Acabamentos negros para máquinas fotográficas a partir de deposição de níquel electroless

Abstract

Este trabalho encontra-se inserido no projeto “ON SURF” e pretende estudar a substituição dos revestimentos de crómio hexavalentes, produzidos na empresa LEICA, por revestimentos de níquel-fósforo (Ni-P) isentos de crómio hexavalente por deposição electroless. Para tal é necessário avaliar a influência da concentração de fósforo e otimizar o processo de escurecimento. O processo de deposição electroless e os revestimentos Ni-P foram caracterizados por Microscopia eletrónica de varrimento com espectroscopia de dispersão de energia (SEM-EDS), espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização. Os resultados mostram que a deposição electroless foi bem sucedida, e revelam um aumento da resistência à corrosão com a diminuição da concentração de fósforo nos revestimentos antes do processo de escurecimento. O processo de escurecimento das amostras consiste na imersão em solução de ácido nítrico (HNO3), no qual foram estudados os parâmetros de concentração e temperatura da solução. A caracterização das amostras após escurecimento foi feita através de ensaios de colorimetria (CIELAB) que permitiram avaliar a cor final e posteriormente comparar com a amostra referência (crómio hexavalente). Após seleção baseada na cor, as amostras foram caracterizadas relativamente à sua dureza, adesão e a resistência à corrosão. O melhor conjunto de resultados foi obtido para revestimentos de baixa concentração de fósforo relativamente à cor, no entanto é de referir que as restantes propriedades requerem uma otimização para poderem ser equivalentes aos revestimentos de crómio hexavalentes.

This work is part of the “ON SURF” project and intends to study the replacement of hexavalent chromium coatings produced, at LEICA company, by nickel-phosphorus, Ni-P, (chromium free) coatings by electroless deposition. To achieve this it was necessary to evaluate the influence of the phosphorus concentration and to optimize the blackening process of the deposited coatings. The electroless deposition process and the Ni-P coatings were characterized by Scanning Electron Microscopy coupled with energy dispersion spectroscopy (SEM-EDS), electrochemical impedance spectroscopy and polarization curves. The results show that electroless deposition was successful and reveal an increase in corrosion resistance with decreasing phosphorus concentration in the coatings, before the blackening process. The blackening process consists of sample immersion in a solution of nitric acid (HNO3), in which the concentration and temperature of the solution were studied. The characterization of the samples after blackening was done by colorimetry tests (CIELAB) that allowed the evaluation of the final color and later compare them with the reference sample (hexavalent chromium). After a selection based on color, samples were characterized for hardness, adhesion and corrosion resistance. The best set of results, based on final color, was obtained by using low phosphorus concentration, however, it should be noted that the remaining properties still require optimization in order to be comparable to hexavalent chromium coatings.