| Resumo: |
Algumas reações a altas temperaturas em sistemas metálicos ocorrem sob condições de equilíbrio entre interfaces, que podem ser reproduzidas com pares de difusão, que consistem em dois materiais diferentes colocados em condições controladas de temperatura e tempo, com suas interfaces em contato. O sistema Cu-Sn possui compostos intermetálicos previstos no diagrama de fases que são conhecidos pelos problemas de fragilidade. Assim, pares de difusão foram preparados em diferentes condições de tratamento térmico. As interfaces foram analisadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por dispersão de energias de raios X, ensaios eletroquímicos e difração de raios X. Os resultados confirmaram que na interface Cu-Sn são formados os compostos Cu3Sn e Cu6Sn5, na ordem prevista pelo diagrama de fases Cu-Sn. O Cu3Sn apresenta uma interface plana com o Cu e o Cu6Sn5 mostra uma interface ondulada com o Sn. As constantes de difusão foram determinadas e indicaram que a taxa de difusão do estanho na fase Cu3Sn é menor que na fase Cu6Sn5, pois o Sn se difunde mais rápido na fase Cu6Sn5 em relação ao Cu. A energia de ativação para interdifusão e formação dos compostos intermetálicos detectados foi de (63,8 ± 26,9) kJ mol -1 e (51,1 ± 11,1) kJ mol -1 para o Cu3Sn e Cu6Sn5, respectivamente. Os ensaios eletroquímicos mostraram que o composto Cu3Sn apresenta uma histerese negativa, que está relacionada com a diminuição da passividade devido à corrosão localizada por pitting, o que também foi confirmado no ensaio de potencial de circuito aberto. A diminuição da densidade de corrente na varredura reversa se deu de maneira lenta, indicando dificuldade na repassivação da superfície ou que a corrosão por pitting está diminuindo lentamente. Além disso, o fato de o loop de histerese fechar deixando uma grande área de histerese, indica que houve uma grande intensidade de propagação de sítios de corrosão localizada. Além disso, o composto Cu3Sn indica ser menos suscetível à corrosão, por conta de possuir potencial de corrosão mais positivo em relação às demais fases presentes na interface. Porém, o composto Cu6Sn5 indica comprometer o sistema em relação à corrosão, pois possui um potencial de corrosão mais negativo em relação aos demais e por possuir a maior densidade de corrente de corrosão analisada. |
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