Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20222416
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

Análise do processo de sputtering como alternativa ao processo galvânico

Analisys of sputtering process as alternative to galvanic process

Mônia Aline Hunger Geiger, Luã Tainachi Mueller, Fernando Dal Pont Morisso, Sandra Raquel Kunst, Carlos Leonardo Pandolfo Carone, Cláudia Trindade Oliveira

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Resumo

O processo galvânico tem alto grau poluidor devido à quantidade de efluentes geradas e à toxicidade dos produtos químicos utilizados no processo. Sabe-se que o cromo hexavalente é conhecido como um agente cancerígeno e os resíduos associados são perigosos e difíceis de serem tratados. Frente a isso, o desenvolvimento de novas tecnologias tem visado à obtenção de processos resistentes à corrosão, ambientalmente corretos e economicamente viáveis. A tecnologia alternativa que pode ir ao encontro desta necessidade é o PVD - physical vapor deposition, com o processo de sputtering. Neste contexto, este estudo tem como objetivo avaliar e comparar o desempenho de revestimentos de alumínio aplicados por sputtering com verniz em relação ao desempenho do revestimento de cromo eletrodepositado. Para tanto, os revestimentos foram aplicados em zamac e foram caracterizados morfologicamente e eletroquimicamente. Os resultados mostraram que os acabamentos de alumínio depositados por sputtering apresentam características equivalentes tanto no desempenho eletroquímico bem como nos ensaios morfológicos quando comparados ao revestimento cromado no processo convencional (galvanoplastia), podendo ser uma alternativa de substituição com âmbito sustentável.

Palavras-chave

Galvanização; Sputtering; Alumínio; Resistência à corrosão

Abstract

The galvanic process has a high degree of pollution due to the amount of effluents generated and the toxicity of the chemicals used in the process. You know if hexavalent chromium is known as a carcinogen and the associated residues are dangerous and difficult to use. In view of this, the development of new technologies has been used to use corrosion resistant, environmentally friendly and economically viable processes. An alternative technology that can meet this need is PVD - physical vapor deposition, with a spray process. In this context, this study aims to evaluate and compare the performance of aluminum coatings applied by sputtering with varnish in relation to the performance of the electrodeposited chrome coating. For that, the coatings were applied in zamak and were characterized morphologically and electrochemically. The results shown when the aluminum finishes deposited by spraying show equivalent characteristics both in electrochemical performance and in morphological tests when compared to the chrome plating in the conventional process (electroplating), being an alternative of substitution with sustainable use.

Keywords

Electroplating; Sputtering; Aluminum; Corrosion resistance

Referências

1 Bernardes AM, Níquel CLV, Schianetz K, Soares MRK, Santos MK, Schneider VE. Manual de orientações básicas para a minimização de efluentes e resíduos na indústria galvânica. 1. ed. Porto Alegre: Senai; 2000.

2 Cavalcanti JEW. Manual de tratamento de efluentes industriais. 2. ed. São Paulo: Editora Cavalcanti; 2012.

3 Silva CS. Determinação de cromo hexavalente no ambiente de trabalho de galvanoplastias e em fluido biológico de trabalhadores [dissertação]. São Paulo: Universidade de São Paulo; 1991.

4 Meyer E. Chemistry of hazardous materials. New Jersey: Prentice- Hall; 1997.

5 Reeve DJ. Environmental improvements in the metal finishing industry in Australasia. Journal of Cleaner Production. 2007;15:756-763.

6 Navinsek B, Panjan P, Milosev I. PVD coatings as an environmentally clean alternative to electroplating and electroless processes. Surface and Coatings Technology. 1999;116:476-487.

7 Biassoli M, D’Esposito A. Nanotecnologie e plastiche nanostrutturate. La Revista Del Colore: Verniciatura Industriale. 2004;37:299-306.

8 Kolev I. Coatings on plastics: technology designed for a wide range of solutions. Venlo: Hauzer Techno Coating B; 2012.

9 Mattox DM. Handbook of physical vapor deposition (PVD) processing. 2nd ed. Boston: Elsevier; 2010.

10 Davis JR. Metals hanbook: properties and selection. 2nd ed. Printed in the United States of America: ASM; 2010

11 Castro EP, Sillos RM. Manual técnico tratamento de superfícies. 4. ed. São Bernardo do Campo: Surtec do Brasil Ltda; 2012.

12 Weber E, Abell P. UV-curable basecoats and clearcoats for automotive lighting. Radtech Report. 2003;17(6):59-65.

13 Itikawa NIY, Kasumata S, Matsunami N, Miyagawa KM, Shimizu R, Yacamura Y, et al. Energy dependence of the yields of Ion- Induced Sputtering of Monoatomic Solids. Nagoya: Institute of Plasma Physics, Nagoya University; 1983.

14 Schmid M. A simple sputter yield calculator. Nagoya: Institute of Plasma Physics, Nagoya University; 2009 [acesso em 18 maio 2019]. Disponível em: https://www.iap.tuwien.ac.at/www/surface/sputteryield.

15 Fazenda JMR. Tintas & vernizes ciência e tecnologia. 2. ed. São Paulo: Abrafati; 2010.

16 Lin A. FDA compliant testing for energy curable materials used in flexible packaging. In: UV & EB Conference Proceedings of the RadTech Europe; 2003 Nov 3-5; Berlin, Germany. Hague: RadTech Europe; 2003. Vol. 1; p. 232-335.

17 Melby EG, Harman P, Weaver J, Williams R. Novel adhesives and coatings for food packaging with low extractables. In: UV & EB Conference Proceedings of the RadTech International; 2003. Bethesda: RadTech Europe; 2003.

18 Führ LT, Ludwig GA, Martins MR, Vecchia FD, Rieder E, Malfatti C, et al. Effects of mould temperature in squeeze casting of zamak 5. Materials Science Forum. 2014;775-776:729-732.

19 Mouanga M, Berçot P, Rauch JY. Comparison of corrosion behavior of zinc in NaCl and in NaOH solutions, Part I: corrosion layer characterization. Corrosion Science. 2010;52:3984-3992.

20 Li MC, Li LJ, Zhang QW, Qian Y, Luo SZ, Shen JN. Electrochemical corrosion behavior of nanocrystalline zinc coatings in 3.5% NaCl solutions. Journal of Solid State Electrochemistry. 2007;11:1319-1325.

21 Maeng S, Axe L, Tyson TA, Cote P. Corrosion behaviour of electrodeposited and sputtered Cr coatings and sputtered Ta coatings with α and β phases. Surface and Coatings Technology. 2006;200:5767-5777.

22 Jafarzadeh S, Adhikari A, Sundell PE, Pan J. Study of PANI-MESA conducting polymer dispersed in UV-curing polyester acrylate on galvanized steel as corrosion protection coating. Progress in Organic Coatings. 2011;70:108-115.

23 Caporali S, Fossati A, Lacchi A, Perissi I, Tolstgouzov A, Bardi U. Aluminium electroplated from ionic liquids as protective coating against steel corrosion. Corrosion Science. 2008;50:534-539.

24 Khireche S, Boughrara D, Kadri A, Hamadou L, Benbrahim N. Corrosion mechanism of Al, Al-Zn and Al-Zn-Sn alloys in 3wt.% NaCl solution. Corrosion Science. 2014;87:504-516.


Submetido em:
30/07/2020

Aceito em:
18/05/2021

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