Planejamento experimental no estudo eletroquímico de camadas de óxido de nióbio em liga de alumínio 3003

A cromagem é uma opção que a indústria de metal mecânica tem encontrado para aumentar a resistência à corrosão de peças metálicas, porém esse revestimento apresenta a desvantagem de ser tóxico ao ser humano e ao meio ambiente. Para se alcançar um novo tratamento de superfície, pode-se aplicar planejamento experimental, a fim de otimizar os experimentos, principalmente quando há diversas variáveis para se chegar ao processo ou produto final. O objetivo principal deste trabalho é utilizar planejamento experimental para se obter um revestimento cerâmico à base de óxido de nióbio para ligas de alumínio 3003 e compará-lo ao revestimento de Cr (III), no mesmo substrato metálico. As técnicas empregadas foram polarização potenciodinâmica anódica, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia eletrônica de varredura e mapeamento por espectroscopia de energia dispersiva. Utilizou-se um planejamento experimental 2³, no qual as variáveis foram velocidade de imersão, tempo de repouso após imersão e emersão na solução sol-gel à base de óxido de nióbio (razões molares n/n ácido cítrico/etilenoglicol 1:4, ácido e o complexo amoniacal de nióbio 10:1). Registrou-se uma tendência nas superfícies de respostas estudadas, sugerindo que em 5 min de imersão e emersão e na velocidade de 18 cm/min, o filme gerado apresenta uma maior resistência à corrosão. Os resultados de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica anódica mostraram que o filme de óxido de nióbio apresenta maior resistência à corrosão que o revestimento utilizado industrialmente. Sendo assim, esse novo tratamento de superfície torna-se uma opção de substituição do revestimento a base de Cr (III)

Aperfeiçoamento da produção de partículas de óxido de zinco para aplicação em células solares

Resumo O óxido de zinco (ZnO) nanoestruturado contém características físico-químicas de elevada importância para utilização em células solares. A padronização e regularidade das dimensões das partículas nanométricas é de difícil obtenção; fatores como natureza do ânion do sal precursor, temperatura de reação e quantidade de água podem interferir no tamanho das partículas. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência das variáveis do processo de síntese das nanopartículas de ZnO, visando a aplicabilidade em células solares. Foi aplicado delineamento fatorial incompleto Box-Behnken (33), de acordo com o método de coprecipitação, para as três variáveis: concentração de Zn(NO3)2 (mol.L-1), temperatura do meio reacional (°C) e tempo de reação (h). Para caracterização das partículas foram feitas medidas de espalhamento de luz, análise por difração de raios X, caracterização por espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV), aplicação do ZnO em célula solar com polímero (poli-3-hexiltiofeno - P3HT) e medidas de fotocronoamperometria. A otimização resultou em uma concentração de Zn(NO3)2 igual a 0,05 mol.L-1, tempo de reação de 20 h e temperatura de 80 ºC, onde o menor valor para o tamanho de partícula de ZnO mostrado pelo modelo foi de 367 nm. As nanopartículas apresentaram cristalito com dimensões de 20 nm, cristalinidade de 82,4% e fase hexagonal do tipo wurtzita. As imagens de MEV mostraram três tipos diferentes de estruturas devido à variação de concentração do Zn(NO3)2. A amostra de ZnO370nm + P3HT + FTO apresentou valor de densidade de corrente (j) de 3,86 mA.cm-2