Corrosão

Resumo

Neste trabalho foram estudadas as características morfológicas, estruturais e de resistência à corrosão de revestimentos de ZnCo (0,4% a 1,2% Co) obtidos através de eletrodeposição por corrente pulsada (CP) e corrente contínua (CC) em banho aditivado a base de cloretos e que foram submetidas a um pós-tratamento a base de cromatos. A resistência à corrosão foi analisada com técnicas eletroquímicas e com ensaio de exposição em câmara de névoa salina. Os resultados experimentais obtidos nesta investigação mostraram que a eletrodeposição por CP é mais eficiente que por CC, pois foi possível obter codepósitos com maior teor de Co e com superfície mais ativa. No que se refere a resistência à corrosão, as curvas de polarização anódica e o ensaio de exposição em câmara de névoa salina não forneceram grandes informações, enquanto que os espectros de impedância deram informações mais detalhadas sobre a estrutura da camada de cromatização e sobre o processo de corrosão.

Introdução

Revestimentos de zinco eletrodepositados têm sido utilizados há muito tempo na indústria automobilística, visando a obtenção de revestimentos com boa resistência à corrosão, pois determina uma proteção galvânica em relação ao ferro. No entanto, a busca por revestimentos cada vez mais resistentes, aliada à competição industrial levou os pesquisadores a rever os requisitos de revestimentos protetores e buscar camadas alternativas; isto pode ser sentido com maior intensidade na indústria automobilística. Surgiram assim na Europa, Japão e Estados Unidos novos tipos de revestimentos, constituídos de ligas de zinco com metais do oitavo grupo: ZnNi, ZnCo e ZnFe. A grande vantagem destas ligas é oferecer melhores propriedades mecânicas, elétricas e anti-corrosivas a um custo adequado se comparados com o zinco puro [1].

Alguns autores acreditam que a liga ZnCo é a mais promissora para a substituição do zinco na indústria automobilística, pois com teores de 0,6% a 1,0% se conseguem revestimentos superiores ao zinco puro e comparáveis ao ZnNi [2]. A aceitação da liga ZnCo no mercado é refletida pelo número crescente de especificações dos usuários, tais como: Bosch, Renault, Volvo, Rolls Royce, Ford, General Motors, Karwax, Nissan [3].

Zinco e suas ligas podem ser convertidos em um revestimento cromatizado com o objetivo de aumentar a resistência à corrosão do metal no qual eles são aplicados. A maioria das camadas de conversão dá proteção excelente em atmosferas marinhas e em ambientes de alta umidade. Camadas cromatizadas também são usadas para uma variedade de aplicações decorativas e funcionais, podendo ser produzidas em uma variedade de cores [4].

A utilização do processo de eletrodeposição por corrente pulsada (CP) vem sendo ampliada como técnica de deposição de metais e ligas, pois vários pesquisadores observaram melhoras nas propriedades dos eletrodepósitos obtidos com essa técnica quando comparados aos obtidos por corrente contínua (CC) [5-7]; porém, poucos trabalhos são encontrados sobre a aplicação desta técnica na obtenção de revestimentos de zinco e suas ligas.

Para avaliar o comportamento dos revestimentos quanto a resistência à corrosão são utilizadas técnicas tais como: exposição em câmara de névoa salina [8], teste Kesternicht [9], teste em câmara úmida[10], e métodos eletroquímicos. Dentre as técnicas eletroquímicas que podem ser utilizadas as mais comuns são curvas de polarização e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). A técnica de EIE vem se tornando muito popular em diversas áreas pois uma série de informações podem ser obtidas quando se aplicam medidas de impedância em corrente alternada para avaliar sistemas eletroquímicos.

A EIE é uma técnica de análise de resposta em freqüência baseada no envio de um sinal senoidal de potencial ao sistema e leitura da corrente induzida. A relação entre o sinal de entrada e a resposta induzida representa a impedância característica do sistema e fornece importantes informações sobre características eletroquímicas do processo de degradação. Neste caso, a impedância medida a baixa freqüência é representativa da resistência que o sistema opõe ao transporte de carga entre o ambiente e o metal [11]. Neste sentido, esse é o índice da velocidade no qual o sistema se degrada; quanto maior é o seu valor, tanto menor é a velocidade de corrosão e maior a confiabilidade do sistema.

Neste trabalho foram estudadas as características morfológicas, estruturais e de resistência à corrosão de revestimentos de ZnCo (0,4% a 1,2% Co) obtidos através de eletrodeposição por corrente pulsada e corrente contínua em banho aditivado a base de cloretos, que foram submetidos a um pós-tratamento a base de cromatos. A resistência à corrosão foi analisada com técnicas eletroquímicas (curvas de polarização anódica e espectroscopia de impedância eletroquímica) em solução de NaCl 0,6N, aerada, e com ensaio de exposição em câmara de névoa salina.

Parte Experimental

Eletrodepósitos de ZnCo foram obtidos à 30°C com o seguinte eletrólito: 3,0 g/L CoCl2.H2O, 77,2 g/L, 220 g/L KCl, 26 g/L H3BO3, aditivados com 15 ml de surfactante e 2 ml de abrilhantador, pH = 5,3. Toda solução foi preparada com reagentes puros pro análise e com água destilada. Durante a eletrodeposição a solução foi agitada a ar.

Para os ensaios de eletrodeposição por corrente pulsada e corrente contínua, foi utilizada uma célula eletroquímica com capacidade de 1 litro. O eletrodo de referência utilizado foi um eletrodo de cobalto puro, especialmente fabricado para esse fim. O seu potencial foi previamente determinado com um eletrodo de referência de Ag/AgCl antes de cada experimento. Foi utilizado como contra-eletrodo uma lâmina de zinco puro recoberto com uma camada de cobalto, evitando desta forma o esgotamento do cobalto no banho. Como eletrodos de trabalho foram utilizados discos de aço com baixo teor de carbono polidos mecanicamente até lixa grana 1200 e secados com ar comprimido. Foram colocados em um porta-amostra de acrílico, tipo cachimbo, com área exposta de 3,46 cm2. Antes de cada eletrodeposição as amostras foram pesadas em balança analítica, desengraxadas através de eletrólise anódica e catódica por dois minutos em solução de NaOH 60 g/L a 4 V contra ânodo de grafite, neutralizadas em solução de HCl 2% e posteriormente enxaguadas com água destilada. Ao final de cada eletrodeposição as amostras foram lavadas com água destilada, secadas ao ar e novamente pesadas.

Na eletrodeposição por CC foi utilizado potenciostato AMEL 549 e para a eletrodeposição