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B. Engenharias - 1. Engenharia - 12. Engenharia Química

OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS DO BANHO APLICANDO PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL PARA ELETRODEPOSIÇÃO DA LIGA Ni-Mo-B

Emanuelle Araújo de Medeiros 1 (emanu_am@hotmail.com), Aldrighi Luiz Marques de Oliveira 1, Elisângela da Silva Moura 1, Ambrósio Florêncio Almeida Neto 1, Liana Maria Ferreira da Silva 1, Renato Alexandre Costa de Santana 1 e Shiva Prasad 1

(1. Depto. de Engenharia Química, Universidade Federal de Campina Grande- UFCG)

INTRODUÇÃO: A corrosão, como processo destrutivo, poderá ocasionar graves acidentes com conseqüências sérias, tanto para a preservação da natureza quanto do homem. As camadas protetoras constituem uma importante prevenção contra a corrosão. A eletrodeposição é um dos métodos mais importante para proteção contra corrosão. Sua finalidade é alterar as características das superfícies, além de promover uma aparência melhorada, elevar a resistência à abrasão ou resistir a agentes corrosivos. Com o propósito de se obter propriedades superiores àquelas oriundas da eletrodeposição de um simples metal, dois ou mais metais podem ser codepositados como uma liga metálica. As ligas binárias de Ni, Co ou Fe com Mo possuem boas propriedades anti-corrosivas igual ou superior às ligas comerciais. Há um considerável interesse na eletrodeposição do molibdênio, uma vez que ele é mais barato que os outros metais refratários. Estudos revelam que eletrodeposições do molibdênio no estado puro não são possíveis de realizar, no entanto, não há dificuldade em sua eletrodeposição com metais do 8o grupo. Neste trabalho estudou-se a otimização dos parâmetros do banho (concentrações do sulfato de níquel e do molibdato de sódio) e pH da eletrodeposição da liga de Ni-Mo-B em função da sua eficiência catódica. Este trabalho faz parte do projeto de eletrodeposição de ligas de Mo e W desenvolvidas em nosso laboratório.

METODOLOGIA: O Banho eletroquímico otimizado utilizado para a eletrodeposição da liga de Ni-Mo-B, foi constituído por sulfato de níquel, molibdato de sódio, fosfato de boro, citrato de sódio, 1-dodecilsulfato de sódio. Para o ajuste do pH adicionou-se hidróxido de amônio ou ácido sulfúrico. Os experimentos foram realizados a partir de um planejamento fatorial completo 23, avaliando-se a influência das variáveis de entrada (concentrações do sulfato de níquel, molibdato de sódio e do pH) sobre a eficiência de deposição do sistema. Os experimentos foram realizados em ordem aleatória, alternado as variáveis de entrada. A eletrodeposição foi realizada sobre a superfície de um substrato de latão com área superficial de 8cm2. Foi utilizada uma malha cilíndrica oca de platina como o anodo. Para controlar a densidade de corrente utilizou-se um galvanostato Sycopel Scientific MINISTAT 251; a temperatura foi controlada por um termostato MTA KUTESZ MD2; a agitação mecânica foi aferida mediante o uso de um eletrodo rotativo EG&G PARC 616. Os ensaios de corrosão foram realizados com o potenciostato/galvanostato da AUTOLAB (PG STAT 30), utilizando uma célula de corrosão contendo NaCl 1M, o contra eletrodo foi de platina e o eletrodo de referência foi o de calomelano saturado. Para a análise de corrosão foi utilizado ensaios de polarização potenciodinâmicas com velocidade de varredura de 1mV/s.

RESULTADOS: Por meio da metodologia de superfícies de respostas foi feito o estudo dos efeitos principais e de interação sobre a eficiência de deposição do sistema. Através de cálculos estatísticos foi possível estabelecer um modelo linear, que apresentou um coeficiente de regressão (R2) igual a 90%, obtendo como resposta o comportamento estatístico da eficiência de deposição, cujos valores dos coeficientes foram tratados matematicamente. Considerando que um valor de probabilidade de 95% de confiança é satisfatório, podemos afirmar que os valores ótimos obtidos sofreram maior influência da concentração do sulfato de níquel. Os valores ótimos encontrado para esse estudo foi concentração de sulfato de níquel 0,30M, concentração molibdato de sódio 0,02M e pH 9,0, os experimentos foram conduzidos mantendo as condições de operação constantes, agitação de 20 rpm, temperatura de 70oC e densidade de corrente de 50mA/cm2. O maior valor alcançado de eficiência de deposição desta liga foi aproximadamente 92%. O depósito da liga de Ni-Mo-B otimizado apresentou potencial de corrosão de -0,29 V e resistência a polarização de 4,836 x 103Ohm. Os ensaios de corrosão revelaram para o revestimento obtido com as condições do banho otimizadas mostrou-se eficiente contra a ação corrosiva quando comparado com outros revestimentos como os depósitos de Co-Mo. Os ensaios de MEV acusaram a presença de nódulos na sua superfície com poucas trincas.

CONCLUSÕES: Para a liga de Ni-Mo-B obtida com os condições do banho otimizados, para a eficiência de deposição do sistema de eletrodeposição, apresentou os seguintes valores ótimos de operação concentração de sulfato de níquel 0,30M, para a concentração molibdato de sódio 0,02M e pH 9,0, mantendo constantes a temperatura de 70º C, a densidade de corrente de 50mA/cm2 e agitação mecânica de 20rpm, obtendo uma eficiência de deposição de aproximadamente 92%. A liga analisada, referente ao experimento de melhor eficiência catódica, mostrou boa eficiente contra os efeitos da corrosão quando comparada com outras ligas de molibdênio, além de boa aderência, brilho e dureza elevada. Os depósitos apresentaram nódulos na sua superfície e poucas trincas, quando comparados com os eletrodepósitos de Co-Mo.

Instituição de fomento: Agradecemos ao CNPq, CAPES, FINEP e o PRH-25/ANP/MCT pelo apoio financeiro.

Palavras-chave:  Eletrodeposição; Corrosão; Liga de Ni-Mo-B.

Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005