AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE JOIAS
FOLHEADAS A OURO EM EXPOSIÇÃO À SOLUÇÃO SALINA
Maurício Vincenzi1
Fabiana Mallmann2
Resumo: Joias folheadas são adornos produzidos a partir de latão e outros materiais base que possuem uma
camada de metal precioso recobrindo a peça em toda sua superfície. Como a peça possui varias camadas de
metais, e um deles é o cobre que possui alto teor oxidativo, existe a necessidade de aplicação de uma liga
metálica como isolante para esse metal. Utilizam-se para isso ligas de bronze ou de níquel aplicados em camada
sobre o cobre. Com o objetivo de verificar qual liga metálica é mais resistente aos fatores externos, o presente
trabalho apresenta como foram realizados testes de corrosão acelerada pelo método de exposição à névoa salina
utilizando amostras com variação na liga metálica utilizadas como isolante (Bronze e Níquel) e amostras com
ausência dessas ligas. Após isso, realizou-se também o teste de microscopia eletrônica de varredura (MEV), que
tem por finalidade gerar imagens ampliadas do estado da superfície das amostras. Verificaram-se após os testes
realizados que as amostras que apresentaram maior alteração foram as que possuíam ausência de camada isolante
do cobre e as amostras com presença de liga de Níquel enquanto as amostras com liga de Bronze resistiram às
condições submetidas apresentando poucos sinais de alteração no produto final.
Palavras-chave: joias folheadas, corrosão, ligas metálicas, névoa salina.
1 INTRODUÇÃO
A joia folheada desafia a tradição milenar da joalheria, podendo se aliar às tendências
da moda e assim, cumprir sue papel: adornar (INFOJOIA, 2010).
Define-se como joia folheada a peça confeccionada por diferentes materiais e coberta
por metal precioso (em geral ouro, prata e ródio). O teor de metal precioso depositado é mais
alto que nas peças que recebem o banho para bijuterias (INFOJOIA, 2010).
1
Aluno
do
curso
Técnico
em
Química
do
Centro
Universitário
UNIVATES
Lajeado/RS.
[email protected]
2
Química Industrial, Formação Pedagógica para Docentes; Professora no Centro Universitário UNIVATES
Lajeado/RS. [email protected]
A galvanoplastia, ou processo de tratamento de superfície, apresenta vasto campo de
aplicação. Para fins decorativos, temos além das bijuterias, metais sanitários, peças
automotivas, emblemas e outros tipos de peças em que a estética é primordial. Além desta
função estética em muitas aplicações existe a necessidade de fornecer às peças características
de resistência à abrasão, à corrosão, entre outros problemas que são solucionados com o uso
desse processo (Santos et al, 2005, p.17).
Com o crescente aumento na produção de joias folheadas, viu-se a necessidade da
realização de alguns testes para verificar a qualidade e durabilidade dos produtos oferecidos.
Nessa intenção, este trabalho demonstra como foram realizados alguns experimentos em
produtos de uma indústria de joias folheadas, utilizando os testes de exposição à névoa salina
e posteriormente microscopia eletrônica de varredura.
1.1 Objetivo
O presente trabalho tem por objetivo, verificar e comparar a diferença e durabilidade
entre ligas metálicas aplicadas no processo de banho de joias (galvanoplastia) utilizando
amostras folheadas com presença de Níquel, liga de bronze e ausência de ambas mediante
exposição à solução salina em câmara fechada simulando uma atmosfera agressiva. Após
serão realizados os testes de microscopia eletrônica de varredura (MEV) o qual consiste em
gerar imagens ampliadas do estado da superfície da amostra.
1.2 Justificativa
Comparar o comportamento de diferentes ligas metálicas em um meio específico
(névoa salina) com o propósito de selecionar o metal mais apropriado para o processo
envolvido evitando assim posteriores complicações que podem surgir na superfície do
recobrimento metálico do produto.
2 GALVANOPLASTIA
Galvanoplastia é o processo utilizado pelos fabricantes de joias para aplicar o ouro ou
outro metal precioso sobre um metal base – como o latão e outras ligas. (INFOJÓIA, 2013).
Por um processo eletrolítico, as partículas do metal precioso são atraídas para a
superfície do metal base e nele se depositam em camadas, recobrindo a peça com a cor
dourada, prateada ou outra, dependendo da composição do banho de metais utilizados no
processo galvânico. (INFOJOIA, 2013).
O processo é constituído de várias etapas, que devem ser seguidas rigorosamente a fim
de garantir a qualidade do produto.
Figura 01 - Fluxograma do processo de galvanoplastia em indústria de joias folheadas.
Fonte: Do autor.
É um processo comumente utilizado, pois se consegue revestimento muito fino e
relativamente livre de poros. É economicamente importante porque se consegue proteção
adequada com uma camada bem fina, evitando-se o excesso do metal eletrodepositado, que
pode ser caro. (GENTIL, 2003, p.240).
Antes da etapa de acabamento final, quando a peça recebe o banho com o metal
precioso propriamente dito, a superfície do latão ou outro metal-base deve sofrer preparação,
por polimento mecânico/químico e aplicação de camadas de outros metais (INFOJOIA,
2013).
O níquel é um desses metais, pois proporciona resistência, brilho e nivelamento à
superfície da peça, a baixo custo. Porém, o seu fator alergênico tem desestimulado a indústria
a empregá-lo, visto que muitos países já dispõem de legislação restringindo o uso do níquel
em artigos de joalheria. (INFOJOIA, 2013).
Quanto menor for a camada de metal precioso a ser aplicada, maior a necessidade da
camada de níquel como camada intermediária. Para substituir o níquel [...] os fabricantes de
folheados vem recorrendo ao BRONZE - liga com estanho, cobre e zinco - devido às suas
boas características de dureza, brilho e resistência à corrosão (INFOJOIA, 2013).
O efeito nocivo de saúde mais comum de níquel em seres humanos é uma reação
alérgica. Aproximadamente 10-20% da população é sensível ao níquel. [...] Em algumas
pessoas, o uso de joias que contém níquel produz irritação na pele (ECO-USA, 2013).
3 TESTE DE SALT SPRAY E MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA
(MEV)
A interpretação dos resultados obtidos dos testes de corrosão é a mais fraca ligação da
cadeia. Logicamente nenhum teste dá uma resposta clara se a peça irá ou não, quando
galvanizada, com certa camada, resistir à corrosão em qualquer atmosfera (SPINELLI, 2000,
p.4).
Muitos testes específicos de corrosão têm sido usados por compradores ou por
fabricantes como um controle de qualidade de aceitação e para estabelecer limites.
Novamente estes limites são somente satisfatórios para testes específicos requeridos
(SPINELLI, 2000, p.5).
Conceituando o teste de salt spray, Spinelli (2000, p.3) disse que, “este é um dos mais
velhos testes de corrosão acelerada ainda em uso. Para este, [...] é usado uma câmara de
vapores que vaporiza uma solução de cloreto de sódio a 5% sobre o trabalho, por um tempo
específico. [...] É principalmente usado na indústria de eletrodeposição de zinco e outras áreas
de deposições decorativas onde a resistência à corrosão é exigida, mas, a atmosfera na qual a
peça é sujeita no uso real é menos severa. [...].”.
Como argumentam Dedavid et al (2007, p.9), “A principal função de qualquer
microscópio é tornar visível ao olho humano o que for muito pequeno para tal”.
O MEV é um dos mais versáteis instrumentos disponíveis para a observação e análise
de características microestruturais de objetos sólidos. A principal razão de sua utilidade é a
alta resolução que pode ser obtida quando as amostras são observadas (Dedavid et al, 2007,
p.10).
Um microscópio eletrônico de varredura (MEV) consiste em utilizar um feixe de
elétrons de pequeno diâmetro para explorar a superfície da amostra, ponto a ponto, por linhas
sucessivas e transmitir o sinal do detector a uma tela catódica cuja varredura está
perfeitamente sincronizada com aquela do feixe incidente. […] O feixe pode ser guiado de
modo a varrer a superfície da amostra segundo uma malha retangular. O sinal de imagem
resulta da interação do feixe incidente com a superfície da amostra. [...] A maioria dos
instrumentos usa como fonte de elétrons um filamento de tungstênio (W) aquecido, operando
numa faixa de tensões de aceleração de 1 a 50 kV. O feixe é acelerado pela alta tensão criada
entre o filamento e o ânodo. [...] O feixe interagindo com a amostra produz elétrons e fótons
que podem ser coletadas por detectores adequados e convertidas em um sinal de vídeo.
(Dedavid et al, 2007, p.11).
4 METODOLOGIA PROPOSTA
Para realizar o experimento serão utilizadas amostras de joia folheada a ouro, porém
com variações nas camadas depositadas anteriormente a este metal. Os testes serão realizados
em triplicata, a fim de se obter maior confiança nos resultados e conferir características de
reprodutibilidade para o estudo.
As amostras possuirão de diferencial entre si a camada isolante do banho de cobre, que
consiste em evitar a migração do mesmo para a camada de ouro, tornando-a avermelhada.
Tabela 1 – Variação nas ligas metálicas das amostras
Amostra A
Amostra B
Amostra C
Liga de Níquel
Liga de Bronze
Ausência de camada isolante
Fonte: Do Autor
As amostras passarão por exposição a uma solução salina onde diariamente serão
feitas verificações sobre o estado da camada metálica depositada até que as mesmas
apresentem alterações significativas na superfície ocasionadas pela ação do agente oxidante
utilizado. Vale salientar que o método descrito é realizado seguindo o exigido pela NRB 8094
– ABNT, norma que rege o teste de salt spray.
Para obter um resultado mais preciso, algumas amostras serão encaminhadas para
análise de Microscopia eletrônica de Varredura, método o qual produz imagens de alta
ampliação e resolução da peça analisada. Essa análise será realizada no ITT FUSE - Instituto
Tecnológico em Ensaios e Segurança Funcional – UNISINOS.
5 DISCUSSÃO E RESULTADOS
5.1 Salt spray
A partir do teste de salt spray realizado, puderam-se notar significativas alterações em
algumas das amostras utilizadas para este teste.
Qualitativamente, fazendo-se uma média entre as peças analisadas, verificou-se que as
amostras apresentaram as características descritas na Tabela 2 a seguir:
Tabela 2 – Resultados qualitativos do teste de salt spray
Amostras A - Níquel
Amostras B – Bronze
Amostras C – Ausência de
camada isolante
Alteração na tonalidade da cor
Quanto
à
cor
a
amostra
Tonalidade de cor de ouro
de ouro, com incidência de
manteve-se
estável,
avermelhada,
migração de cobre para a
apresentando poucos sinais de
quantidade
camada superficial da peça.
aparecimento cobre e seus
características de cobre sobre a
respectivos óxidos sobre a
camada de ouro.
com
de
grande
manchas
camada final de ouro.
Fonte: Do autor.
Verificou-se então que as amostras “A” e “C” não apresentaram resultados
satisfatórios, pois permitiram o aparecimento de óxidos provavelmente provenientes da
migração do cobre para a superfície do produto.
As amostras “B” apresentaram uma tonalidade mais estável em relação às demais
amostras, não possibilitando a migração do cobre para a superfície do produto,
proporcionando assim uma qualidade melhor para o recobrimento final do folheado.
5.2 Microscopia eletrônica de varredura – MEV
Após realização do teste de salt spray verificou-se ser necessária à aplicação de algum
teste de maior confiabilidade e que possuísse caráter quantitativo para avaliar se as amostras
haviam ou não resistido à análise inicial. Por esse motivo incluiu-se o teste de microscopia
eletrônica de varredura (MEV).
O teste de MEV realizado gerou as respectivas imagens, onde é possível fazer
comparações do estado das amostras antes e após o teste de salt spray.
Figura 02 – Amostra A – Presença de Liga de Níquel sem exposição ao salt spray.
Fonte: ITT FUSE, 2013.
Figura 03 – Amostra A – Presença de Liga de Níquel após exposição ao salt spray.
Fonte: ITT FUSE, 2013.
Figura 04 – Amostra B – Presença de Liga de Bronze sem exposição ao salt spray.
Fonte: ITT FUSE, 2013.
Figura 05 – Amostra B – Presença de Liga de Bronze após exposição ao salt spray.
Fonte: ITT FUSE, 2013.
Figura 06 – Amostra C – Ausência de camada isolante sem exposição ao salt spray.
Fonte: ITT FUSE, 2013.
Figura 07 – Amostra C – Ausência de camada isolante após exposição ao salt spray.
Fonte: ITT FUSE, 2013.
Observou-se no teste de MEV que as amostras “B” apresentaram maior resistência à
exposição à névoa salina, possuindo poucos sinais de oxidação e migração cúprica, enquanto
a que menos resistiu foi à amostra B, seguida da amostra C onde pode verificar-se grande
quantidade de sinais escuros, indicativos de ataque salino.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A partir dos resultados obtidos pôde-se observar que produzir joias folheadas de
qualidade requer a utilização de ligas metálicas apropriadas e resistentes a fatores externos.
Muitas empresas utilizam no processo de folheação de joias ligas de Níquel como sendo uma
liga com boas características para seus produtos. Porém, através deste trabalho pode verificarse que a melhor alternativa vem a ser a utilização de ligas de Bronze, que além de resistir
melhor às condições submetidas, não possui caráter alergênico como o Níquel. A não
utilização de camada isolante também não é uma boa opção, visto que o resultado obtido
também não foi satisfatório.
REFERÊNCIAS
BRITO, Natilene M.; AMARANTE, Ozelito P. J.; POLESE, Luciana; RIBEIRO, Maria L.
Validação de métodos analíticos: estratégia e discussão – Pesticidas: R.Ecotoxicol. E Meio
Ambiente, Curitiba, v.13, p.129-146, Jan/dez 2003.
DEDAVID, Berenice A.; GOMES, Carmem I.; MACHADO, Giovanna. Microscopia
eletrônica de varredura: aplicações e preparação de amostras - Materiais Poliméricos,
metálicos e semicondutores - Porto Alegre: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande
do Sul, EDIPUCRS, 2007. Disponível em:
<http://www.pucrs.br/edipucrs/online/microscopia.pdf>. Acesso em: 03 Nov. 2013.
ECO-USA. Níquel. Toxicological Profile for Nickel, 2005. Disponível em: <http://www.ecousa.net/toxics/quimicos-p/niquel.shtml>. Acesso em: 20 Set. 2013.
GENTIL, Vicente. Corrosão. 4ª edição - Rio de Janeiro, RJ - LTC - Livros técnicos e
científicos editora S.A. - 2003.
INFOJOIA. Processos de produção de joia folheada. Disponível em:
<http://www.infojoia.com.br/news_portal/noticia_9081>. Acesso em: 16 Set. 2013.
ITT FUSE, Instituto Tecnológico em Ensaios e Segurança Funcional. Teste de Microscopia
Eletrônica de Varredura (MEV). São Leopoldo: UNISINOS, 2013.
NBR 8094 – ABNT, Material metálico revestido e não revestido – Corrosão por
exposição à névoa salina.
SANTOS, Mateus S. d.; YAMANAKA, Hélio T.; PACHECO, Carlos E. M. – Bijuterias. São
Paulo: CETESB, 2005. Disponível em:
<http://www.crq4.org.br/downloads/bijuterias.pdf>. Acesso em: 10 Set. 2013.
SPINELLI, Domingos J C. Surtec, Abril de 2000. Testes de corrosão. Disponível em:
<http://www.surtec.com.br/at/surtec_testes_corrosao.pdf > Acesso em: 7 Out. 2013.