Ocorre quando dois materiais metálicos diferentes estão em contato elétrico num mesmo eletrólito.

Transcrição

1 Corrosão Galvânica Referências: 1. WOLYNEC, tephan. Técnicas Eletroquímicas em Corrosão. ão Paulo. EDUP, Capítulo HRER, L. L. Corrosion. 2 a. ed. London. Newnes - Butterworths, 1976; p.1:192 a 1: WET, John M. Basic Corrosion and Oxidation. econd Edition, Ellis Horwood Limited Publishers, 1986; p. 109 a 113. Ocorre quando dois materiais metálicos diferentes estão em contato elétrico num mesmo eletrólito. Macroscópico: componente de Al com parafuso de latão; estrutura de aço com aterramento de. Microscópico: ligas de Al com precipitados de Al 8 Mg 5 PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 1

2 Corrosão Galvânica Comportamento: o metal mais nobre é protegido e o menos nobre apresenta maior corrosão do que na condição sem o contato elétrico. Outros exemplos: x Aço Carbono x Zn PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 2

3 Microscópico: ligas de -10 com precipitado rico em Fe. Liga comercial com ~1,3%Fe: abaixo de 700 C ocorre precipitação de fase rica em Fe. Referência: LBERTO, R.C. N. Doutorado, EPUP, 2009.

4 Posição relativa das curvas de polarização na corrosão galvânica: Referência: Autoria da figura: Rodrigo César Nascimento Liberto, para efeito de Mestrado 27/jul/2004. PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 4

5 endo : f f par f par ; f 1 ; par ; i a,par a,par par a, par a, a, par a, par f a, f a, f. a, f. a, i a,par f.i a, f. i a, PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 5

6 Posição relativa das curvas de polarização na corrosão galvânica: E par Referência: Autoria da figura: Rodrigo César Nascimento Liberto, para efeito de Mestrado 27/jul/2004. PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 6

7 A corrosão galvânica pode ser utilizada como uma forma de proteção contra corrosão. É o caso dos Aços Galvanizados (por eletrodeposição de Zn ou por imersão a quente). O Zn é o elemento menos nobre. Quando o aço é recoberto de Zn, numa falha do revestimento tem-se a corrosão preferencial do Zn, enquanto o aço permanece imune. sto ocorre porque o Zn coloca o aço abaixo do potencial de equilíbrio do Fe. Para Casa: Procure ler sobre este assunto e esquematize as curvas de polarização que explicam esse processo de proteção. (Este tipo de proteção é conhecida como Proteção Catódica por anodo de sacrifício. O termo Catódica se deve à polarização catódica do Fe pelo elemento Zn.) PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 7

8 Exemplo de Falha por Corrosão Galvânica Referência: Trabalho (Monografia) apresentado por Eduardo Franco de Monlevade na disciplina PMT MECANMO DE CORROÃO DO MATERA METÁLCO, no 1. Período de eção transversal de um terminal com acabamento superficial do tipo ENG (Electroless ckel/mmersion Gold). As espessuras das camadas de níquel e ouro estão dispostas na figura. Manchas nos terminais recobertos de ouro; imagem de elétrons retroespalhados. PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 8

9 Vista detalhada de uma das manchas e análise química por ED do produto encontrado sobre o terminal. Provavelmente, a fonte de cloro foi algum produto usado na limpeza superficial do níquel antes da imersão no banho de ouro. Outra fonte possível mas muito menos provável (aliás, pouquíssimo provável) é a embalagem, que é fabricada em PVC. e o acúmulo de umidade na embalagem tiver causado degradação desta, o cloro poderia ter contaminado os terminais estando em solução. Porém, não foi detectada degradação da embalagem durante a inspeção. Terminais submetidos a ensaio acelerado por 1000 horas. Nota-se o espalhamento descontrolado do óxido de níquel. PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 9

10 Falhas no revestimento de ouro do terminal: vista superior de um poro no ponto triplo de contorno de grão e seção transversal. Formação de óxido de níquel sobre o revestimento de ouro do terminal. PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 10

11 Mecanismo de exposição do níquel ao oxigênio por meio de falha na camada de ouro, segundo Meng et al. (Discoloration related failure mechanism and its root cause in Electroless ckel mmersion Gold (ENG) Pad metallurgical surface finish. Meng, C. K., elvamuniandy, T.. e Gurumurthy, C. s.l. : EEE, Proceedings of the 11th nternational Packaging and Failure Analysis ymposium.) mpurezas podem ficar impregnadas na camada de ouro depositada por imersão no metal líquido. Durante o resfriamento do recobrimento ou a montagem do componente, que costuma incluir processos de cura a quente de partes plásticas, essas impurezas evaporam, deixando atrás de si uma cavidade no revestimento de ouro. Os íons cloreto presentes no eletrólito diminuem o ph da solução na porosidade do revestimento de ouro. Em phs baixos, há a tendência de aumento da formação de íons +2. PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 11

12 A linha de equilíbrio da reação de O 2 encontra-se no campo de imunidade do Au. Portanto, não há corrosão do Au. O potencial de eletrodo do Au é maior que o potencial de equilíbrio da reação de O 2. Considerando ph=7, E Au+3/Au = 1,05V H ph=7, E O2/OH- = 0,817V H PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 12

13 PMT CORROÃO E PROTEÇÃO DO MATERA - Neusa Alonso-Falleiros 13

14 Potencial (V,EC) 1,50 1,30 1,10 0,90 =+2 + 2e Au=Au+3 + 3e Oxigênio rvas de polarização de e Au individuais para o par galvânico. 0,70 0,50 0,30 0,10-0,10-0,30-0,50 1E-8 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 Densidade de corrente (A/cm2) 14