Evaluación de la corrosión de una aleación Pb-Ca-Sn por medio de técnicas electroquímicas

[摘要] Evaluation of corrosion of Pb-Ca-Sn alloy by electrochemical techniques   Avaliação da corrosão na liga Pb-Ca-Sn através de técnicas eletroquímicas    Resumen En el presente trabajo, se evaluó la influencia del aumento de la temperatura en la velocidad de corrosiónde la aleación Pb-Ca-Sn, componente primario de la rejilla negativa de una batería de arranque deautomóvil, mediante técnicas electroquímicas: RPL, curvas potenciodinámicas, Tafel y EIS. Mediante microscopia óptica, SEM-EDS y DRX, se caracterizaron los compuestos formados sobre las rejillas durante los ensayos. La capa pasiva formada sobre las rejillas empleadas como cátodo y ánodo enbaterías de plomo-ácido, permite el anclaje en la interfase rejilla-PAM (Material Activo Positivo) o NAM(Material Activo Negativo). Un mal proceso de formación de esta capa ocasiona el desprendimiento del PAM/NAM, conduciendo a fallas prematuras. La temperatura influye directamente sobre la cinéticade degradación y la termodinámica de las reacciones redox que tienen lugar en el sistema rejilla-PAM/NAM. Un incremento en la temperatura produce variaciones en la composición química, favoreciendo laformación de mezclas de óxidos y sulfatos en la interfase rejilla-PAM/NAM, cuyo volumen y estructura porosa la hace susceptible a fallas por esfuerzos triaxiales sobre la interfase, produciendo grietas y eldesprendimiento del PAM o NAM y disminuyendo el tiempo de vida útil de la batería. Se encontró que las aleaciones Pb-Ca-Sn en solución 0,5M de H 2SO4 forman un sistema multicapa comprobándose conbase en los resultados obtenidos de EIS y SEM, con los cuales se detectó una capa compacta de PbO 2 y una capa porosa de PbSO4 . Al incrementar la temperatura se encontró una capa más porosa de PbSO 4,lo cual implica una mayor cinética de corrosión de la aleación Pb-Ca-Sn.  Palabras clave:batería plomo-ácido, material activo negativo, corrosión, técnicas electroquímicas.    Abstract  In this paper, the influence of increasing temperature on the corrosion rate of Pb-Ca-Sn alloy, the primary component of the negative grid of a starter battery car, was evaluated by electrochemical techniques: RPL, potentiodynamic curves, Tafel and EIS. By optical microscopy, SEM -EDS and XRD, the compounds formed on the grids were characterized during testing. The passive layer formed on the grids used as cathode and anode in lead-acid batteries allows the anchor in grid-PAM interface (Positive Active Material) or NAM (Negative Active Material). A bad process of to form this layer produces the detachment of PAM/NAM, leading to premature failure. The temperature directly affects the kinetics and thermodynamicsdegradation of the redox reactions taking place in the system grid-PAM/NAM. An increase in temperaturecauses variations in the chemical composition, favoring the formation of oxides and sulphates mixtures in grid-PAM/NAM interface, its volume and porous structure make it susceptible to failure by tri-axial stress on the interface, producing cracks and detachment of PAM or NAM and reducing the lifetime of thebattery. It was found that the Pb-Ca-Sn alloys in 0.5M H 2 SO 4 solution form a multilayer system, verified by the results of EIS and SEM, in which a compact layer of PbO 2and porous layer by PbSO 4. Porous layer of PbSO 4 was obtained, when the temperature was increased implying greater corrosion kinetics ofPb-Ca-Sn alloy were detected.  Keywords: lead-acid battery, negative active material, corrosion, electrochemical techniques.    Resumo  Neste trabalho, a influência do aumento da temperatura sobre a taxa de corrosão da liga de Pb-Ca-Sn,o principal componente da grade negativa da bateria de arranque de um carro, foi avaliada por técnicas eletroquímicas: RPL, curvas potenciodinâmica, Tafel e EIS. Por microscopia óptica, SEM- EDS e XRD, os compostos formados nas grades foram caracterizados durante o teste. A camada passiva formadanas grades usadas como cátodo e o ânodo em baterias de chumbo-ácido, permite a âncora na interface de rede-PAM (Material Positivo Ativo) ou NAM (negativo material ativo). Um mau processo de formar esta camada leva ao desenvolvimento de PAM/NAM,conduzindo a falhas prematuras. A temperaturaafeta diretamente a cinética de degradação e termodinâmica das reações redox que ocorrem no grade- PAM/NAM sistema. Um aumento da temperatura faz com que as variações na composição química,favorecendo a formação de misturas de óxidos e sulfatos na interface grade-PAM/NAM, o volume e estrutura porosa tornam susceptíveis de falha por stress triaxial na interface, produzindo fissuras e desprendimento do PAM ou NAM e reduzindo o tempo de vida da bateria. Verificou-se que as ligas de Pb-Ca-Sn em solução 0,5M de H 2SO4 formar um sistema de múltiplas camadas , a verificação com base nos resultados da EIA e SEM , com as quais foi detectada uma camada compacta de PbO 2 e camada porosa PbSO4. Ao aumentar a temperatura de uma camada porosa de PbSO 4 foi encontrado, o que implica maiores cinética de corrosão de liga de Pb-Ca-Sn . Palavras-chave: bateria de chumbo-ácido, material ativo negativo, corrosão, técnicas eletroquímicas.      Estupiñán Duran HA, Peña Ballesteros DY, Quijano EA, Peñate RA. Evaluación de la corrosión de una aleación Pb-Ca-Sn por medio de técnicas electroquímicas. rev.ion. 2014;27(1):71-80.

[学科分类] 工业化学