Estudo do crescimento voltamétrico de óxidos de estanho em solução tampão borato e fosfato, pH 8,7

Abstract

O objetivo do presente trabalho foi estudar o crescimento voltamétrico dos óxidos de estanho em solução borato e fosfato, pH 8,7, aplicando o modelo ôhmico como ferramenta para determinar a variação da resistividade iônica do filme com sua densidade de carga. Os primeiros resultados referentes à aplicação do modelo ôhmico mostraram que na interface metal/filme o processo de oxidação do estanho em solução borato e fosfato seguem um processo que pode ser descrito por uma representação de Tafel. Também foi visto que os ânions presentes nas duas soluções não afetam a cinética da interface metal/filme, já que, os valores de densidade de corrente de troca apresentaram valores próximos e da mesma ordem de grandeza (0,60 mA.cm­2 , para o borato e 1 mA.cm­2 para o fosfato) e iguais valores do coeficiente de transferência de carga. Esse resultado mostrou que a diferença entre os voltamogramas está correlacionada com as propriedades dos filmes crescidos nas duas soluções. Diante disso, fez necessário determinar uma propriedade especifica do filme, no caso a resistividade iônica variável. Para obter tal grandeza foi necessário calcular os valores do volume do filme por unidade de carga. Esses valores foram encontrados através da medida da espessura dos filmes de óxido de estanho crescidos até um determinado potencial final e para as velocidades de varredura de 2 e 100 mV.s­1 . Os valores do volume do filme por unidade de carga obtidos a 2 mV.s­1 em solução borato e fosfato decrescem significativamente até uma densidade de carga igual a 5 mC.cm­2 . Isso sugeriu que o filme de óxido é menos denso para valores de densidade de carga menores e torna­se mais denso à medida que a espessura do filme aumenta. A altas velocidades de varredura foi visto que os filmes de óxido são menos densos que os filmes crescidos a 2 mV.s­1 , em ambas soluções. Os valores de resistividade iônica dos filmes de óxido crescidos a 100 mV.s­1 para ambas as soluções foram menores que os obtidos para 2 mV.s­1 . Isso é consequência da maior taxa de injeção de defeitos e o menor tempo para recombinação dos mesmos. Também foi visto que os filmes crescidos em solução borato possuem um valor de resistividade iônica maior que os filmes crescidos em solução fosfato, para os mesmos valores de densidade de carga e velocidades de varredura. Esse resultado mostra que provavelmente exista a incorporação dos ânions no filme durante seu crescimento. Por fim verificou­se a topografia dos filmes de óxido de estanho crescidos em solução fosfato a 2 mV.s­1 . Observou­se que os filmes crescidos com baixas densidades de carga (0,39 mC.cm­2 ) já eram contínuos, condição necessária à aplicação do modelo ôhmico aos dados voltamétricos. Além disso, verificouse que a diminuição do volume do filme por unidade de carga é acompanhada por um aumento na rugosidade. Por fim, os resultados do presente trabalho mostraram que os filmes de óxido de estanho crescidos voltametricamente em solução fosfato e borato podem ser promissores para passivação estável do estanho em substituição ao processo de cromatização.