Eletrodeposição de ligas Zn-Co por corrente contínua e pulsada simples, a partir de banhos ambientalmente não agressivos

Revestimentos produzidos a partir de ligas de Zn-Co são comumente utilizados em indústrias (aeronáutica, de isoladores elétricos e automobilística, por exemplo) devido à sua ótima resistência à corrosão, principalmente quando comparados aos tradicionais revestimentos de Zn puro. Na co-deposição de zinco com metais, como o ferro, cobalto e níquel, ocorre o que se chama de deposição anômala, onde o metal menos nobre (zinco) é preferencialmente depositado, independente do modo de corrente aplicada (contínua ou pulsada). Recentemente, diversos trabalhos relacionam a produção de eletrodepósitos de liga Zn-Co a partir de banhos ambientalmente não agressivos, a fim de substituir os banhos alcalinos extremamente tóxicos, a base de cianeto. Na presente dissertação foram produzidos revestimentos de ligas de Zn-Co sobre substrato de aço carbono, empregando corrente contínua ou corrente pulsada simples, a partir de banhos contendo diferentes concentrações de Co2+ (0,05 mol/L e 0,10mol/L), 0,05 mol/l de Zn2+ e citrato de sódio (0,10 mol/L) como agente complexante, sob condições agitadas. Quatro diferentes valores de densidade de corrente (10 A/m2, 20 A/m2, 40 A/m2 e 80 A/m2) e de frequência de pulso (100 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz) foram aplicados para a produção da liga a partir dos dois banhos, tendo como objetivo avaliar a influência dos parâmetros de deposição(concentração de Co (II), densidade de corrente aplicada e, no caso de deposição por corrente pulsada simples, também da frequência de pulso), nas variáveis eficiência de corrente catódica, composição da liga, densidade de corrente de corrosão, microestrutura e morfologia dos depósitos de liga Zn-Co. As cores das camadas obtidas variaram do cinza claro ao escuro, quase sempre sem brilho, independente do modo de corrente empregado. Foi verificado que o processo normal de eletrodeposição foi prevalente na produção de revestimentos por corrente contínua, enquanto que apenas deposição anômala foi observada quando do uso de corrente pulsada. A maior eficiência de corrente catódica (60%) foi obtida, para corrente contínua, nas condições de menor concentração de Co2+ (0,05 mol/L) e maior densidade de corrente (80 A/m2). Nestas mesmas condições foi determinada uma eficiência de corrente catódica de 98% para corrente pulsada simples na freqüência de 2000 Hz. Maiores teores do metal mais nobre (cobalto) foram alcançados em maiores densidades de corrente para todas as condições empregadas. Os revestimentos assim obtidos apresentavam os menores valores de tamanho de grão, para cada uma das soluções estudadas. Os demais parâmetros estudados também influenciaram na granulometria e na morfologia das ligas obtidas. Revestimentos com melhor resistência à corrosão, contendo teores de cobalto entre aproximadamente 8 e 10% m/m, foram produzidos a partir do banho com maior concentração de Co2+, sob corrente pulsada simples

Zn-Co alloys coatings are commonly used in the industry (aerospace, automotive and electrical insulators, for example) due to their great corrosion resistance, mainly when compared to pure zinc coatings. In the zinc co-deposition with different metals, such as iron, cobalt or nickel, it is observed an anomalous deposition, in which the less noble metal (zinc) is preferably deposited, regardless the current type applied (direct or pulsed). Recently, several studies relate the production of electrodeposited Zn-Co alloys from environmentally non-aggressive baths to substitute the extremely toxic cyanide-based alkaline baths. In this dissertation, Zn-Co alloy coatings were produced on carbon steel substrate using direct or simple pulsed currents, from baths with different Co2+ concentrations (0.05 mol/L and 0.10 mol/L), 0.10 mol/L of Zn2+and sodium citrate (0.10 mol/L) as a complexing agent, under stirring. Four different current densities values (10 A/m2, 20 A/m2, 40 A/m2 and 80 A/m2) and four different pulse frequencies values (100 Hz, 500 Hz, 1000 Hz and 2000 Hz) were applied in order to obtain the alloys from both baths, aiming to assess the influence of the deposition parameters (Co (II) concentration, current density applied, and also pulse frequency, for the simple pulsed current process) in the variables cathodic current efficiency, alloy composition, current corrosion density, and Zn-Co alloy deposit microstructure and morphology. The obtained layers colours varied from light to dark grey, normally dull, regardless the current type used. Normal electrodeposition process was predominant when direct current was used, whereas only anomalous deposition was observed when using pulsed current. The highest cathodic current efficiency (60%) was obtained in direct current for the lowest Co2 + concentration (0.05 mol / L). Under these same conditions it was determined a cathodic current efficiency of 98% for single pulsed current, employing the frequency of 2000 Hz Higher content of the noblest metal (cobalt) were achieved for higher current densities for all conditions studied. These coatings presented the smallest grain sizes, for each of the evaluated solutions. The other studied parameters have also influenced in the granulometry and the morphology of the obtained alloys. Coatings presenting the best corrosion resistance, showing the cobalt content between 8 and 10% m/m, were obtained from the highest Co2+ concentration bath, using simple pulsed current