Imagina você manipular uma determinada substancia química numa plataforma misturando com outros reagentes e através de reações químicas se transformarem numa chapa de metal sólido material de níquel. Pois é, pensando desta forma podemos chamar de pura “alquimia de processos” a qual era transformar compostos de matéria prima em metais preciosos.
Na realidade a mistura de substâncias química tecnicamente chamaremos de “eletro-formação. Se compararmos como fazer um “bolo” na cozinha. Ao manipular os ingredientes como: líquidos, pó entre outros, se transformar em massa consistente e homogênea até passar pela fase do calor. A eletro-formação de um modo geral requer know how devido à complexidade e a sensibilidade as condições de processo que envolve a temperatura ambiente, pressão ao processo, tipos de fluidos químicos, condições e ajuste da máquina, além da dosagem proporcional devido esses fatores de condições de processo como por exemplo a quantidade de determinado fluido a uma determinada temperatura para evitar qualquer alteração que possa causa imperfeições na transformação para chapa de metal em níquel. Para isso, são utilizados alguns sistemas de controle como transmissores de temperatura, analisador de pH, condutividade, viscosidade, transmissor de pressão, analisador de densidade, analisador de grau de espessura, medidores de volume e dosagem da vazão e sistema de status da maquina produtora.
“REFERENCIA DE PESQUISA CIÊNTIFICA E ESTUDO DE MANIPULAÇÃO DE METAIS”
A. Ciências Exatas e da Terra – 3. Física – 4. Física da Matéria Condensada
ELETRODEPOSIÇÃO DE NÍQUEL EM SIMULAÇÃO DE MICROESTRUTURAS.
Hiure Anderson Alves da Silva Queiroz 1
Flavio Aristone 1
(1. Departamento de Física – DFI / UFMS )
INTRODUÇÃO:
Dentre as tecnologias de fabricação de microestruturas, destaca-se o Processo LIGA que permite a produção de peças com elevadas espessuras. A palavra LIGA é o acrônimo dos termos em alemão Litographie, Galvanoformunge Abformtechinik: litografia, eletroformação e moldagem. A litografia consiste em transferir um padrão previamente desenhado em uma máscara para uma camada de resina espalhada sobre um substrato, pela exposição a raios-X ou à radiação ultravioleta. A eletroformação é o crescimento de metal em torno do microdispositivo moldado em resina. Esse crescimento pode ser efetuado por deposição eletrolítica, em que um dos eletrodos é o metal que se quer depositar e o outro é a peça que se deseja moldar. Finalmente, a produção em massa pode ser realizada por moldagem, utilizando-se como matriz o molde metálico obtido na eletroformação. Nosso trabalho consiste em ajustar parâmetros que determinam a qualidade da eletrodeposição para banhos de Níquel. A importância deste estudo reside no fato de que o Níquel é um metal com elevada rigidez, permitindo a obtenção de moldes de grande durabilidade, resistentes ao desgaste e à corrosão.
METODOLOGIA:
Nosso trabalho se restringe ao “G” do processo LiGA, que consiste na eletrodeposição metálica para a formação de microestruturas. O crescimento de metal ocorre dentro de uma solução eletrolítica composta, basicamente, por sais do metal destinado ao revestimento. Imersos nessa solução e alimentados por corrente continua estão os eletrodos: ânodo – metal com que se deseja revestir a estrutura e, cátodo – peça que receberá o revestimento. Para a simulação de microestruturas, testamos três tipos de peças: placas de computador com trilhas de fios com larguras e espaçamentos da ordem de 0,5 mm; substrato de fenolite com matrizes de furos feitos com mini-furadeira e peças de cobre em formato cilíndrico com aproximadamente 2cm de diâmetro e 1 cm de altura. Para ocorrer a eletrodeposição é necessário que a peça do cátodo seja revestida por um filme de material condutor.As peças que utilizamos atendem a esse critério, pois: na placa de computador existem as trilhas de cobre que foram interligadas por um fio; a placa de fenolite vem revestida de cobre e a peça cilíndrica já é de cobre. No nosso caso, o metal de revestimento é o Níquel, que cresce, inicialmente, sobre as regiões previamente metalizadas do substrato. O revestimento metálico requer, também, procedimentos especiais de limpeza e desoxidação dos eletrodos, tais como: polimento, lavagem com água e sabão neutro, desengraxe e decapagem para remoção de óxidos.
RESULTADOS:
Temos observado que a pureza dos produtos químicos e a composição percentual do banho são fatores importantíssimos para a qualidade do depósito. Para testar a qualidade da composição do banho combinamos diferentes proporções entre os componentes básicos: sulfato de Níquel, sal responsável pelo fornecimento do Níquel ao banho; cloreto de Níquel, para melhorar a condutividade iônica da solução; ácido bórico, substância tampão, ou seja, que regula o pH; umectante, redutor de tensão na superfície dos eletrodos e facilitador do escape das bolhas de Hidrogênio; aditivos, para controlar o nivelamento e o brilho do depósito, atuando como refinadores dos grãos de Níquel. Temos percebido que variações dessas composições causam diferenças significativas nos depósitos de Níquel. Também os parâmetros, tais como temperatura, pH, densidade de corrente, agitação e filtração da solução interferem na qualidade final da eletrodeposição. Muitos testes estão sendo feitos variando-se, um de cada vez, esses componentes e parâmetros, sempre com a respectiva comparação entre o resultado obtido e os resultados anteriores.
Trabalho de Iniciação Científica
Palavras-chave: Eletrodeposição; Níquel; Microestruturas.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC – Florianópolis, SC – Julho/2006
Fonte: http://www.sbpcnet.org.br/livro/58ra/senior/resumos/resumo_3287.html
O processo ocorre da seguinte forma:
1- Obtenção da matriz (pode ser uma peça em cera, metalina ou qualquer material que possa ser removido após o processo, através de calor ou ataque químico sem prejuízo para o material externo);
2- Revestimento da matriz com material eletrocondutivo (no caso cera e materiais que não conduzem eletricidade);
3- Eletroformação (Banhos) (1ª camada de ouro, 2ª camada fina de cobre para proteger a peça na retirada da matriz);
4 – Retirada da matriz (fazendo-se um pequeno furo no eletroforme, e aplicando-se calor ou imergindo em ácido nítrico (no caso do ouro), remove-se o interno, seja por corrosão ou pelo derretimento dele);
5- Fechamento da peça (fechando-se o furo que permitia a retirada do interno);
6- Acabamento da peça (lixa, polimento, soldagem de pinos, etc.);
Tecnologia LIGA.
A tecnologia LIGA [12] [17] [18] [21] é um termo bastante utilizado em micro-mecânica.
O termo LIGA, originário do alemão, significa Litografia (Litography), Eletroformação
(Galvanoformung) e moldagem (Abformtechnik) ou seja, esta tecnologia envolve etapas semelhantes às empregadas na indústria de CD’s e nos processos de replicação de elementos ópticos. No entanto, aqui, as dimensões envolvidas são ordens de grandeza maiores. Para a fabricação de micro-componentes mecânicos, como por exemplo micro-engrenagens, utilizam-se filmes de fotorresina bastante espessos (cerca de 100m). Espessuras tão altas constituíram uma dificuldade no inicio do desenvolvimento da tecnologia LIGA, pois as fotorresinas desenvolvidas para microeletrônica não atingiam esta espessura. Entretanto, atualmente existem fotorresinas especialmente desenvolvidas para aplicações em micromecânica como a resina SU-8 [12] que podem formar filmes tão espessos e com resistência mecânica suficiente para confeccionar estruturas com razões de aspecto de até 150:1. Por outro lado, a fotogravação em filmes espessos requer o uso de fontes de radiação de alta energia (pouca absorção) e com baixa difração na máscara. Por estes motivos, os primeiros grupos de pesquisa em tecnologia “LIGA” surgiram nos laboratórios síncrotron, onde se utiliza raio-X para a fotogravação de uma máscara metálica. Atualmente, como o avanço e refinamento dos materiais fotossensíveis, é possível utilizar radiação UV na fotogravação gerando estruturas com elevada razão de aspecto (100:1) e paredes verticais [12]. Uma vez obtida a micro-estrutura em fotorresina pode-se confeccionar a partir dela um molde metálico e, a partir deste, gerar réplicas pelas 3 técnicas de discutidas anteriormente. A escolha da técnica para a obtenção da réplica deve levar em conta as características da estrutura, a resolução e limitações de cada técnica.
2.6 Referências.
[10] M. T. Gale, “Replication techniques for diffractive optical elements” MicroeletronicEngineering, 34, p.321-339 (1997).
[11] J. Anagnostis, S. Payett, D. Rowe; “Replication of high fidelity surface relief structures”; Aspe 1999 Spring Topical Meeting. [12] M. Madou, “Fundamentals of Microfabrication”, CRC PRESS (1997).Sistema de Eletroformação.
3.1 Montagens do Sistema de Eletroformação.
A parte inicial deste trabalho de mestrado consistiu na montagem e operação de um sistema de eletroformação de Ni para a confecção dos moldes. O sistema montado em nosso laboratório está mostrado na Figura 3 sendo constituído pela célula eletrolítica (banho e eletrodos), por uma placa quente, uma bomba que promove a circulação e agitação da solução, uma fonte de tensão e instrumentos auxiliares na operação e manutenção do banho.
Na célula eletrolítica encontram-se o cátodo, o ânodo e a solução eletrolítica (banho).
Sistema montado para a eletroformação de níquel. Este sistema é composto por uma célula eletrolítica, uma placa quente, um sistema de agitação e circulação da solução e uma fonte de tensão. Outros instrumentos como o multímetro digital e o ph-metro são utilizados na operação e manutenção do banho.
3.1.1 Preparação da Solução Eletrolítica (Banho).
Devido as suas propriedades, concluímos que o banho a base de sulfamato de níquel é o mais indicado para confecção das matrizes dos elementos ópticos difrativos.
Em nosso caso, devido as limitações de espaço e custo dos produtos, utilizamos um banho com um volume de 2l, cuja composição [14] [23] está mostrada na Tabela 1. Os produtos químicos utilizados no banho foram comprados na Surtec do Brasil Ltda. A solução é preparada diluindo os produtos químicos, nas suas devidas concentrações, em água deionizada. O Sulfamato de Níquel [Ni(NH2SO3)2] é a principal fonte de íons metálicos que serão depositados no cátodo. O Cloreto de Níquel [NiCl26H20] sede alguns íons de níquel para a solução, mas sua principal função é fornecer íons cloreto que promovem a corrosão anódica, [15] auxiliando na manutenção do teor de níquel metálico na solução. Além disso, presença de íons cloreto aumenta o valor máximo da densidade de corrente catódica [15] [25]
O Ácido Bórico exerce a função de tampão na solução evitando variações bruscas do ph principalmente na interface solução – cátodo, denominada filme catódico.
Não é necessário mais que uma mão, para contar nos dedos as indústrias de chapas micro-perfuradas por eletro formação de metais que existem no mundo. O Brasil, como grande consumidor destes componentes, possui uma delas: Euronickel. Com sua planta industrial Instalada no coração do segmento sucro-alcooleiro, atende todo nosso país e vizinhos na América Latina.
Com tecnologia e corpo técnico de grande capacitação e experiência em filtragem e separação de massas, a Euronickel fabrica e desenvolve produtos de altíssima qualidade, atendendo as necessidades que a indústria globalizada requer.
Além das telas de níquel/cromo por eletro formação, a Euronickel produz também chapas micro-perfuradas por foto corrosão para os mais variados equipamentos industriais.
O grande diferencial da Euronickel é possuir perfeitas condições para elaboração de todas as ferramentas exigidas, dentro da própria empresa, o que proporciona condições e liberdade para desenvolver componentes industriais para qualquer equipamento.
Parte superior do formulário
Electro é um processo conformação de metais que formam as partes mais finas através de eletrodeposição . A peça é produzida por revestimento de uma camada condutora de metal líquido sobre a pele uma forma de base , conhecido como um mandril , que é removido após a formação . A camada reversa placas condutoras para o rosto do electroform mestre, eo mandril pode ser partido sem a degola revestimento de metal para ele. Logo, este é o oposto de galvanoplastia . Galvanoplastia subsequente de mães e filhos pode ser realizado sem – placas reversa para as novas peças porque o mestre e mãe pode ser passivado sem excluir a condutividade. Passivation impede a aderência em qualquer direção. Isto está em contraste com galvanoplastia , em que a adesão do eletrodepósito para o mandril é de preocupação primordial . Este processo também difere de galvanoplastia , em que o depósito é muito mais espessa do que as fases que são plaqueadas e podem existir como uma estrutura auto-portante quando o mandril é retirado .
Nos últimos anos, devido à sua capacidade de se replicar numa superfície mandril precisamente átomo por átomo , com praticamente nenhuma perda de fidelidade , galvanoplastia assumiu uma nova importância na fabricação de dispositivos metálicos micro e nano escala e na produção de moldes de injeção de precisão com micro e recurso de escala nano para a produção de objetos micromolded não metálicos.
No processo de electrodeposição de base , num banho electrolítico é utilizado para depositar o níquel ou outros metais electroformable para uma superfície condutora modelado , tal como o aço inoxidável . Uma vez que o material depositado foi construída com a espessura desejada , a electroform mestre é separado do substrato pré-mestre . Este processo permite que a duplicação do premaster de alta qualidade e , por conseguinte, permite a produção de qualidade , a baixo custo de unidade com elevada repetibilidade e excelente controle do processo .
Se o mandril é feito de um material não condutor pode ser coberto com um revestimento condutor . Tecnicamente, é um processo de síntese de um objecto de metal , controlando a electrodeposição de metais , que passa através de uma solução electrolítica sobre uma forma de metal ou metalizadas .
O ser eletroformada objecto pode ser uma parte integrante do produto final ou pode ser temporária ( como no caso da cera ) , e depois removido , deixando apenas a forma de metal , o ” electroform ” . As novas tecnologias tornaram possível para mandris de ser muito complexa. A fim de facilitar a remoção do electroform do mandril , um mandril é geralmente feito de alumínio . Porque o alumínio pode ser facilmente dissolvido quimicamente , uma electroform complexo pode ser produzido com rigor perto .
A principal vantagem da electrodeposição é que reproduz a forma exterior do mandril dentro de um micrómetro . Geralmente , a formação de uma cavidade interna com precisão é muito mais difícil do que a formação de uma forma externa , no entanto, o oposto é verdadeiro para electrodeposição porque o exterior do mandril pode ser maquinada com precisão . [ 1 ]Em comparação com outros processos de metal formando básicos ( fundição, forjaria, estamparia, desenho profundo , usinagem e fabricação ) galvanoplastia é muito eficaz quando necessidades exigem tolerâncias extremas, complexidade ou peso leve. A precisão ea resolução inerente ao fotograficamente produzido condutora substrato padronizada, permite que geometrias mais finas a ser produzidos com tolerâncias mais apertadas , mantendo a definição da borda superior com um acabamento óptico próximo. Metais eletroformada é extremamente puro , com propriedades superiores sobre metais forjado devido à sua estrutura de cristal refinado. Múltiplas camadas de metal eletroformada podem ser molecularmente ligados juntos, ou a diferentes materiais de substrato para a produção de estruturas complexas com ” adulto ” em flanges e chefes.
Tolerâncias de 1,5 a 3 nanômetros foram relatados.
Uma grande variedade de formas e tamanhos podem ser feitos por electrodeposição , a limitação principal que está a necessidade de separar o produto a partir do mandril . Uma vez que o fabrico de um produto requer apenas um único padrão ou mandril , quantidades baixas de produção pode ser feita economicamente .
Esta tradução é melhor do que a original?
Contribuir
Obrigado pelo seu envio.
Please help Google Translate improve quality for your language here.
Parte inferior do formulário
Fonte http://en.wikipedia.org/wiki/Electroforming
Electroforming desempenha um papel importante em nossas vidas diárias.
Temos contato com ele muitas vezes a cada dia e muito aumenta a vida de uma variedade de maneiras . Além disso , ele é um processo extremamente versátil . Por exemplo , é usado para produzir micro- componentes para a medicina e eletrônica
indústrias e grandes componentes para a aeronave e indústrias aeroespaciais. Para muitas aplicações que tem tornar-se indispensável e ainda fora da galvanoplastia
comunidade, aparece pouco para ser conhecido sobre o processo e suas aplicações. A maioria dos metalúrgicos , engenheiros e os designers não estão bem informados sobre o assunto , pois é raramente, ou nunca , incluída em cursos técnicos apresentados na faculdades ou universidades . No entanto, é um metal único
processo de fabricação e de níquel é o metal dominante esta indústria.
Está além do escopo desta publicação para fornecer toda detalhes dos procedimentos utilizados para a produção , mas electroforms os princípios básicos do processo e as razões níquel é tão dominante são explicados brevemente . Aplicações são descritos para demonstrar a versatilidade de electrodeposição , a fim de que as novas aplicações podem tornar-se evidentes para aqueles que não já está familiarizado com o processo.
O Processo
A electrodeposição tem sido descrito de diversas maneiras, mas
ASTM B 832-93 descreve de forma simples e concisa como se segue:
” Electro é a produção ou reprodução de artigos de eletrodeposição sobre um mandril ou molde que é posteriormente separado do depósito. ” É, por conseguinte, um método de fabricação de peças que normalmente são livres de pé uma vez separado do mandril e esta definição deverá satisfazer todos os puristas na tecnologia. No entanto, existem agora outros procedimentos que muitas vezes são classificados como galvanoplastia. Por exemplo, uma parte do mandril pode ser intencionalmente ligado a ou encapsulada pelo eletrodepósito e, por conseguinte tornar-se parte integrante do produto acabado. Adicionalmente, tem sido usado para descrever a montagem das peças por eletrodeposição quando solda convencional ou brasagem técnicas não são viáveis. Electrofabrication é outro termo usado com freqüência, especialmente na indústria eletrônica. A electrodeposição é um processo semelhante ao galvanoplastia e electrolítica. Portanto, o processo de requer dois eletrodos (um ânodo e um catodo) imersos num electrólito realização contendo sais metálicos e uma fonte de alimentação de DC. Como a corrente é passada entre os dois eletrodos, os íons metálicos em solução, por exemplo, Ni + +, são convertidos em átomos na superfície do cátodo e estes construir camada sobre camada, mícron sobre mícron para produzir um contínuo depósito/placa planificada. É possível, por conseguinte, para visualizar electrodeposição como o “crescimento de partes por electrodeposição e, de facto, o processo tem sido descrito como “a fabricação iónica’. este conceito de depósitos crescentes explica por electrodeposição pode ser usado para fazer muitos produtos finos, tais como folhas metálicas, mais econômica do que por procedimentos metalúrgicos normais. No entanto , o processo não é limitada apenas à deposição depósitos de finos. O processo está mostrado esquematicamente na Figura 1. Em electrodeposição de níquel, os dois electrólitos mais comuns utilizados são soluções de sulfamato de níquel e Watts soluções. Neste último, sulfato e cloreto de níquel fornecer as unidades de níquel . Propriedades tais como a dureza, a ductilidade, a força e tensões internas podem ser variadas alterando significativamente composição do eletrólito e condições de funcionamento , pelo o uso de aditivos orgânicos ou por co-deposição de liga metais tais como o cobalto. Além disso, as altas taxas de deposição pode ser obtido com estes electrólitos e isto é muitas vezes um fator importante na galvanoplastia. A qualidade de precisão das bordas podem serem muito maior, preparando a arte original em uma escala de resolução maior do que o necessário e reduzindo-a para o tamanho final fotograficamente sobre o filme. Em exposição a uma adequada fonte de luz, ultra-violeta geralmente (UV), as áreas expostas da fotorresistência é curada e se tornar estável a soluções utilizada para o desenvolvimento do padrão da foto-negativa em processo laboratorial. Áreas não expostas são dissolvidos durante a fase de desenvolvimento e assim o uso desta técnica, geralmente referido como o “método direto”, um mandril para electroforming um produto de tela simples consistiria em um substrato de metal com um padrão de ilhas discretas de material fotosensitivo sobre a superfície, o que corresponde aos furos na tela. Dependendo projeto de tanque
eles podem ser total ou parcialmente submerso no electrólito
e uma tela de 100 milímetros de espessura é produzido em cerca de uma hora. Um requisito essencial do depósito de níquel é de que deve
ser depositados em um estado de baixa tensão de compressão. Isto reduz o risco de a suspensão de níquel a partir do mandril, no início
fases de deposição , mas mais importante ainda fornece um método
de separar o electroform acabado. Projetistas eletrônicos e montadoras têm melhorias realizadas significativas em utilizar processo de eletroformado para stencils e estes se traduziram em menos retrabalho, rendimentos mais elevados na montagem e aumento da qualidade do produto. Eletroformada moldes de todos os tamanhos são produzidos para muitas aplicações e sua produção passou a representar uma grande parte da indústria. Talvez o melhor exemplo disso são os moldes ou ” stampers » utilizados para moldagem por injeção de resinas de policarbonato para a produção de discos compactos (CDs) ou outros discos ler -out ópticos. Moldes de níquel são utilizados em compressão , injecção , bandeja,
resina de moldagem de transferência (RTM) , rotacional, vácuo e moldagem por sopro de plástico , por exemplo. Eles Também tem sido usado para moldes no vidro, borracha e indústrias de metalurgia do pó, para fundição de baixa fusão apontar ligas e muitas outras aplicações. eles podem proporcionar alta resistência em aplicações de alta pressão , tais como compressão e moldagem por injeção e excelente resistência à corrosão resistência quando este é um factor .
OUTRAS REFERÊNCIA E CONTEXTUALIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DE MINÉRIOS NO BRASIL
A jazida de Onça Puma produziu 55 mil toneladas de níquel ao ano quando estava em plena operação, em 2009. Após a compra da Inco e do projeto Onça Puma, a Vale poderá se tornar a maior produtora de níquel do mundo, alcançando 300 mil toneladas por ano, ultrapassando a russa Norilsk, como prevê José Lancaster, diretor executivo de não-ferrosos da mineradora.
O Projeto Onça Puma foi adquirido pela Companhia Vale em Dezembro de 2005. Situado no município de Ourilândia do Norte, no sudeste do Pará, o projeto visa o aproveitamento dos depósitos de níquel laterítico localizados nas serras do Onça e do Puma, que se estendem pelos municípios de Ourilândia do Norte, São Felix do Xingu e Parauapebas e produzirá, a partir de 2010, aproximadamente 52.000 toneladas por ano de ferro níquel.
A Votorantim Metais é hoje a maior fabricante brasileira de níquel e única produtora de níquel eletrolítico da América Latina. Iniciou suas atividades em 1981 e, hoje, produz cerca de 25 mil toneladas de níquel eletrolítico e matte de níquel por ano, sendo 47% da produção destinada à exportação para Estados Unidos, Europa e Ásia.
A Unidade de Negócio tem sua área de mineração instalada em Niquelândia (GO), onde ocorrem a extração de minério de níquel laterítico e a produção do carbonato de níquel. Esses produtos abastecem a usina metalúrgica, localizada no bairro de São Miguel Paulista, São Paulo (SP). Nessa unidade são fabricados o níquel eletrolítico e o cobalto.
Em Fortaleza de Minas, a Votorantim Metais produz matte de níquel, destinado ao mercado externo. A capacidade de produção anual é de 10 mil toneladas de níquel contido. Em 2007, a Votorantin investiu aproximadamente R$ 738 milhões em melhorias e expansão da Unidade de Negócio Níquel. Desse montante, parte foi investida na construção de uma nova fábrica em Niquelândia (GO), destinada à produção de ferroníquel. O restante foi investido na instalação de uma caldeira a coque na unidade já em operação no município. A nova caldeira permitiu a flexibilização da matriz energética ao substituir o uso de óleo combustível.
O mercado de níquel ainda pode gerar dois ou três ciclos de projetos para o setor no Brasil, mesmo com a queda do preço do metal. De acordo com estudos geológicos publicados pelo Mining Journal, o país tem potencial para cerca de 17 milhões de toneladas de níquel contido nos recursos minerais, volume comparável aos de países como Rússia e Austrália. Essa é a aposta da Anglo American, que terá um aumento de 36 mil toneladas anuais a partir de 2010, com a implementação do Projeto Barro Alto, iniciado em 2007. Hoje, a participação da Anglo American no Brasil é de 25% da produção de níquel.
Níquel é um metal de transição, de símbolo químico Ni, pertence ao grupo VII da tabela periódica, o mesmo do ferro e do cobalto. É relativamente abundante na natureza. Apresenta cor branca prateada com tons amarelos. Destaca-se pelo magnetismo, que o transforma em um imã em contato com campos magnéticos. Metal de relativa resistência à oxidação e à corrosão, é mais duro que o ferro e forma ligas de diversas utilizações na indústria.
O níquel natural corresponde a uma mistura de cinco isótopos estáveis. Seu principal comportamento ferromagnético se acentua acima de 358º C e reage com lentidão aos ácidos fortes. Cristaliza em duas formas alotrópicas regulares: hexagonal e cúbica.
Uma de suas principais características é melhorar as propriedades da maioria dos metais e ligas a que associa. Ao todo, mais de três mil ligas de níquel encontram aplicação industrial ou doméstica. Cerca de metade da produção do metal é utilizada em ligas de ferro. Os compostos de níquel são úteis na proteção de materiais, em forma de niquelados, e na fabricação de pólos elétricos em cubas eletrolíticas, catalisadores, esmaltes e recipientes de armazenamento dos derivados de petróleo.
Níquel eletrolítico
Possui grau de pureza de 99,9%, apresenta elevada qualidade físico-química que permite dissolução uniforme nos banhos de galvanoplastia, evitando a formação de resíduos metálicos. Pode ser empregado, também, em superligas e ligas não-ferrosas. Encontra-se disponível em dimensões variadas na faixa de 1 x 1 / 2 x 2 / 4 x 4″ e 15 x 60 / 15 x 90 / 30 x 90 cm e espessuras de 8 a 12 mm, para atender às necessidades específicas da aplicação. Fornecidos em baldes de 25 kg, tambores de aço de 250kg e 500 kg ou amarrados. Frequentemente o níquel eletrolítico é utilizado como camada intermediária de outros processos, e em eletroformação. O níquel eletrolítico tem resistência à corrosão, ao desgaste, à fadiga, à cargas localizadas e oferece dureza e ductibilidade.
Cobalto
O cobalto é um metal com características e propriedades muito próximas às do níquel, porém com maior resistência mecânica e um custo ainda mais alto. A resistência à corrosão do cobalto também é elevada. À temperatura ambiente a estrutura cristalina do cobalto é hexagonal compacta, porém a 417 ºC o cobalto sofre transformação alotrópica, tornando-se cúbica de face centrada (CFC), porém a transformação inversa (formação da fase hexagonal abaixo de 417 ºC) é lenta.
É muito indicado para aplicações especiais, que exijam elevada resistência à corrosão, propriedades magnéticas, resistência ao desgaste e resistência mecânica em altas temperaturas.
Fonte: www.logismark.pt, 2010.
Aplicações do níquel e cobalto
O níquel forma uma grande quantidade de compostos e complexos nos quais apresenta os estados de oxidação -1, 0, +1, +2, +3, +4. Os compostos de Ni (0) são comuns e estáveis, tendo particular interesse o carbonilo Ni(CO)4, líquido incolor muito volátil que se utiliza na niquelagem de diversos materiais. O estado de oxidação +2 é o normal, conhecendo-se um grande número de compostos em que o metal se encontra neste estado, nomeadamente o hidróxido Ni(OH)2, o óxido NiO, sais de todos os ácidos inorgânicos e de grande número de ácidos orgânicos. Entre estes salientam-se o sulfato, normalmente usado nas soluções de niquelagem, o acetato, usado como catalisador e mordente para a indústria têxtil, o formiato, intermediário na produção de catalisadores, o isodecilortofosfato e o naftenato, aditivos de óleos de motores e de lubrificantes e muitos outros com aplicações diversas nos laboratórios e na indústria química.
A maior parte da produção mundial de níquel (65%) é destinada ao fabrico de ligas como os aços inoxidáveis para a indústria de construção metalomecânica, aços especiais para a indústria aeronáutica. As superligas de níquel ficam com a menor porção (12%) e 23% é repartido na produção de outras ligas metálicas, como cupro-níquel para a cunhagem de moedas, crómio-níquel para cutelaria, ferro-níquel para magnetes, cobre-niquel-zinco (prata alemã) para objetos decorativos e de uso doméstico, etc. É utilizado níquel também no revestimento de peças metálicas (niquelagem) quer com fins decorativos quer como proteção contra a corrosão. Entre as restantes aplicações tem-se ainda a fabricação de catalisadores, em especial o chamado níquel Raney, e a de compostos para fins variAços-liga: níquel é utilizado, com freqüência, sozinho ou com outros elementos de liga, tais como cromo ou molibdênio, para permitir o desenvolvimento de uma alta dureza, resistência e ductilidade. É bastante empregado na indústria automotiva, construção civil e outras indústrias, onde se exigem alta resistência, tenacidade e resistência ao desgaste e à corrosão. Porém, uma característica marcante da adição de níquel é a diminuição da temperatura de transição dúctil-frágil para os aços, geralmente empregados em equipamentos submetidos à serviços de baixas temperaturas.
Aços Inoxidáveis austeníticos: Possuem uma ampla aplicação de uso do níquel, que está presente em cerca de dois terços dos aços inoxidáveis produzidos, onde se inclui o inox mais comum, AISI 304 18Cr – 8Ni . Possui melhor ductlidade, boa soldabilidade e, também, resistência mecânica, proteção à corrosão e à oxidação a altas temperaturas; além disso, possui ainda tenacidade a baixas temperaturas. Os aços inoxidáveis austeníticos: são normalmente empregados nas indústrias petroquímicas para combater os ataques corrosivos causados pela combustão de gases, vapor e processos químicos. Os tipos de aplicação são numerosos e as temperaturas envolvidas podem chegar a 1000ºC ou mais.
Niquelação
O recobrimento conta com mais ou menos 9% do consumo do níquel puro, com a finalidade de melhorar a proteção contra a corrosão e dar um acabamento decorativo (associado com cromo) a substratos, incluindo aços, alumínios e plásticos. Outras aplicações funcionais em relação à camada de níquel às superfícies podem ser identificadas como o aumento da resistência ao desgaste ou também alterar as propriedades magnéticas do substrato. O recobrimento de níquel possui um balanço consumido por fundições e uma infinidade de outras aplicações incluindo químicas, catalíticas, baterias, varetas de soldagem, cunhagem de moedas, pigmentos (esmaltes, vidro e cerâmicos), eletrônicas, e tintas de impressão.
Fonte http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfQqcAE/tcc-industria-niquel?part=2
