Estudos sobre banhos para eletrodeposição de ligas de Ni-Mo-B.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 1996 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3383 |
Resumo: | A eletrodeposição está inserida na mais extensa tecnologia de base química, aplicada a uma grande faixa de utilidades e muitas facilidades. Surpreendentemente, muitos aspectos deste campo não têm sofrido alterações no decorrer dos anos e muitas técnicas de deposição ainda parecem idênticas aos seus primitivos processos. As rígidas especificações das indústrias de eletrônica e outras de alta tecnologia; os recentes pré-requisitos para novos processos e as severas restrições impostas por considerações ambientais, têm estimulado consideravelmente o campo da eletrodeposição. Atualmente, centenas de ligas binárias ou ternárias estão sendo pesquisadas em maior ou menor extensão, com o objetivo de resolver o problema da produção de ligas por eletrólise. Até o momento, poucas ligas estão sendo utilizadas na indústria, devido ao fato de que a eletrodeposição de ligas constitui um problema mais complexo do que a eletrodeposição de metais puros, requerendo um ajustamento e controle contínuos do processo. Um controle adequado de um processo tão complexo requer um perfeito conhecimento de seu mecanismo. Daí, a grande necessidade de se desenvolver um estudo compreensível que permita predizer as condições para a deposição de uma liga, de composição e características determinadas. Os banhos eletrolíticos contêm espécies complexas e polianiônicas nas suas composições. Para que se tenha um exato conhecimento da característica e da composição do depósito, é necessário saber a composição atual das espécies do banho. Por este motivo, foram realizados trabalhos com técnicas eletrométricas, como potenciometria, condutometria e o método das variações contínuas de Job, que revelam a composição estequiométrica das espécies. Por meio desses estudos viu-se que, em pH básico, o molibdato é encontrado como íon simples. Com a sucessiva diminuição do pH, nos valores entre 5,4-5,6 e 4,0-4,2 , nas relações 7Mo:8H+ e 2Mo:3H\ tem-se a existência dos íons hepta - Mo70246 " e octo - Mo80264", respectivamente. A parte seguinte do trabalho foi dedicada ao desenvolvimento e otimização dos banhos de eletrodeposição de ligas amorfas de Ni-Mo-B, explicando os efeitos das diferentes variáveis envolvidas na deposição, como a quantidade dos constituintes do banho, agentes complexantes, agentes de adição, pH, intensidade de corrente, temperatura e agitação, sobre a composição dos depósitos. A liga de níquel-molibdênio com pequenas quantidades de boro foi eletrodepositada no substrato cobre a partir de soluções aquosas contendo sulfato de níquel 0,175M, molibdato de sódio 0,0175M, citrato de sódio 0,4M, fosfato de boro 0.0728M, sulfato de amónio 0,13M, sarcarina 0,35 g/l e dodecilsulfato de sódio 0,035 g/l. O pH do banho foi controlado pela adição de hidróxido de amónio. Os valores adequados dos parâmetros operacionais foram: rotação mecânica de 15rpm, temperatura de 75°C e densidade de corrente de 100mA/cm2. Estudadas as variáveis operacionais e de composição do banho, o próximo passo foi efetuar o estudo das propriedades dos depósitos. O banho desenvolvido produziu depósitos espessos, compactos, duros (900-1000 Vickers) e com a seguinte composição média, em peso: 79% Ni - 20% Mo - 1% B. |
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Estudos sobre banhos para eletrodeposição de ligas de Ni-Mo-B.Studies on baths for electrodeposition of Ni-Mo-B alloys.Ligas de Ni-Mo-BAleaciones de Ni-Mo-BNi-Mo-B alloysEletrodeposiçãoElectroplatingGalvanoplastiaOperações unitáriasOperaciones unitariasUnitary operationsEngenharia químicaA eletrodeposição está inserida na mais extensa tecnologia de base química, aplicada a uma grande faixa de utilidades e muitas facilidades. Surpreendentemente, muitos aspectos deste campo não têm sofrido alterações no decorrer dos anos e muitas técnicas de deposição ainda parecem idênticas aos seus primitivos processos. As rígidas especificações das indústrias de eletrônica e outras de alta tecnologia; os recentes pré-requisitos para novos processos e as severas restrições impostas por considerações ambientais, têm estimulado consideravelmente o campo da eletrodeposição. Atualmente, centenas de ligas binárias ou ternárias estão sendo pesquisadas em maior ou menor extensão, com o objetivo de resolver o problema da produção de ligas por eletrólise. Até o momento, poucas ligas estão sendo utilizadas na indústria, devido ao fato de que a eletrodeposição de ligas constitui um problema mais complexo do que a eletrodeposição de metais puros, requerendo um ajustamento e controle contínuos do processo. Um controle adequado de um processo tão complexo requer um perfeito conhecimento de seu mecanismo. Daí, a grande necessidade de se desenvolver um estudo compreensível que permita predizer as condições para a deposição de uma liga, de composição e características determinadas. Os banhos eletrolíticos contêm espécies complexas e polianiônicas nas suas composições. Para que se tenha um exato conhecimento da característica e da composição do depósito, é necessário saber a composição atual das espécies do banho. Por este motivo, foram realizados trabalhos com técnicas eletrométricas, como potenciometria, condutometria e o método das variações contínuas de Job, que revelam a composição estequiométrica das espécies. Por meio desses estudos viu-se que, em pH básico, o molibdato é encontrado como íon simples. Com a sucessiva diminuição do pH, nos valores entre 5,4-5,6 e 4,0-4,2 , nas relações 7Mo:8H+ e 2Mo:3H\ tem-se a existência dos íons hepta - Mo70246 " e octo - Mo80264", respectivamente. A parte seguinte do trabalho foi dedicada ao desenvolvimento e otimização dos banhos de eletrodeposição de ligas amorfas de Ni-Mo-B, explicando os efeitos das diferentes variáveis envolvidas na deposição, como a quantidade dos constituintes do banho, agentes complexantes, agentes de adição, pH, intensidade de corrente, temperatura e agitação, sobre a composição dos depósitos. A liga de níquel-molibdênio com pequenas quantidades de boro foi eletrodepositada no substrato cobre a partir de soluções aquosas contendo sulfato de níquel 0,175M, molibdato de sódio 0,0175M, citrato de sódio 0,4M, fosfato de boro 0.0728M, sulfato de amónio 0,13M, sarcarina 0,35 g/l e dodecilsulfato de sódio 0,035 g/l. O pH do banho foi controlado pela adição de hidróxido de amónio. Os valores adequados dos parâmetros operacionais foram: rotação mecânica de 15rpm, temperatura de 75°C e densidade de corrente de 100mA/cm2. Estudadas as variáveis operacionais e de composição do banho, o próximo passo foi efetuar o estudo das propriedades dos depósitos. O banho desenvolvido produziu depósitos espessos, compactos, duros (900-1000 Vickers) e com a seguinte composição média, em peso: 79% Ni - 20% Mo - 1% B.Electroplating is among the most widely spread chemical based technologies, applied in a wide range of scales in thousands of facilities. Surprisingly, many aspects of the field have not significantly changed over the years, and many current plating processes and facilities still closely resemble their old origins. Recent requirements, for new processes and tighter specifications from the electronic and other high technology industries, and due to severe restrictions imposed by environmental considerations, have considerably stimulated the field of electrodeposition. At present hundreds of binary and ternary alloys have been investigated to a greater or less extent to help solve the problem of alloy production by electrolysis. At the same time, only a few of these alloys have been used industrially. This is because the electrodeposition of alloys is a much more complex process than the electrodeposition of pure metais and often needs continuous control and regulation. An adequate control of such a complex process requires a correct understanding of its mechanism. Therefore, it is necessary to realize a comprehensive study which can assist in predicting the conditions for depositing an alloy of a required composition and characteristics. The electrolytic baths contain complex and polyanionic species. To know exactly the composition and characteristics of the deposit, it is necessary that the actual form of the species in the bath is known. For this reason, the work with electrometric techniques such as potentiometry, conductometry and the Job's method of continuous variation has been realized, which reveals the stoichiometric composition of the species. This study showed that in the basic pH the molibdate is present as a simple ion. With the successive diminuition of pH, in the ranges 5.4-5.6 and 4.0-4.2, in the ratios 7Mo:8H+ and 2Mo:3H+ , exist hepta- M07O246 " and octo-Mo0264 " ions, respectively. The next part of the work has been devoted to development and optimization of the baths for electrodeposition of the Ni-Mo-B alloys, explaining the effects of the different variables involved in the deposition, such as the quantity of the constituents of the bath, complexing composition of the deposits. The alloy of nickel-molybdenum with small quanties of boron was electrodeposited on a copper substrate from the aquous solutions containing 0.175M nickel sulfate, 0.0175M sodium molybdate, 0.4M sodium citrate, 0.0728M boron phosphate, 0.13M ammonium sulfate, 0.35 g/l saccharin and 0.035 g/l sodium dodecyl sulfate. The pH of the bath was controlled by ammonium hidroxide. The adequate values of the operational parameters were found to be: mechanical rotation 15 rpm, temperature 75°C and current density 100 mA/cm2 . The next step, after the study of the operational and composition of the bath variables, was to study the properties of the deposit of the bath developed, gave thick, sound and hard deposits with an average mass composition 79%Ni-20%Mo-1 %B.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGPRASAD, Shiva.PRASAD, S.http://lattes.cnpq.br/8867755176012809PONTES, Luís Renato A.FRANÇA, Kepler Borges.VILAR, Eudésio Oliveira.GUIMARÃES, Thalma Líbia de Melo.1996-08-232019-04-08T17:53:22Z2019-04-082019-04-08T17:53:22Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3383GUIMARÃES, Thalma Líbia de Melo. Estudos sobre banhos para eletrodeposição de ligas de Ni-Mo-B. 1996. 95f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Química), Curso de Mestrado em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba - Campus II Campina Grande - Brasil, 1996. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3383porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-12-06T14:21:09Zoai:localhost:riufcg/3383Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-12-06T14:21:09Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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A eletrodeposição está inserida na mais extensa tecnologia de base química, aplicada a uma grande faixa de utilidades e muitas facilidades. Surpreendentemente, muitos aspectos deste campo não têm sofrido alterações no decorrer dos anos e muitas técnicas de deposição ainda parecem idênticas aos seus primitivos processos. As rígidas especificações das indústrias de eletrônica e outras de alta tecnologia; os recentes pré-requisitos para novos processos e as severas restrições impostas por considerações ambientais, têm estimulado consideravelmente o campo da eletrodeposição. Atualmente, centenas de ligas binárias ou ternárias estão sendo pesquisadas em maior ou menor extensão, com o objetivo de resolver o problema da produção de ligas por eletrólise. Até o momento, poucas ligas estão sendo utilizadas na indústria, devido ao fato de que a eletrodeposição de ligas constitui um problema mais complexo do que a eletrodeposição de metais puros, requerendo um ajustamento e controle contínuos do processo. Um controle adequado de um processo tão complexo requer um perfeito conhecimento de seu mecanismo. Daí, a grande necessidade de se desenvolver um estudo compreensível que permita predizer as condições para a deposição de uma liga, de composição e características determinadas. Os banhos eletrolíticos contêm espécies complexas e polianiônicas nas suas composições. Para que se tenha um exato conhecimento da característica e da composição do depósito, é necessário saber a composição atual das espécies do banho. Por este motivo, foram realizados trabalhos com técnicas eletrométricas, como potenciometria, condutometria e o método das variações contínuas de Job, que revelam a composição estequiométrica das espécies. Por meio desses estudos viu-se que, em pH básico, o molibdato é encontrado como íon simples. Com a sucessiva diminuição do pH, nos valores entre 5,4-5,6 e 4,0-4,2 , nas relações 7Mo:8H+ e 2Mo:3H\ tem-se a existência dos íons hepta - Mo70246 " e octo - Mo80264", respectivamente. A parte seguinte do trabalho foi dedicada ao desenvolvimento e otimização dos banhos de eletrodeposição de ligas amorfas de Ni-Mo-B, explicando os efeitos das diferentes variáveis envolvidas na deposição, como a quantidade dos constituintes do banho, agentes complexantes, agentes de adição, pH, intensidade de corrente, temperatura e agitação, sobre a composição dos depósitos. A liga de níquel-molibdênio com pequenas quantidades de boro foi eletrodepositada no substrato cobre a partir de soluções aquosas contendo sulfato de níquel 0,175M, molibdato de sódio 0,0175M, citrato de sódio 0,4M, fosfato de boro 0.0728M, sulfato de amónio 0,13M, sarcarina 0,35 g/l e dodecilsulfato de sódio 0,035 g/l. O pH do banho foi controlado pela adição de hidróxido de amónio. Os valores adequados dos parâmetros operacionais foram: rotação mecânica de 15rpm, temperatura de 75°C e densidade de corrente de 100mA/cm2. Estudadas as variáveis operacionais e de composição do banho, o próximo passo foi efetuar o estudo das propriedades dos depósitos. O banho desenvolvido produziu depósitos espessos, compactos, duros (900-1000 Vickers) e com a seguinte composição média, em peso: 79% Ni - 20% Mo - 1% B. |
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