Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva Júnior, João Carlos Santos
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12021
Resumo: Coatings produced from metallic Cu-Sn alloys show great interest due to their properties, creating a large capacity of industrial application, especially in electronics components and materials industries. Such alloys have also been commercially used as coatings on different metals, such as steel, to protect them against corrosion and improve their appearance. In the present work, cyclic voltammetry, chronoamperometry and anodic linear sweep voltammetry were used to study the processes of deposition of Cu and / or Sn from two sets of solutions containing CuCl2.2H2O and SnCl2.2H2O in the ratios of Cu:Sn = 1:10 to 10:1, and Na3C6H5O7 1,00 mol / L at pH = 6,0. The cyclic voltammetric curves carried out on graphite substrate were used to calculate the equilibrium constant of the complexes of both metals with sodium citrate, as well as in the determination of the cathodic potentials applied in the chronoamperometry test. After the deposition of the alloys at the potential established for each solution, the Cu-Sn coatings were dissolved in a 0,5 mol/L NaNO3 solution using linear anodic scanning, for the evaluation of their chemical compositions. Initial results showed that the changes in Cu (II) concentration and in the applied potential influenced the copper content in the alloy. However, it was noticed that the tin content has not undergone major variations, independent of concentrations of the solutions and the applied potential. In the solution with the highest copper concentration it was achieved metals contents in the alloy very close to the commercial bronze alloy. Based on these results, coatings were produced on carbon steel substrate from the bath containing CuCl2.2H2O SnCl2.2H2O in the 10:1 ratio, by employing the potentiostatic chronoamperometry technique. Four different potential values (-0,39 V, -0,67 V, -1,00 V, -1,20 V and -1,94 V vs. Ag / AgClsat.) were applied, obtaining layers which ranged from pale pink colorations to dark yellow. The cathodic current efficiency (Ef) decreased as the applied potential became more negative. In the same direction, there is an increase of tin content in the alloy deposited and smaller grain sizes. However, when the potential became more negative (-1,20 V and -1,94 V) it was observed the presence of crystallites of different sizes and dendrites. Coatings with improved corrosion resistance in a 0,5 mol/L NaCl solution were produced in the potential of -1,00 V and -1,20 V, which compositions were 99,40% m/m Cu / 0,60% m/m Sn and 97,70% m/m Cu / 2,30% m/m Sn, respectively. The XRD analysis permitted to verify that these coatings consisted mainly of the α- CuSn phase
id UERJ_78be8e6c3353ce2ce0be50a3ad91e715
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/12021
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str 2903
spelling Senna, Lilian Ferreira dehttp://lattes.cnpq.br/7677941459264191Lago, Dalva Cristina Baptista dohttp://lattes.cnpq.br/4757818632950346Oliveira, Guilherme Cordeiro da Graçahttp://lattes.cnpq.br/8926113379972122Cesar, Deborah Vargashttp://lattes.cnpq.br/1350917983266189Souza, Flavia Carvalho dehttp://lattes.cnpq.br/5816833602637378http://lattes.cnpq.br/1082750375720874Silva Júnior, João Carlos Santos2021-01-06T19:37:12Z2015-11-172013-07-09SILVA JÚNIOR, João Carlos Santos. Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio. 2013. 144 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2013.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12021Coatings produced from metallic Cu-Sn alloys show great interest due to their properties, creating a large capacity of industrial application, especially in electronics components and materials industries. Such alloys have also been commercially used as coatings on different metals, such as steel, to protect them against corrosion and improve their appearance. In the present work, cyclic voltammetry, chronoamperometry and anodic linear sweep voltammetry were used to study the processes of deposition of Cu and / or Sn from two sets of solutions containing CuCl2.2H2O and SnCl2.2H2O in the ratios of Cu:Sn = 1:10 to 10:1, and Na3C6H5O7 1,00 mol / L at pH = 6,0. The cyclic voltammetric curves carried out on graphite substrate were used to calculate the equilibrium constant of the complexes of both metals with sodium citrate, as well as in the determination of the cathodic potentials applied in the chronoamperometry test. After the deposition of the alloys at the potential established for each solution, the Cu-Sn coatings were dissolved in a 0,5 mol/L NaNO3 solution using linear anodic scanning, for the evaluation of their chemical compositions. Initial results showed that the changes in Cu (II) concentration and in the applied potential influenced the copper content in the alloy. However, it was noticed that the tin content has not undergone major variations, independent of concentrations of the solutions and the applied potential. In the solution with the highest copper concentration it was achieved metals contents in the alloy very close to the commercial bronze alloy. Based on these results, coatings were produced on carbon steel substrate from the bath containing CuCl2.2H2O SnCl2.2H2O in the 10:1 ratio, by employing the potentiostatic chronoamperometry technique. Four different potential values (-0,39 V, -0,67 V, -1,00 V, -1,20 V and -1,94 V vs. Ag / AgClsat.) were applied, obtaining layers which ranged from pale pink colorations to dark yellow. The cathodic current efficiency (Ef) decreased as the applied potential became more negative. In the same direction, there is an increase of tin content in the alloy deposited and smaller grain sizes. However, when the potential became more negative (-1,20 V and -1,94 V) it was observed the presence of crystallites of different sizes and dendrites. Coatings with improved corrosion resistance in a 0,5 mol/L NaCl solution were produced in the potential of -1,00 V and -1,20 V, which compositions were 99,40% m/m Cu / 0,60% m/m Sn and 97,70% m/m Cu / 2,30% m/m Sn, respectively. The XRD analysis permitted to verify that these coatings consisted mainly of the α- CuSn phaseRevestimentos produzidos a partir de ligas de Cu-Sn apresentam grande interesse em função de suas propriedades, originando uma grande capacidade de aplicação industrial, especialmente em indústrias de componentes e materiais eletrônicos. Tais ligas também têm sido comercialmente utilizadas como revestimentos em metais diferentes, como o aço, para protegê-los contra a corrosão e melhorar sua aparência. Na presente dissertação, técnicas de voltametria cíclica, cronoamperometria e voltametria de varredura anódica linear foram utilizadas para o estudo dos processos de deposição de Cu e/ou Sn a partir de dois conjuntos de soluções contendo CuCl2.2H2O e SnCl2.2H2O nas razões de Cu:Sn = 1:10 e 10:1, além de Na3C6H5O7 1,00 mol/L, em pH = 6,0. As curvas de voltametria cíclica realizadas sobre o eletrodo de grafita foram utilizadas para o cálculo das constantes de equilíbrio dos complexos de ambos os metais com citrato de sódio, bem como na determinação dos potenciais catódicos aplicados nos ensaios de cronoamperometria. Após a deposição da liga nos potenciais estipulados para cada uma das duas soluções, os revestimentos de liga Cu-Sn foram ressolubilizados em solução de NaNO3 0,5 mol/L, empregando varredura anódica linear para a avaliação de suas composições químicas. Os resultados iniciais mostraram que a variação da concentração de Cu (II) e do potencial aplicado influenciaram no teor de cobre na liga. Contudo, percebeu-se que o teor de estanho não sofreu grandes variações, independente das concentrações das soluções e do potencial aplicado. Na solução com maior concentração de cobre foram alcançados teores dos metais na liga em maior proximidade com o da liga de bronze comercial. Com base nesses resultados, foram produzidos revestimentos de ligas sobre substrato de aço carbono, a partir de soluções contendo CuCl2.2H2O e SnCl2.2H2O na razão de 10:1, empregando a técnica de cronoamperometria potenciostática. Quatro diferentes valores de potencial (-0,39V, -0,67V, -1,00V, -1,20V e -1,94V vs. Ag/AgClsat.) foram aplicados, obtendo-se camadas cujas colorações variaram do rosa claro ao marrom escuro, sempre sem brilho. A eficiência de corrente catódica (Ef) decresceu conforme o potencial aplicado se tornou mais negativo. Nesta mesma direção, verificou-se um aumento do teor de estanho na liga depositada e menores tamanhos de grão. Porém, quando o potencial tornou-se mais negativo (-1,20V e -1,94V), observou-se a presença de cristalitos de diferentes tamanhos e de dendritos. Revestimentos com melhores resistências à corrosão em solução de NaCl 0,5 mol/L foram produzidos nos potenciais de -1,00V e -1,20V, cujas composições foram 99,40 % m/m Cu / 0,60 % m/m Sn e 97,70 % m/m Cu / 2,30 % m/m Sn, respectivamente. As análises por DRX permitiram verificar que estes revestimentos eram constituídos, principalmente, da fase α-CuSnSubmitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:37:12Z No. of bitstreams: 1 Joao Carlos Santos Silva Junior.pdf: 2302667 bytes, checksum: 06e1bca654503ac9f61cee28a43936ed (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:37:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Carlos Santos Silva Junior.pdf: 2302667 bytes, checksum: 06e1bca654503ac9f61cee28a43936ed (MD5) Previous issue date: 2013-07-09application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto de QuímicaCyclic voltammetryelectrodepositionCu-Sn alloyssodium citrateVoltametria cíclicaeletrodeposiçãoligas de Cu-Sncitrato de sódioCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICAEstudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de SódioStudy of electrodeposition of Cu-Sn alloy from citrate bathinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALJoao Carlos Santos Silva Junior.pdfapplication/pdf2302667http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/12021/1/Joao+Carlos+Santos+Silva+Junior.pdf06e1bca654503ac9f61cee28a43936edMD511/120212024-02-27 15:36:03.088oai:www.bdtd.uerj.br:1/12021Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:36:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Study of electrodeposition of Cu-Sn alloy from citrate bath
title Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio
spellingShingle Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio
Silva Júnior, João Carlos Santos
Cyclic voltammetry
electrodeposition
Cu-Sn alloys
sodium citrate
Voltametria cíclica
eletrodeposição
ligas de Cu-Sn
citrato de sódio
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
title_short Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio
title_full Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio
title_fullStr Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio
title_full_unstemmed Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio
title_sort Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio
author Silva Júnior, João Carlos Santos
author_facet Silva Júnior, João Carlos Santos
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Senna, Lilian Ferreira de
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7677941459264191
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Lago, Dalva Cristina Baptista do
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4757818632950346
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Oliveira, Guilherme Cordeiro da Graça
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8926113379972122
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Cesar, Deborah Vargas
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1350917983266189
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Souza, Flavia Carvalho de
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5816833602637378
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1082750375720874
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva Júnior, João Carlos Santos
contributor_str_mv Senna, Lilian Ferreira de
Lago, Dalva Cristina Baptista do
Oliveira, Guilherme Cordeiro da Graça
Cesar, Deborah Vargas
Souza, Flavia Carvalho de
dc.subject.eng.fl_str_mv Cyclic voltammetry
electrodeposition
Cu-Sn alloys
sodium citrate
topic Cyclic voltammetry
electrodeposition
Cu-Sn alloys
sodium citrate
Voltametria cíclica
eletrodeposição
ligas de Cu-Sn
citrato de sódio
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
dc.subject.por.fl_str_mv Voltametria cíclica
eletrodeposição
ligas de Cu-Sn
citrato de sódio
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
description Coatings produced from metallic Cu-Sn alloys show great interest due to their properties, creating a large capacity of industrial application, especially in electronics components and materials industries. Such alloys have also been commercially used as coatings on different metals, such as steel, to protect them against corrosion and improve their appearance. In the present work, cyclic voltammetry, chronoamperometry and anodic linear sweep voltammetry were used to study the processes of deposition of Cu and / or Sn from two sets of solutions containing CuCl2.2H2O and SnCl2.2H2O in the ratios of Cu:Sn = 1:10 to 10:1, and Na3C6H5O7 1,00 mol / L at pH = 6,0. The cyclic voltammetric curves carried out on graphite substrate were used to calculate the equilibrium constant of the complexes of both metals with sodium citrate, as well as in the determination of the cathodic potentials applied in the chronoamperometry test. After the deposition of the alloys at the potential established for each solution, the Cu-Sn coatings were dissolved in a 0,5 mol/L NaNO3 solution using linear anodic scanning, for the evaluation of their chemical compositions. Initial results showed that the changes in Cu (II) concentration and in the applied potential influenced the copper content in the alloy. However, it was noticed that the tin content has not undergone major variations, independent of concentrations of the solutions and the applied potential. In the solution with the highest copper concentration it was achieved metals contents in the alloy very close to the commercial bronze alloy. Based on these results, coatings were produced on carbon steel substrate from the bath containing CuCl2.2H2O SnCl2.2H2O in the 10:1 ratio, by employing the potentiostatic chronoamperometry technique. Four different potential values (-0,39 V, -0,67 V, -1,00 V, -1,20 V and -1,94 V vs. Ag / AgClsat.) were applied, obtaining layers which ranged from pale pink colorations to dark yellow. The cathodic current efficiency (Ef) decreased as the applied potential became more negative. In the same direction, there is an increase of tin content in the alloy deposited and smaller grain sizes. However, when the potential became more negative (-1,20 V and -1,94 V) it was observed the presence of crystallites of different sizes and dendrites. Coatings with improved corrosion resistance in a 0,5 mol/L NaCl solution were produced in the potential of -1,00 V and -1,20 V, which compositions were 99,40% m/m Cu / 0,60% m/m Sn and 97,70% m/m Cu / 2,30% m/m Sn, respectively. The XRD analysis permitted to verify that these coatings consisted mainly of the α- CuSn phase
publishDate 2013
dc.date.issued.fl_str_mv 2013-07-09
dc.date.available.fl_str_mv 2015-11-17
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-06T19:37:12Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA JÚNIOR, João Carlos Santos. Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio. 2013. 144 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2013.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12021
identifier_str_mv SILVA JÚNIOR, João Carlos Santos. Estudo de Eletrodeposição de Ligas Cu-Sn em Meio de Citrato de Sódio. 2013. 144 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2013.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12021
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/12021/1/Joao+Carlos+Santos+Silva+Junior.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 06e1bca654503ac9f61cee28a43936ed
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1811728662897098752