0E-03
-1,0E-02
-1,5E-02
-2,0
-1,9
-1,8
-1,7
-1,6
-1,5
E /V
Figura 1: Voltamograma cíclico catódico do eletrodo de alumino da serie
6000 em solução eletrolítica de níquel, velocidade de varredura de 500mVs-1
Na figura 1 averigua-se que o potencial de deposição do níquel é de
aproximadamente -1,65V vs ESM, este valor praticamente não se alterou na
presença de NTC.
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Na figura 2 é apresentada o cronoamperograma típico obtido para os
estudos de deposição do níquel com e sem NTC na superfície do alumínio.
Figura 2: Curva amperométrica típica de eletrodeposição do níquel sobre a
liga de alumino 6000.
Percebe-se pela figura 2 que inicialmente se aguarda certo tempo no
potencial de imersão do eletrodo de trabalho em seguida é aplicado o
potencial de deposição do níquel (E = -1,65 V vs ESM).
Estudos morfológicos da superfície do eletrodo foram realizados via
microscopia óptica e Microscopia Eletrônica de Varredura, MEV. O s
resultados das MEV são apresentadas na figura 3.
(A)
(B)
Figura 3: Microscopias geradas via Energia Dispersiva em MEV da
superfície do alumínio contendo: (A) recobrimento de Ni e (B) recobrimento
de Ni + NTC.
Nota-se que a superfície de alumínio é mais efetivamente recoberta
com a presença de nanotubos de carbono.
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Conclusões
(1) O potencial de deposição do níquel na presença e ausência dos NTC
não se altera significativamente;
(2) A deposição do Ni com NTC na superfície do alumínio é confirmada
via microscopia eletrônica de varredura;
(3) A deposição do Ni e do Ni + NTC ocorre via Nucleação-CrescimentoSuperposição, NCS Instantânea.
Agradecimentos
A UNICENTRO, ao CNPQ, Finep e Fundação Araucária.
Referências (Arial 12, Negrito, alinhado à esquerda)
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