CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA E COMPOSICIONAL DAS LIGAS Co-Cu OBTIDAS POR VOLTAMETRIA LINEAR DE VARREDURA

Jorge T. Matsushima (PG) e Ernesto C. Pereira(PQ)

Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica, Departamento de Química, Universidade Federal de São Carlos, C.P.: 676, 13560970, São Carlos – SP, email:decp@power.ufscar.br

palavras-chave: eletrodeposição, cobalto e cobre

O estudo de diferentes tipos de ligas é de interesse industrial e tecnológico devido às perspectivas de serem obtidas com melhores propriedades mecânicas, elétricas, magnéticas e óticas interessantes. A preparação desses materiais podem ser feitas por diferentes processos físicos ou químicos visando a obtenção de materiais com microestruturas e composição química modificadas, as quais influenciam diretamente em suas propriedades [1]. Entre os processos de deposição conhecidos, a eletrodeposição apresenta a vantagem de ser um processo efetivo para a produção de filmes extremamente finos. Em particular, as ligas Co-Cu obtidas por eletrodeposição tem despertado grande interesse, por apresentarem solubilidade quase zero em temperatura ambiente, que faz um ótimo candidato para a preparação de ligas metaestáveis com excelentes propriedades magnéticas [2]. Desta forma, o objetivo deste trabalho é a caracterização morfológica e composicional das ligas Co-Cu eletrodepositadas obtidas por voltametria linear de varredura.

Para a preparação das ligas Co-Cu foi utilizado um banho contendo 0.5M de CoSO₄, 0.1M; 0.05M; 0.025M e 0.01M de CuSO₄ e 1.0M de Na₂SO₄. Os eletrodepósitos foram obtidos em uma célula eletroquímica de um compartimento, utilizando-se como eletrodo de referência, calomelano saturado, eletrodo de trabalho, disco de Pt (área geométrica de 0.2 cm²) e como contra eletrodo, uma placa de Pt. A instrumentação utilizada consistiu em um potenciostato EG&G PAR modelo 283 e software M270. As medidas de microscopia, EDX e mapeamento por raios X foram realizadas por um microscópio eletrônico de varredura da ZEISS modelo DSM 94 DA e um espectrômetro digital Princeton Gamma Tech modelo PRISM.

As ligas Co-Cu foram eletrodepositadas por voltametria linear de varredura à uma velocidade de varredura de 5mVs^-1, com potencial inicial de 0.8V e potencial final de –1.1V. A cada liga eletrodepositada, foram realizados os estudos dos processos de dissolução com o intuito de identificar a composição química das ligas eletrodepositadas. Observou-se o aparecimento de dois picos de dissolução através dos voltamogramas de dissolução das ligas Co-Cu eletrodepositadas obtidos por voltametria linear de varredura com o potencial final de –1.1V. O primeiro pico está associado com a dissolução da liga Co-Cu e o segundo pico associado com a dissolução de cobre. A Tabela I mostra as porcentagens atômicas de cobalto e cobre relativas aos dois picos de dissolução em cada composição de liga Co-Cu eletrodepositada, que foram determinadas por absorção atômica.

Tabela I: Composição química relativa das ligas Co-Cu eletrodepositadas por voltametria linear de varredura.

A Figura 1 traz as micrografias (ampliação de 5000x) das ligas Co-Cu eletrodepositadas sobre eletrodo de platina, obtidas por voltametria linear de varredura. Observa-se uma modificação na morfologia dos eletrodepósitos, sendo esta modificação consistente com a variação do conteúde de cobre nas ligas . A medida que aumenta a concentração de cobre na composição de banho, a morfologia passa a ter um aspectos de grãos mais compactos.

Figura 1: Micrografias dos eletrodepósitos de liga Co/Cu em meio de sulfato obtida por varredura linear de potencial à uma velocidade de 5mVs^-1, com E_inicial: 0.8V e E_final: -1.1V. (a) 0.5M Co²⁺+0.1M Cu²⁺ (1:5) e (b) 0.5M Co²⁺+0.05M Cu²⁺ (1:10).

[1] D. Landolt, Electrochimica Acta, 39 (1994) 1075.

[2] R. Lopez, J. Herreros, A. Garcia – Arribas, J. M. Barandiaram, M. L. Fdez – Gubieda; J. Magn. Magn. Mat., 196 – 197 (1997)53

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