Ensaios de filmes de titânio por meio de plasma, com o uso de gaiola catódica, depositados em aços estruturais SAE 1020 e lâminas de vidro, para caracterização morfológica e eletroquímica em eletrólito de fertilizantes

Abstract

RESUMO: Filmes de titânio dopados e não dopados com carbono foram depositados sobre substratos de aço SAE 1020 e substrato de vidro, utilizando a técnica de sputtering em gaiola catódica dupla a fim de verificar a sua influência sobre as propriedades físicas estruturais, dureza, e de taxas de corrosão em meio saturado de fertilizantes. Foram utilizados como atmosfera apenas o hidrogênio, em um fluxo de 200 sccm, a uma temperatura 260 °C, com pressão de 0,7 Torr, por um tempo de 06 horas. Com uso do confocal foi possível medir as espessuras dos filmes depositados sobre as superfícies dos substratos com até 597,71 nm. As análises de polarização e impedância demonstraram a redução na taxa de corrosão nas amostras com filme depositado em potenciais positivos. Todos os ensaios foram feitos em eletrólito composto por mistura de fertilizantes obtidos na VALE S.A. A Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectroscopia de Energia Dispersiva forneceu dados sobre a homogeneidade do filme e características estruturais e sua morfologia, sendo possível a identificação da presença do titânio na composição química dos filmes depositados. Os ganhos de dureza acima de 17% e as características de curva de carga e descarga obtidos com endentação instrumentada. De maneira geral, os filmes obtidos tiveram ganhos de resistência à corrosão e de dureza, apresentando-se como alternativa vantajosa para aplicação em ambientes de trabalho com fertilizantes.

ABSTRACT: Films of titanium and carbon-doped titanium were deposited on SAE 1020 steel substrates and glass substrate using the double cathodic cage sputtering technique in order to verify their influence on structural physical properties, hardness, and corrosion rates in saturated fertilizer environment. Hydrogen was used as atmosphere only, in a flow of 200 sccm, at a temperature of 260 ° C, with a pressure of 0.7 Torr, for a time of 06 hours. With the use of confocal it was possible to measure the thickness of the films deposited on the substrate surfaces up to 597,71 nm. Polarization and impedance analyzes showed a reduction in corrosion rate in positive potentials of film deposited on samples. All assays were performed on an electrolyte composed of a mixture of fertilizers obtained from VALE SA. Dispersive Energy Scanning Electron Microscopy provided data on the homogeneity of the film and its structural characteristics and its morphology. chemistry of deposited films. Hardness gains above 17% and loading and unloading curve characteristics obtained with instrumented indentation. In general, the obtained films had gains of corrosion resistance and hardness, presenting as an advantageous alternative for application in fertilizer work environments.