Desenvolvimento e caracterização de ligas de chumbo visando aplicação em acumuladores industriais do tipo chumbo-ácido

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o processo de corrosão do Pb e das ligas de Pb1,5%Sn, Pb-1,5%Sn-0,05%Ca e Pb-1,5%Sn-0,12%Bi quando submetidos à condição de ciclagem em meio de ácido sulfúrico, compreender a influência dos elementos de liga Sn, Ca e Bi nas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e na capacidade de recarga dos acumuladores visando à aplicação em grades positivas de baterias do tipo Pb-ácido. As amostras foram preparadas por fundição seguido de tratamento térmico para o estudo de possíveis formações de fase. A microestrutura dos materiais foi avaliada por microscopia óptica. Para simulação do processo de carga e descarga do eletrodo positivo, em acumuladores, realizaramse testes de voltametria cíclica, em ácido sulfúrico (5M), na faixa potencial de +1,3 V, +1,7V e + 2,2 V (ECS), totalizando 400 ciclos. A morfologia e a fase dos depósitos de produtos de corrosão foram analisadas, respectivamente, por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X (DRX). Foram realizadas análises de perda de massa, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) para avaliar o efeito do processo de corrosão na superfície dos materiais investigados. O estudo mostrou que, comparado ao Pb puro a liga de Pb-1,5%Sn promoveu um efeito de crescimento dos grãos, aumento da resistência da passagem da corrente elétrica, dopagem da camada de depósitos de corrosão formada, o que aumentou a eficiência de carregamento do acumulador. À liga de Pb- 1,5%Sn-0,05%Ca apresentou grãos refinados e aumento da resistência mecânica da liga de chumbo, seguido de uma maior resistência à corrosão e perda de eficiência na recarga da liga e o Pb-1,5%Sn-0,12%Bi apresentou o efeito de refino de grãos, efeito equivalente ao do Sn nas propriedades mecânicas, e elevada resistência a corrosão, seguido de uma perda de eficiência nas recargas.