AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE JOIAS FOLHEADAS A OURO EM EXPOSIÇÃO À SOLUÇÃO SALINA

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1 AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE JOIAS FOLHEADAS A OURO EM EXPOSIÇÃO À SOLUÇÃO SALINA Maurício Vincenzi 1 Fabiana Mallmann 2 Resumo: Joias folheadas são adornos produzidos a partir de latão e outros materiais base que possuem uma camada de metal precioso recobrindo a peça em toda sua superfície. Como a peça possui varias camadas de metais, e um deles é o cobre que possui alto teor oxidativo, existe a necessidade de aplicação de uma liga metálica como isolante para esse metal. Utilizam-se para isso ligas de bronze ou de níquel aplicados em camada sobre o cobre. Com o objetivo de verificar qual liga metálica é mais resistente aos fatores externos, o presente trabalho apresenta como foram realizados testes de corrosão acelerada pelo método de exposição à névoa salina utilizando amostras com variação na liga metálica utilizadas como isolante (Bronze e Níquel) e amostras com ausência dessas ligas. Após isso, realizou-se também o teste de microscopia eletrônica de varredura (MEV), que tem por finalidade gerar imagens ampliadas do estado da superfície das amostras. Verificaram-se após os testes realizados que as amostras que apresentaram maior alteração foram as que possuíam ausência de camada isolante do cobre e as amostras com presença de liga de Níquel enquanto as amostras com liga de Bronze resistiram às condições submetidas apresentando poucos sinais de alteração no produto final. Palavras-chave: joias folheadas, corrosão, ligas metálicas, névoa salina. 1 INTRODUÇÃO A joia folheada desafia a tradição milenar da joalheria, podendo se aliar às tendências da moda e assim, cumprir sue papel: adornar (INFOJOIA, 2010). Define-se como joia folheada a peça confeccionada por diferentes materiais e coberta por metal precioso (em geral ouro, prata e ródio). O teor de metal precioso depositado é mais alto que nas peças que recebem o banho para bijuterias (INFOJOIA, 2010). 1 Aluno do curso Técnico em Química do Centro Universitário UNIVATES Lajeado/RS. mvincenzi@universo.univates.br 2 Química Industrial, Formação Pedagógica para Docentes; Professora no Centro Universitário UNIVATES Lajeado/RS. fabi_mall@hotmail.com

2 A galvanoplastia, ou processo de tratamento de superfície, apresenta vasto campo de aplicação. Para fins decorativos, temos além das bijuterias, metais sanitários, peças automotivas, emblemas e outros tipos de peças em que a estética é primordial. Além desta função estética em muitas aplicações existe a necessidade de fornecer às peças características de resistência à abrasão, à corrosão, entre outros problemas que são solucionados com o uso desse processo (Santos et al, 2005, p.17). Com o crescente aumento na produção de joias folheadas, viu-se a necessidade da realização de alguns testes para verificar a qualidade e durabilidade dos produtos oferecidos. Nessa intenção, este trabalho demonstra como foram realizados alguns experimentos em produtos de uma indústria de joias folheadas, utilizando os testes de exposição à névoa salina e posteriormente microscopia eletrônica de varredura. 1.1 Objetivo O presente trabalho tem por objetivo, verificar e comparar a diferença e durabilidade entre ligas metálicas aplicadas no processo de banho de joias (galvanoplastia) utilizando amostras folheadas com presença de Níquel, liga de bronze e ausência de ambas mediante exposição à solução salina em câmara fechada simulando uma atmosfera agressiva. Após serão realizados os testes de microscopia eletrônica de varredura (MEV) o qual consiste em gerar imagens ampliadas do estado da superfície da amostra. 1.2 Justificativa Comparar o comportamento de diferentes ligas metálicas em um meio específico (névoa salina) com o propósito de selecionar o metal mais apropriado para o processo envolvido evitando assim posteriores complicações que podem surgir na superfície do recobrimento metálico do produto.

3 2 GALVANOPLASTIA Galvanoplastia é o processo utilizado pelos fabricantes de joias para aplicar o ouro ou outro metal precioso sobre um metal base como o latão e outras ligas. (INFOJÓIA, 2013). Por um processo eletrolítico, as partículas do metal precioso são atraídas para a superfície do metal base e nele se depositam em camadas, recobrindo a peça com a cor dourada, prateada ou outra, dependendo da composição do banho de metais utilizados no processo galvânico. (INFOJOIA, 2013). O processo é constituído de várias etapas, que devem ser seguidas rigorosamente a fim de garantir a qualidade do produto. Figura 01 - Fluxograma do processo de galvanoplastia em indústria de joias folheadas. Fonte: Do autor. É um processo comumente utilizado, pois se consegue revestimento muito fino e relativamente livre de poros. É economicamente importante porque se consegue proteção adequada com uma camada bem fina, evitando-se o excesso do metal eletrodepositado, que pode ser caro. (GENTIL, 2003, p.240). Antes da etapa de acabamento final, quando a peça recebe o banho com o metal precioso propriamente dito, a superfície do latão ou outro metal-base deve sofrer preparação,

4 por polimento mecânico/químico e aplicação de camadas de outros metais (INFOJOIA, 2013). O níquel é um desses metais, pois proporciona resistência, brilho e nivelamento à superfície da peça, a baixo custo. Porém, o seu fator alergênico tem desestimulado a indústria a empregá-lo, visto que muitos países já dispõem de legislação restringindo o uso do níquel em artigos de joalheria. (INFOJOIA, 2013). Quanto menor for a camada de metal precioso a ser aplicada, maior a necessidade da camada de níquel como camada intermediária. Para substituir o níquel [...] os fabricantes de folheados vem recorrendo ao BRONZE - liga com estanho, cobre e zinco - devido às suas boas características de dureza, brilho e resistência à corrosão (INFOJOIA, 2013). O efeito nocivo de saúde mais comum de níquel em seres humanos é uma reação alérgica. Aproximadamente 10-20% da população é sensível ao níquel. [...] Em algumas pessoas, o uso de joias que contém níquel produz irritação na pele (ECO-USA, 2013). 3 TESTE DE SALT SPRAY E MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV) A interpretação dos resultados obtidos dos testes de corrosão é a mais fraca ligação da cadeia. Logicamente nenhum teste dá uma resposta clara se a peça irá ou não, quando galvanizada, com certa camada, resistir à corrosão em qualquer atmosfera (SPINELLI, 2000, p.4). Muitos testes específicos de corrosão têm sido usados por compradores ou por fabricantes como um controle de qualidade de aceitação e para estabelecer limites. Novamente estes limites são somente satisfatórios para testes específicos requeridos (SPINELLI, 2000, p.5). Conceituando o teste de salt spray, Spinelli (2000, p.3) disse que, este é um dos mais velhos testes de corrosão acelerada ainda em uso. Para este, [...] é usado uma câmara de vapores que vaporiza uma solução de cloreto de sódio a 5% sobre o trabalho, por um tempo

5 específico. [...] É principalmente usado na indústria de eletrodeposição de zinco e outras áreas de deposições decorativas onde a resistência à corrosão é exigida, mas, a atmosfera na qual a peça é sujeita no uso real é menos severa. [...].. Como argumentam Dedavid et al (2007, p.9), A principal função de qualquer microscópio é tornar visível ao olho humano o que for muito pequeno para tal. O MEV é um dos mais versáteis instrumentos disponíveis para a observação e análise de características microestruturais de objetos sólidos. A principal razão de sua utilidade é a alta resolução que pode ser obtida quando as amostras são observadas (Dedavid et al, 2007, p.10). Um microscópio eletrônico de varredura (MEV) consiste em utilizar um feixe de elétrons de pequeno diâmetro para explorar a superfície da amostra, ponto a ponto, por linhas sucessivas e transmitir o sinal do detector a uma tela catódica cuja varredura está perfeitamente sincronizada com aquela do feixe incidente. [ ] O feixe pode ser guiado de modo a varrer a superfície da amostra segundo uma malha retangular. O sinal de imagem resulta da interação do feixe incidente com a superfície da amostra. [...] A maioria dos instrumentos usa como fonte de elétrons um filamento de tungstênio (W) aquecido, operando numa faixa de tensões de aceleração de 1 a 50 kv. O feixe é acelerado pela alta tensão criada entre o filamento e o ânodo. [...] O feixe interagindo com a amostra produz elétrons e fótons que podem ser coletadas por detectores adequados e convertidas em um sinal de vídeo. (Dedavid et al, 2007, p.11). 4 METODOLOGIA PROPOSTA Para realizar o experimento serão utilizadas amostras de joia folheada a ouro, porém com variações nas camadas depositadas anteriormente a este metal. Os testes serão realizados em triplicata, a fim de se obter maior confiança nos resultados e conferir características de reprodutibilidade para o estudo.

6 As amostras possuirão de diferencial entre si a camada isolante do banho de cobre, que consiste em evitar a migração do mesmo para a camada de ouro, tornando-a avermelhada. Tabela 1 Variação nas ligas metálicas das amostras Amostra A Amostra B Amostra C Liga de Níquel Liga de Bronze Ausência de camada isolante Fonte: Do Autor As amostras passarão por exposição a uma solução salina onde diariamente serão feitas verificações sobre o estado da camada metálica depositada até que as mesmas apresentem alterações significativas na superfície ocasionadas pela ação do agente oxidante utilizado. Vale salientar que o método descrito é realizado seguindo o exigido pela NRB 8094 ABNT, norma que rege o teste de salt spray. Para obter um resultado mais preciso, algumas amostras serão encaminhadas para análise de Microscopia eletrônica de Varredura, método o qual produz imagens de alta ampliação e resolução da peça analisada. Essa análise será realizada no ITT FUSE - Instituto Tecnológico em Ensaios e Segurança Funcional UNISINOS. 5 DISCUSSÃO E RESULTADOS 5.1 Salt spray A partir do teste de salt spray realizado, puderam-se notar significativas alterações em algumas das amostras utilizadas para este teste. Qualitativamente, fazendo-se uma média entre as peças analisadas, verificou-se que as amostras apresentaram as características descritas na Tabela 2 a seguir:

7 Tabela 2 Resultados qualitativos do teste de salt spray Amostras A - Níquel Amostras B Bronze Amostras C Ausência de camada isolante Alteração na tonalidade da cor de ouro, com incidência de migração de cobre para a camada superficial da peça. Fonte: Do autor. Quanto à cor a amostra manteve-se estável, apresentando poucos sinais de aparecimento cobre e seus respectivos óxidos sobre a camada final de ouro. Tonalidade de cor de ouro avermelhada, com grande quantidade de manchas características de cobre sobre a camada de ouro. Verificou-se então que as amostras A e C não apresentaram resultados satisfatórios, pois permitiram o aparecimento de óxidos provavelmente provenientes da migração do cobre para a superfície do produto. As amostras B apresentaram uma tonalidade mais estável em relação às demais amostras, não possibilitando a migração do cobre para a superfície do produto, proporcionando assim uma qualidade melhor para o recobrimento final do folheado. 5.2 Microscopia eletrônica de varredura MEV Após realização do teste de salt spray verificou-se ser necessária à aplicação de algum teste de maior confiabilidade e que possuísse caráter quantitativo para avaliar se as amostras haviam ou não resistido à análise inicial. Por esse motivo incluiu-se o teste de microscopia eletrônica de varredura (MEV). O teste de MEV realizado gerou as respectivas imagens, onde é possível fazer comparações do estado das amostras antes e após o teste de salt spray.

8 Figura 02 Amostra A Presença de Liga de Níquel sem exposição ao salt spray. Fonte: ITT FUSE, Figura 03 Amostra A Presença de Liga de Níquel após exposição ao salt spray. Fonte: ITT FUSE, 2013.

9 Figura 04 Amostra B Presença de Liga de Bronze sem exposição ao salt spray. Fonte: ITT FUSE, Figura 05 Amostra B Presença de Liga de Bronze após exposição ao salt spray. Fonte: ITT FUSE, 2013.

10 Figura 06 Amostra C Ausência de camada isolante sem exposição ao salt spray. Fonte: ITT FUSE, Figura 07 Amostra C Ausência de camada isolante após exposição ao salt spray. Fonte: ITT FUSE, 2013.

11 Observou-se no teste de MEV que as amostras B apresentaram maior resistência à exposição à névoa salina, possuindo poucos sinais de oxidação e migração cúprica, enquanto a que menos resistiu foi à amostra B, seguida da amostra C onde pode verificar-se grande quantidade de sinais escuros, indicativos de ataque salino. 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS A partir dos resultados obtidos pôde-se observar que produzir joias folheadas de qualidade requer a utilização de ligas metálicas apropriadas e resistentes a fatores externos. Muitas empresas utilizam no processo de folheação de joias ligas de Níquel como sendo uma liga com boas características para seus produtos. Porém, através deste trabalho pode verificarse que a melhor alternativa vem a ser a utilização de ligas de Bronze, que além de resistir melhor às condições submetidas, não possui caráter alergênico como o Níquel. A não utilização de camada isolante também não é uma boa opção, visto que o resultado obtido também não foi satisfatório. REFERÊNCIAS BRITO, Natilene M.; AMARANTE, Ozelito P. J.; POLESE, Luciana; RIBEIRO, Maria L. Validação de métodos analíticos: estratégia e discussão Pesticidas: R.Ecotoxicol. E Meio Ambiente, Curitiba, v.13, p , Jan/dez DEDAVID, Berenice A.; GOMES, Carmem I.; MACHADO, Giovanna. Microscopia eletrônica de varredura: aplicações e preparação de amostras - Materiais Poliméricos, metálicos e semicondutores - Porto Alegre: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, EDIPUCRS, Disponível em: < Acesso em: 03 Nov ECO-USA. Níquel. Toxicological Profile for Nickel, Disponível em: < Acesso em: 20 Set

12 GENTIL, Vicente. Corrosão. 4ª edição - Rio de Janeiro, RJ - LTC - Livros técnicos e científicos editora S.A INFOJOIA. Processos de produção de joia folheada. Disponível em: < Acesso em: 16 Set ITT FUSE, Instituto Tecnológico em Ensaios e Segurança Funcional. Teste de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). São Leopoldo: UNISINOS, NBR 8094 ABNT, Material metálico revestido e não revestido Corrosão por exposição à névoa salina. SANTOS, Mateus S. d.; YAMANAKA, Hélio T.; PACHECO, Carlos E. M. Bijuterias. São Paulo: CETESB, Disponível em: < Acesso em: 10 Set SPINELLI, Domingos J C. Surtec, Abril de Testes de corrosão. Disponível em: < > Acesso em: 7 Out