Eletrodeposição de filmes do tipo Ni-X (X=P, Cu ou Cu-P) a partir de banhos contendo aspartato

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Brito, Matheus Macedo de
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18358
Resumo: In the present work, aspects related to the electrodeposition of Ni-based metal films - either pure metal or Ni-P, Ni-Cu, and Ni-Cu-P alloys - from baths containing aspartate complexes as electroactive species and hypophosphite anion as the source of phosphorus for the alloys containing this element were addressed. Stable solutions were obtained at pH 6.0, which allowed the formation of the desired codeposits, with the P content in the Ni-P alloy ranging from 15 to 22%, the Cu content in the Ni-Cu alloy ranging from 13 to 22%, while in the Ni-Cu-P alloy, the P content ranged from 1 to 3% and the Cu content was in the range of 24 to 43%, depending on the current density applied for electrodeposition. It was observed that the process efficiencies were affected by the presence of P and Cu, with the former leading to a decrease and the latter leading to an increase in this parameter. The morphology of the films that did not contain Cu was always smooth, with few or no grain boundaries visible by microscopy, while the alloys containing Cu showed the formation of dendritic structures on the electrode surface. Surface composition analysis revealed the presence of Ni(II) oxides in all samples, Cu(II) in Ni-Cu and Ni-Cu-P alloys, and, in the films containing P, the presence of oxidized P(III) and P(V) species were observed. The deposition condition of -60 mA cm-2 with a total load of 40 C cm-2 was selected to produce films for corrosion tests, with the Ni-P film showing superior corrosion resistance in NaCl medium than the Ni-Cu and Ni-Cu-P films, which are shown to be better than the Ni film. The higher corrosion resistance of the Ni-P film was correlated to the presence of surface Ni(II) and P(V) species, which act as a protective layer.
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Stable solutions were obtained at pH 6.0, which allowed the formation of the desired codeposits, with the P content in the Ni-P alloy ranging from 15 to 22%, the Cu content in the Ni-Cu alloy ranging from 13 to 22%, while in the Ni-Cu-P alloy, the P content ranged from 1 to 3% and the Cu content was in the range of 24 to 43%, depending on the current density applied for electrodeposition. It was observed that the process efficiencies were affected by the presence of P and Cu, with the former leading to a decrease and the latter leading to an increase in this parameter. The morphology of the films that did not contain Cu was always smooth, with few or no grain boundaries visible by microscopy, while the alloys containing Cu showed the formation of dendritic structures on the electrode surface. Surface composition analysis revealed the presence of Ni(II) oxides in all samples, Cu(II) in Ni-Cu and Ni-Cu-P alloys, and, in the films containing P, the presence of oxidized P(III) and P(V) species were observed. The deposition condition of -60 mA cm-2 with a total load of 40 C cm-2 was selected to produce films for corrosion tests, with the Ni-P film showing superior corrosion resistance in NaCl medium than the Ni-Cu and Ni-Cu-P films, which are shown to be better than the Ni film. The higher corrosion resistance of the Ni-P film was correlated to the presence of surface Ni(II) and P(V) species, which act as a protective layer.Neste presente trabalho, foram abordados aspectos relativos à eletrodeposição de filmes metálicos baseados em Ni – seja o metal puro ou as ligas de Ni-P, Ni-Cu e Ni-Cu-P- a partir de banhos contendo complexos de aspartato como espécies eletroativas e o ânion hipofosfito como fonte de fósforo para as ligas contendo este elemento. Soluções estáveis foram obtidas em pH 6,0, as quais possibilitaram a formação dos codepósitos desejados, sendo que o teor de P na liga de Ni-P variou entre 15 e 22%, o teor de Cu na liga de Ni-Cu variou entre 13 a 22%, já, na liga de Ni-Cu-P, o teor de P oscilou entre 1 a 3% e o de Cu ficou no intervalo de 24 a 43%, dependendo da densidade de corrente aplicada para a eletrodeposição. Observou-se que as eficiências do processo foram afetadas pela presença de P e de Cu, sendo que o primeiro levava à diminuição e o segundo levava ao aumento deste parâmetro. A morfologia dos filmes que não continham Cu sempre se apresentou lisas, com poucos ou nenhum contorno de grãos visíveis por microscopia, enquanto as ligas contendo Cu apresentaram a formação de estruturas dendríticas na superfície do eletrodo. A análise de composição superficial revelou a presença de óxidos de Ni(II) em todas as amostras, Cu(II) nas ligas de Ni-Cu e Ni-Cu-P, e, nos filmes que continham P, a presença de espécies oxidadas de P(III) e P(V) foram observadas. A condição de deposição de -60 mA cm-2 com carga total de 40 C cm-2 foi selecionada para produzir filmes para ensaios de corrosão, sendo que o filme de Ni-P mostrou resistência à corrosão em meio de NaCl superior aos filmes de Ni-Cu e Ni-Cu-P, que se mostram melhores do que o filme de Ni. A maior resistência à corrosão do filme de Ni-P foi correlacionada à presença das espécies de Ni(II) e P(V) superficiais, as quais atuam como uma camada protetiva.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)2017/18389-2porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEletroquímicaEletrodeposiçãoAspartatoNíquelCobreFósforoElectrodepositionElectrochemistryNickelCopperPhosphorusCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ELETROANALITICACIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::CAMPOS DE COORDENACAOCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICAEletrodeposição de filmes do tipo Ni-X (X=P, Cu ou Cu-P) a partir de banhos contendo aspartatoElectrodeposition of Ni-X (X=P, Cu or Cu-P) films from aspartate containing bathsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006006ab22b71-dd06-4945-bc9e-1a23f05da42ereponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTESE _ Matheus Macedo de Brito.pdfTESE _ Matheus Macedo de Brito.pdfapplication/pdf9737917https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18358/1/TESE%20_%20Matheus%20Macedo%20de%20Brito.pdfe478b2c64bd98317cdcf685dbd9d6e4eMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18358/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52TEXTTESE _ Matheus Macedo de Brito.pdf.txtTESE _ Matheus Macedo de Brito.pdf.txtExtracted texttext/plain219203https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18358/3/TESE%20_%20Matheus%20Macedo%20de%20Brito.pdf.txt536b2e1169755deea27bab6eaf901ac8MD53ufscar/183582024-05-14 18:28:04.69oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/18358Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222024-05-14T18:28:04Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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