METALIZAÇÃO DE SUPERFÍCIES NÃO CONDUTORAS: ABS

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1 MTLIZÇÃO D UPFÍCI NÃO CONDUTO: B Leonardo odrigues Maria Inês maral Maria Inês esende Maria Inês ocha Maria João Vilela ofia ira-velha quipa 2 - Mestrado Integrado em ngenharia Química 2013/2014

2 Temas a abordar 2 Processos de metalização - tapas de pré-tratamento - tapas de deposição metálica nálise dos diversos processos squema para um dos processos escolhidos nálise de custos plicações

3 Introdução 3 umento do uso de materiais plásticos devido à sua ampla faixa de utilização; Metalização dos plásticos Confere propriedades que o material não possuía anteriormente.

4 O que é a metalização? 4 Consiste em revestir uma determinada peça ou apenas parte dela, com um metal, ou uma sandwich de metais (vários estratos sucessivos metálicos). Objectivos - Propriedades químicas: corrosão - Propriedades mecânicas: desgaste. - Fins decorativos: aparência metálica - Fins técnicos

5 Processos de metalização 5 letrodeposição : célula eletroquímica. lectroless : deposição sem corrente, célula de ação local recorrendo a um redutor. Imersão a quente : fenómenos de difusão.

6 Processos de metalização 6 Projeção à pistola (vulgarmente dita na prática de metalização à pistola): metal fundido projetado por um fluxo de gás inerte. Fluxagem: metal disperso num meio, sendo depois fundido por aquecimento.

7 Metalização em superfícies não condutoras 7 Necessidade de tornar condutora a superfície Criação de uma estrutura cavernosa para promover aderência do metal Desenvolvimento de nanopartículas catalíticas Deposição metálica via electroless letrodeposição de vários estratos metálicos

8 O que é o B? 8 O crilonitrilobutadieno-estireno (B) é um copolímero composto por três monómeros: acrilonitrilo, butadieno e estireno. Principais características: resistência mecânica, tenacidade, rigidez, boa aparência e leve.

9 O que é o B? 9 Monómeros crilonitrilo Butadieno stireno Concentração (%) 20 a a a 60 Funcionalidade esistência térmica e química esistência ao impacto e alongamento Brilho, maleabilidade e rigidez

10 Tratamento de superfície do B 10 É composto por: Preparação da superfície Deposição metálica

11 11 Preparação da superfície Desengorduramento Decapagem Proteções temporárias

12 Desengorduramento 12 emoção de gorduras, óleos, matéria orgânica, e sujidade das peças. Utilização ou soluções aquosas com sais alcalinos, ou orgânicas compatíveis com o copolímero.

13 13 B (crilonitrilo-butadieno-stireno) Vista da ecção Transversal Ideal stireno-crilonitrilo Matriz do Copolímero Moléculas de Butadieno Material Moldado por Injeção

14 14 DCPGM Oxidação Química Baixa orientação da superfície Ácido Crómico Oxidação do Butadieno À uperfície -Ácido Crómico -Ácido ulfúrico -Temperatura levada Cr 6+ + Butadieno Cr 3+ + ubprodutos

15 15 DCPGM Oxidação Química uperfície ltamente Orientada Ácido Crómico Oxidação do Butadieno À uperfície -Ácido Crómico -Ácido sulfúrico -Temperatura levada Cr 6+ + Butadieno Cr 3+ + ubprodutos

16 B Decapado 16 BY T-45 uperfície 2,000 X MV (Microscopia letrónica de Varrimento) Material Moldado

17 17 NUTLIZÇÃO edução do Crómio Hexavalente (ção de lavagem)) e - s Cr 6+ Cr 6+ Cr 6+ Cr e - Cr 3+ C 2 O 4 2-2CO 2 + 2e - redutor ácido oxálico

18 18 TIVÇÃO stanho(n 2+ ) e Paládio (Pd) Coloidal dsorção sobre a uperfície n 2+ n e - Pd e - Pd n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+ n 2+

19 Nanopartículas catalíticas 19 strutura da micela de stanho/paládio Micela Diâmetro: Médio: 2-10 nm Máximo: 100 nm

20 20 CLDO emoção de stanho Usando ácidos Inorgânicos (HCl) ou Orgânicos ítios tivos do Catalisador

21 DPOIÇÃO QUÍMIC 21 COB ou NÍQUL 12 1 Cu e - Ni e - Cu o Ni o 9 Min. 6 3 Formação de Ilhas de Cobre

22 22 DPOIÇÃO QUÍMIC COB ou NÍQUL 12 Cu e - Ni e - Cu o Ni o 9 Min ncoragem das Ilhas

23 23 DPOIÇÃO QUÍMIC COB ou NÍQUL 12 Cu e - Ni e - Cu o Ni o 9 8 Min. 6 3 spessura do cobre depositado

24 24 DÃO LIGÇÃO MCÂNIC (ncoragem por aliências e Cavidades) Metal Depositado

25 evestimento deposição química (1ª camada) spessura 0.35 µm 25 Ç Ã O T N V L ubstrato Plástico DPOIÇÃO QUÍMIC

26 26 LTODPOIÇÃO D COB e - e - Barramento Catódico Cátodo e - e - e - e - GDO D CONT CONTÍNU evestimento material  N O D O P T P T P T P T P T P T  N O D O eação Catódica edução Cu e - Cu o Ião Metal eação nódica Oxidação Cu o - 2e - Cu 2+ Metal lerões da corrente letrões da corrente Ião

27 27 LTODPOIÇÃO D COB Ânodos inseridos em sacos de polipropileno

28 28 OPÇÕ D LVGM ntre as diversas operações para eliminar resíduos istema dupla cascata istema chuveiro

29 COB FLH : banho alcalino de pirofosfato (2ª camada) spessura 1.0 µm 29 C Ç Ã O T N V L ubstrato Plástico FLH DPOIÇÃO QUÍMIC

30 BNHO ÁCIDO D COB (3ª camada) spessura 20 µm 30 C Ç Ã O T N V L ubstrato Plástico COB ÁCIDO FLH DPOIÇÃO QUÍMIC

31 NÍQUL MI-BILHNT (4ª camada) spessura 15 µm 31 C Ç Ã O NÍQUL MI-BILHNT T N V L ubstrato Plástico COB ÁCIDO FLH DPOIÇÃO QUÍMIC

32 NÍQUL COM LTO TO D NXOF (5ª camada) spessura 1.0 µm 32 C Ç Ã O T N V L NÍQUL COM LTO TO D NXOF NÍQUL MI-BILHNT COB ÁCIDO FLH DPOIÇÃO QUÍMIC ubstrato Plástico

33 NÍQUL BILHNT (6ª camada) spessura 10 µm 33 C Ç Ã O T N V L NÍQUL BILHNT NÍQUL COM LTO TO D NXOF NÍQUL MI-BILHNT COB ÁCIDO FLH DPOIÇÃO QUÍMIC ubstrato Plástico

34 NÍQUL POOO (7ª camada) spessura 2.0 µm NÍQUL POOO 34 C Ç Ã O NÍQUL BILHNT NÍQUL COM LTO TO D NXOF NÍQUL MI-BILHNT T N V L ubstrato Plástico COB ÁCIDO FLH DPOIÇÃO QUÍMIC

35 35 C Ç Ã O LTODPOIÇÃO D CÓMIO (8ª camada) spessura 0.25 µm CÓMIO NÍQUL POOO NÍQUL BILHNT NÍQUL COM LTO TO D NXOF NÍQUL MI-BILHNT T N V L ubstrato Plástico COB ÁCIDO FLH DPOIÇÃO QUÍMIC

36 36 PLICÇÕ D MTLIZÇÃO DO B

37 nálise de Custos 37 spectos a considerar na análise de custos na Metalização: Material do substrato; Mão-de-obra; quipamento usado; evestimento: metal ou metais a depositar; Consumo de água; istemas auxiliares da unidade: energia, água, etc.

38 MTII 38 Material do substrato: dependente do copolímero ou polímero, formas e processo de fabrico. evestimento metálico depende de: Área a metalizar. Difícil de calcular devido às formas que a peça pode tomar; por vezes faz-se uma aproximação a formas conhecidas. spessura do revestimento De acordo com as especificações, função do metal e utilização do material.

39 39 VTIMNTO MTÁLICO: custos (μm)

40 40 VTIMNTO MTÁLICO xemplos de custos em função do metal e espessura Material Massa específica 1 [g/cm 3 ] spessura variação 2 [µm] spessura 3 típica [µm] Preço 4 [DKK/Kg] Preço [euros/kg] Latão 8, ,68 Bronze 8, ,02 Crómio 7, (duro); 0,25-1 (macio) 100/ 0,5 8 1,07 Cobre 8, ,35 Ouro 19,3 0,1-3 1, ,1 Níquel 8, ,72 Platina 21, ,2 Paládio 11, ,182 Prata 10,5 2, , ,685 stanho 7, ,71 Zinco 7, ,34

41 Conclusão 41 Face à necessidade de preservar as matériasprimas naturais, neste caso os metais, há que desenvolver tecnologias que reduzam o seu consumo. desenvolver novos materiais, mais leves e mais baratos B melhorar a tecnologia de deposição metálica de superfícies não condutoras.

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