Efecto sinergético de distintos aditivos en la electrodeposición de aleaciones de cinc-níquel
Zulema A.Mahmud, Irene L. Alanis y Carlos A. Moina
E- mail: moina@inti.gov.ar
Introducción: Por su importancia industrial, las aleaciones Zn/Ni han sido motivo de numerosas investigaciones. En particular es de
interés determinar el mecanismo de la acción de los aditivos orgánicos en la cinética de electrodeposición. Gran cantidad de compuestos han sido estudiados y usados industrialmente, sin embargo, poco es lo que se sabe sobre la acción combinada de los aditivos. En el presente trabajo se presentan algunos resultados parciales sobre el sinergismo presentado por algunos aditivos orgánicos en la codeposición de aleaciones Zn/Ni en la, así llamada, región anómala de densidades de corriente.
Parte Experimental
Se utilizó un baño con NiSO4 1,36 M + ZnSO4 0,84 M pH 5 y los depósitos se realizaron a temperatura ambiente. En todos los casos se utilizaron drogas p.a. y agua bidestilada. Para los electrodepósitos realizados en celda de Hull se utilizó una alimentación que provee densidades de corriente entre 5 A/dm2 y 180 A/dm2 a lo largo del cátodo. Se utilizó un ánodo de níquel puro 99,9% previamente lavado con ácido nítrico 50% v/v y enjuagado con agua destilada. El cátodo de acero fue desengrasado con alcohol isopropílico y lavado con agua destilada antes de sumergir en la celda. La solución se mantuvo a temperatura ambiente y en movimiento a través de un agitador magnético. El tiempo de electrólisis fue de 5 minutos. Una vez finalizado el experimento las muestras fueron lavadas con agua destilada y alcohol isopropílico, secadas al aire y mantenidas en desecador. Las medidas de contenido en níquel de los depósitos se realizaron en un equipo de fluorescencia de rayos X, Fischer XUVM, calibrado contra un juego de patrones certificado. La morfología de los depósitos se observó con un microscopio electrónico de barrido. Para los estudios electroquímicos se utilizó una celda convencional de tres electrodos con el electrodo de trabajo de disco rotante. Como contraelectrodo se utilizó alambre de platino y un electrodo de referencia de Hg / Hg2SO4. Como electrodo de trabajo se utilizó una barra de acero AISI 1010 de 0,6 cm de diámetro, encapsulada en un material inerte. La superficie de acero expuesta se pulió con papel esmeril 600 antes de cada ensayo. La solución fue desoxigenada por burbujeo con nitrógeno. Las curvas de polarización potenciodinámicas se trazaron a 10 mV/s y 600 rpm.
Resultados
En el gráfico de la Figura 1 se puede observar la variación del contenido de níquel en el electrodepósito de aleación de cinc/níquel, en función de la densidad de corriente catódica, para distintos aditivos. Se puede observar un efecto sinergético cuando se utiliza una mezcla de aditivos. Las curvas potenciodinámicas de la Figura 2 muestran también sinergismo en la densidad de corriente del pico presente alrededor de -1,5 V.
Figura 2
tiourea 1*10-4 molar 0
Influencia en la composición del electrodepósito
Figura 1
16 14 12 10 8 6 4 2 0
0
Sin Aditivo sacarina 1*10-4 molar tiourea 1*10-4 molar butinodiol1*10-4 molar tiourea 1*10-4 molar+butinodiol 5*10-5 molar
20
40
60
80
Densidad de Corriente en A/dm2
Densidad de corriente en A/dm 2
% de Níquel en el depósito
-5 butinodiol 2,5*10-4 molar
tiourea 1*10-4 molar+butinodiol 2,5*10-5 molar -10
-15
-20
-2,5
-2,0
-1,5
-1,0
potencial en Volt
En la Figura 3 se muestra la morfología del depósito de aleación cinc/níquel obtenido de un baño de sulfatos con diferentes adiciones. En todos los casos, la concentración de las sustancias orgánicas es de 10-4 M, y la densidad de corriente de deposición de 8 A/dm2. Se puede observar un refinamiento del grano en general, y un depósito muy compacto en el caso del depósito obtenido con la adición de tiourea.
Influencia de los aditivos en la morfología del electrodepósito
Figura 3
Sin aditivo
Tiourea
Butinodiol
Conclusiones
Los aditivos orgánicos estudiados, tienen una fuerte influencia en el contenido en níquel de la aleación electrodepositada, modificando la resistencia a la corrosión de los mismos. En el caso de la mezcla de butinodiol y tiourea se observa un efecto sinergético sobre la composición del depósito. Las medidas electroquímicas confirmaron la existencia de sinergía entre aditivos..
El refinamiento de grano promovido por la presencia de los aditivos mejora las propiedades físicomecánicas del recubrimiento obtenido.
Tiourea + Butinodiol
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