EFEITO DO BENZOTRIAZOL NO FOSFATO DE FERRO APLICADO EM
AÇO CARBONO 1008
Cristiane Spagnol (IC-UNICENTRO), Martha Tussolini (IC-CNPQ), Everton
Carlos Gomes (IC-UNICENTRO), Maico Taras da Cunha (Co-Orientador) e
Paulo Rogério Pinto Rodrigues (Orientador).
E-mail: [email protected]
Universidade Estadual do Centro Oeste/Departamento de Química
UNICENTRO – Guarapuava - PR
Palavras-chave: Fosfatização, Benzotriazol, Aço carbono.
Resumo:
O emprego de substâncias orgânicas no processo de fosfatização é utilizado
para aumentar a resistência à corrosão dos substratos metálicos. O objetivo
deste trabalho é estudar a eficiência inibidora do benzotriazol, na
concentração de 10-3 mol.L-1, para o aço carbono 1008 fosfatizado com
fosfato de ferro, nos meios de H2SO4 0,1 mol.L-1, NaOH 0,1 mol.L-1 e NaCl
0,5 mol.L-1. As técnicas empregadas foram: microscopia óptica, medida de
potencial de circuito aberto e curva de polarização potenciostática anódica.
Verificou-se que o Benzotriazol está atuando como inibidor anódico em meio
de ácido sulfúrico, pois se verifica uma diminuição da densidade de corrente
(j) em quase todo trecho de potencial anódico estudado.
Introdução
O metal quando está exposto a diferentes meios agressivos sofre o
processo de corrosão. A corrosão é um processo espontâneo e indesejável
e uma das maneiras de proteger o metal é pela fosfatização(1).
A fosfatização é um processo químico o qual permite obtenção de
camadas insolúveis de fosfato, de reduzida espessura e cristalização fina
sobre a matriz ferrosa. O Fosfato de ferro é muito utilizado, em indústria de
moveis metálicos, como: mesas, arquivos, estantes, etc.
O emprego de substâncias orgânicas inibidores no processo de
fosfatização é utilizado para aumentar a resistência à corrosão dos
substratos metálicos. Estes revestimentos podem ter as seguintes
finalidades: proteção contra a corrosão, decorativa, ancoramento de tintas e
polímeros e aumento da resistência ao desgaste por atrito.
Materiais e Métodos
Para o estudo deste trabalho foram feitos os seguintes ensaios:
microscopia óptica (MO), potencial de circuito aberto (Eca) e curva de
polarização potenciostática anódica (PA). No banho de fosfato de ferro
(APF) foram utilizados reagentes de grau industrial e água destilada.
A concentração de Benzotriazol (BTAH) utilizada foi de 10-3 mol.L-1.
As soluções de H2SO4 0,1 mol L-1, NaCl 0,5 mol L-1 e NaOH 0,1 mol L-1
foram preparadas com água bi-destilada e reagentes de grau analítico.
O processo de fosfatização das peças de aço carbono 1008 é
executado em quatro etapas:
1a - Tratamento de superfície: Realiza-se um tratamento superficial da
peça metálica em uma politriz com lixa de SiC de grana 600 seguido de
enxágüe e secagem;
2a - Tratamento de ativação da superfície: Após tratamento superficial a
peça é imersa na solução de ativação por 90 segundos;
3a - Fosfatização: A peça metálica é imersa em banho de APF em
temperatura média de 55ºC, permanecendo por 3 minutos, resultado em
uma camada pouco espessa de APF sobre a superfície metálica;
4a - Limpeza: Retira-se a peça do banho de fosfato submetendo esta a um
novo enxágüe em água corrente e seca em estufa a 80ºC;
Resultados e Discussão
Os resultados da microscopia óptica (MO) para a superfície (S) do aço
carbono 1008 são representados na figura 1.
(S)
Aço carbono
1008 (A)
(APF)
(APF + BTAH)
A1
A2
A3
B1
B2
B3
C1
C2
C3
D1
D2
D3
M.O. após
Polido
(A)
Imersão
-1
H2SO4 = 0,1mol L
(B)
Imersão
-1
NaOH = 0,1 mol L
(C)
Imersão
-1
NaCl = 0,5 mol L
(D)
Figura 1: Microscopias ópticas do substrato metálico com aumento de 100x.
Nota-se nas figuras A3 em relação a A2 que a presença de BTAH
deixa a camada de fosfato mais compacta, outra importante observação é de
que após ataque nos diferentes meios (B a D) as superfícies tratadas com
BTAH sofreram menor oxidação. As medidas de Eca mostram que o Ecorr
para o aço fica mais nobre para os meios de acordo com a seguinte
seqüência: [NaOH]>[ NaCl]>[ H2SO4].
Na figura 2 são
potenciostáticas anódica.
apresentadas
A
-2
-2
j / mA.cm
2A
APF+ BTAH
0,01
0,005
de
polarização
NaOH
A
0,01
APF
j / mA.cm
0,02
APF
0,008
2B
0,006
APF+BTAH
0,004
0,002
0
0
-0,95
curvas
0,012
H2SO4
0,015
às
-0,9
-0,85
-0,8
E/V vs ESM
0,7
-0,75
NaCl
j / mA.cm
-2
0,008
0,8
0,9
E/V vs Hg/HgO
APF
0,006
2C
0,004
A
APF+BTAH
0,002
0
-0,73
-0,63
-0,53
E/V vs Hg/Hg2Cl2
-0,43
Figura 2: Curvas de polarização potenciostática anódica para o aço carbono
1008, em diferentes meios.
Verifica-se na figura 2A que (APF + BTAH) no meio de H2SO4
apresenta menores valores de densidade de corrente (j), sugerido maior
proteção à oxidação neste meio. Para o sistema em meio de NaOH não se
observa inibição significativa na presença ou ausência do BTAH, entretanto
para o meio de NaCl, a presença do BTAH retarda o potencial de pite (Ep).
Conclusões
(1) Na presença de BTAH a camada de (APF) é mais compacta.
(2) Na presença do H2SO4 a camada (APF-BTAH) torna-se mais resistente à
oxidação do metal base.
(3) No sistema contendo o NaCl o BTAH retarda o Ep.
Agradecimentos
A UNICENTRO, ao CNPq, a Finep e a Fundação Araucária.
Referências
1. BANCZEK, Everson Do P. et al. Study of the Electrochemical
Behaviour of Tolitriazole in Phosphating Bathings of Carbon Steel 1008.
Portugaliae Eletrochimica Acta, Portugal, v. 23, p. 379-391, 2005.