Orientador: Ambrósio Florêncio de Almeida Neto

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Materiais metálicos utilizados na indústria apresentam redução de durabilidade e de aplicabilidade devido aos contínuos processos de corrosão a que estão submetidos. Para minimizar esses efeitos, é possível utilizar revestimentos com outros materiais metálicos. A eletrodeposição de ligas...

Resumo: Materiais metálicos utilizados na indústria apresentam redução de durabilidade e de aplicabilidade devido aos contínuos processos de corrosão a que estão submetidos. Para minimizar esses efeitos, é possível utilizar revestimentos com outros materiais metálicos. A eletrodeposição de ligas metálicas é uma técnica amplamente utilizada para esse fim. Por esse método, íons metálicos em uma solução são reduzidos a suas formas elementares, e depositados na superfície de um eletrodo, feito do material metálico no que se deseja impedir a corrosão. O objetivo desse trabalho é estudar as codeposições induzidas de tungstênio por cobre e ferro, produzindo ligas binárias desses metais por método eletroquímico. A otimização do processo foi obtida pelo estudo de parâmetros operacionais do sistema, em diferentes planejamentos experimentais, analisando a influência desses sobre a eficiência de eletrodeposição e sobre as propriedades anticorrosivas. Para a liga de cobre e tungstênio, o planejamento experimental realizado promoveu a variação das concentrações de cobre, entre as concentrações de 0,0015 e 0,1 mol/L, e tungstato de sódio, entre as concentrações de 0,15 e 0,35 mol/L, e a densidade de corrente, entre os valores de 75 e 125 mA/cm². O planejamento para a liga de ferro e tungstênio avaliou as concentrações de tungstato de sódio, entre os valores de 0,1 e 0,3 mol/L, e de citrato de amônio, entre 0,1 e 0,3 mol/L, no banho eletrolítico. As ligas foram depositadas sobre a superfície de cobre. Os materiais foram caracterizados quanto à morfologia, cristalinidade, composição química, resistência à polarização e resistência à corrosão, esses dois últimos apenas para a liga com ferro. As ligas de cobre e tungstênio apresentaram aspecto fosco, composição variando de 1 a 30% de tungstênio em massa, eficiência de deposição no intervalo de 1 a 55% e estrutura cristalina. As ligas de ferro apresentaram aspecto brilhante, composição na faixa de 64 a 70% de tungstênio, eficiência de deposição entre 10 a 12%, estrutura amorfa, resistência a polarização entre 6926,79 e 9924,046 ohm*cm², passivação em potenciais acima do potencial de corrosão e comportamento de impedância controlado por transferência de massa difusiva em baixas frequências da onda de corrente alternada

Abstract: Metallic materials applied in industry have their durability and applicability reduced, due to the continuous corrosion process they are submitted. In order to minimize these effects, coating the metallic material is a viable option. Electrodeposition of metallic alloys is a widely applied...

Abstract: Metallic materials applied in industry have their durability and applicability reduced, due to the continuous corrosion process they are submitted. In order to minimize these effects, coating the metallic material is a viable option. Electrodeposition of metallic alloys is a widely applied technique for this purpose. By this method, metallic ions from a water solution are reduced to their elementary forms, and deposited over the surface of the metallic material desired to be protected. The goal of this study is to analyze the induced codeposition of the copper-tungsten and the iron-tungsten alloy, producing binary alloys from an electrochemical method. Process optimization was achieved with the study of some system operational parameters over different experimental planning, analyzing their influence over electrodeposition efficiency and over anticorrosive properties. For the copper-tungsten alloy, the experimental planning was over the current density, in the values of 75 to 125 ma/cm², and copper and tungstate concentrations, respectively in the values of 0,0015 to 0,1 mol/L and 0,15 to 0,35 mol/L. Experimental planning for iron-tungsten alloy evaluated the ammonium citrate and the tungstate concentrations in the electrolytical bath, both in the range of 0,1 to 0,3 mol/L. The alloys were deposited over a copper plating surface. Produced materials were characterized as their morphology, crystallinity, chemical composition, polarization and corrosion resistance, the last two only for alloys containing iron. Copper tungsten alloys had a darksome appearance, composition varying between 1 and 30% of tungsten in mass basis, efficiency in the interval of 1 and 55% and crystalline structure. The iron-tungsten alloys presented a bright surface, composition in the range of 64 to 70% of tungsten, efficiency between 10 and 12%, amorphous structure, polarization resistance among 6926,79 and 9924,046 ohm*cm², passivation for potentials higher than the corrosion potential and impedance behavior controlled by diffusive mass transfer in low frequency alternate current

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