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Orientador: Ambrósio Florêncio de Almeida Neto Tese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: Os revestimentos metálicos são muito utilizados em diversos objetos com finalidade decorativa ou de prevenção da corrosão. Com isso, as empresas de galvanoplastia contribuem sobremaneira com lançamentos de efluentes, nos recursos hídricos, com alta concentração de metais tóxicos. A precipitação química é uma prática convencional utilizada por essas empresas para o tratamento dos efluentes, porém tal método necessita de grandes quantidades de reagentes químicos, que ao final do processo geram lamas residuais, devendo ser dispostas em aterros especiais, transferindo desta forma o problema da fase líquida para a fase sólida. A proposta deste trabalho foi estudar a eletrodeposição como uma opção para o tratamento de um efluente contendo níquel iônico. Os ensaios de eletrodeposição foram realizados utilizando um efluente fornecido por uma empresa galvânica de joias constituída na sua forma original por sulfato de níquel, cloreto de níquel e ácido bórico. Além de remover íons de níquel do efluente o trabalho tem como objetivo obter ligas de Ni-W resistentes à corrosão. A concentração de níquel removido do efluente foi quantificada por espectroscopia ultravioleta-visível (UV- VIS) indicando remoção de 35,6 ± 12,3 %. Os padrões de Difração de Raios X (DRX) mostraram a cristalinidade dos depósitos, o microscópio eletrônico de varredura (MEV), acoplado à técnica de espectroscopia de energia dispersiva (EDS), determinou a homogeneidade e a composição com 76Ni /24W para a liga com melhor desempenho. Além disso, testes de resistência à corrosão (Rp) por polarização linear e impedância eletroquímica indicaram um valor de Rp de 29199 ohm.m2 Abstract: Metal coatings are widely used on various objects for decorative purposes or to prevent corrosion. As a result, electroplating companies contribute greatly to the discharge of effluents, in water resources, with a high concentration of toxic metals. Chemical precipitation is a conventional practice used by these companies for the treatment of effluents, however such method requires large amounts of chemical reagents, which at the end of the process generate residual sludge, and must be disposed of in special landfills, thus transferring the problem of liquid phase to the solid phase. The purpose of this work was to study electrodeposition as an option for the treatment of an effluent containing ionic nickel. The electrodeposition tests were performed using an effluent supplied by a galvanic jewelry company constituted in its original form by nickel sulfate, nickel chloride and boric acid. In addition to removing nickel ions from the effluent, the work aims to obtain corrosion resistant Ni-W alloys. The concentration of nickel removed from the effluent was quantified by ultraviolet-visible spectroscopy (UV-VIS) indicating removal of 35.6 ± 12.3%. The X-Ray Diffraction (XRD) patterns showed the crystallinity of the deposits, the scanning electron microscope (SEM), coupled with the energy dispersion X-ray spectroscopy (EDX) technique, determined the homogeneity and composition with 76Ni / 24W for the best performing alloy. In addition, corrosion resistance tests (Rp) by linear polarization and electrochemical impedance indicated a Rp value of 29199 ohm.m2 Doutorado Engenharia Química Doutora em Engenharia Química CAPES 33003017034-P8

Orientadores: Amauri Garcia, Wislei Riuper Osorio Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Produtores de baterias chumbo-ácido têm modificado os processos de produção e composição química das ligas utilizadas nas grades das baterias com intuito de diminuir o seu peso final, bem como reduzir os custos de produção e também aumentar o ciclo de vida útil e a resistência à corrosão. As morfologias das estruturas de solidificação, caracterizadas principalmente por arranjos celulares e dendríticos, e suas grandezas representadas por espaçamentos celulares e dendríticos controlam a distribuição de soluto, segundas fases dentro das regiões intercelulares ou interdendríticas, que determinam as propriedades finais. O comportamento mecânico e as características estruturais dos componentes de bateria têm papel importante no desempenho das baterias. O presente trabalho pretende contribuir para o entendimento do desenvolvimento microestrutural de ligas diluídas do sistema Pb-Sn (Pb-1,0%Sn e Pb-2,5%Sn) que possuem elevada importância para a indústria na fabricação de componentes de baterias automotivas e estacionárias. Os experimentos de solidificação realizados em dispositivo no qual o calor é extraído somente pelo sistema de resfriamento a água, localizado na base do conjunto lingote/lingoteira (solidificação ascendente). As variáveis térmicas de solidificação foram determinadas a partir do registro de temperaturas de termopares posicionados dentro da lingoteira em diferentes posições em relação à superfície refrigerada do lingote. Amostras das mencionadas ligas Pb-Sn foram utilizadas para analisar as influências das variáveis térmicas de solidificação e da concentração de soluto nas macro e microestruturas resultantes e na resistência mecânica. Foram determinados os limites de resistência à tração e alongamentos específicos em função do espaçamento celular e a influência da microestrutura no comportamento eletroquímico foi avaliada por intermédios dos ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica, extrapolação de Tafel, curvas de polarização e análise por circuito equivalente em solução eletrolítica de ácido sulfúrico. Observou-se que a resistência a corrosão diminui e o limite de resistência a tração aumenta com a diminuição do espaçamento celular. Abstract: Lead-acid batteries manufacturers have modified the manufacturing processes and the chemical composition of alloys used in battery grids in order to decrease their weight as well as to reduce the production costs, and to increase the battery life-time cycle and the corrosion-resistance. The morphological microstructures characterized by cellular and dendritic arrays and its correspondents cellular and dendrite arm spacings control the solute distribution, second phases in the intercellular and interdendritic regions affecting the resulting properties. The mechanical behavior and microstructural characteristics of lead-acid battery components have an important role in the battery performance. The present work aims to contribute to the understanding of the microstructural development of dilute Pb-1,0 wt.%Sn and Pb-2.5 wt.%Sn alloys which are widely applied in the manufacturing of automobile and stationary lead-acid batteries. A water-cooled vertical upward unidirectional solidification system was used to obtain the samples. The experimental set-up was designed in such a way that the heat was extracted only through the water-cooled bottom, promoting upward directional solidification. Thermal readings were obtained by thermocouples positioned at different distances from the heat-extracting surface at the casting bottom. Pb-Sn alloy samples were used to analyze the effects of the thermal solidification variables and solute content on the resulting macro and microstructures and on the mechanical properties. The ultimate tensile strength and the elongation were determined as a function of the cellular arm spacing. The effect of the resulting microstructure on the electrochemical corrosion behavior was also analyzed based on electrochemical parameters, determined by Tafel plots, polarization curves and an equivalent circuit analysis after corrosion tests carried out in a sulphuric acid solution. It was observed that the corrosion resistance decreases and the ultimate tensile strength increases with decreasing cellular spacing. Mestrado Materiais e Processos de Fabricação Mestre em Engenharia Mecânica