Utilização do método de Taguchi no processo de eletrodeposição de cobre sobre fio de titânio, empregado como reforço mecânico em magnetos supercondutores

Este trabalho tem por objetivo estudar a influencia das principais variáveis do processo de eletrodeposição de cobre sobre o fio de titânio, a fim de obter-se depósitos coerentes e com uma boa aderência ao substrato, para posterior aplicação como reforço mecânico na construção de magnetos supercondutores. Devido as excelentes propriedade mecânicas do Ti em temperaturas criogênicas e pelo fato de Cu possuir boa condutividade elétrica. A combinação destas características nestes materiais, torna o conjunto com propriedades ideais para atuarem como reforço mecânica em magnetos supercondutores. Na realização deste estudo, foi aplicada a metodologia de Taguchi de experimentos estaticamente planejado, visando a racionalização e otimização do trabalho. Após um estudo inicial do processo foram definidos seis fatores principais de controle sendo estudadas três interações, onde foram estabelecidos dois níveis de ajustes, um baixo e um alto. Os revestimentos de cobre foram obtidos a partir de soluções de sulfato de cobre (CuSO4) e de ácido sulfúrico (H2SO4). Os fatores de controle estabelecidos foram: densidade de corrente catódica; preparação de superfície de titânio (com e sem decapagem química) carga elétrica; concentração do CuSO4 e do H2SO4; agitação ou não do banho eletrolítico. Foram também avaliados os rendimentos catódico, a morfologia w principalmente a aderência do revestimento. Utilizou-se para o planejamento dos experimentos um arranjo ortogonal L16 proposto por Taguchi. Os resultados experimentais e respectiva analise da variância comprovam uma forte influencia da densidade de corrente, seguido da concentração do sulfato de cobre e da agitação do banho, na qualidade do revestimento, principalmente no que diz respeito à aderência sendo que os outros fatores e as interações investigadas, não apresentaram uma influencia significativa no processo

Resumo (inglês)

The objective of this work was to study the influence of the main parameters of copper electrodeposition on titanium in order to obtain coherent and adherent deposits. Due to the excellent mechanical property of titanium at cryogenic temperatures and the good electrical conductivity of copper, the copper coated titanium wires could be used as mechanical reinforcement in superconducting magnets. The copper coatings were obtained from copper sulphate (CuSO4) and sulfuric acid (H2SO4) solution The study was curried out using the L16 orthogonal arrangement proposed by Taguchi. After a preliminary study of the deposition process, six mean factors of control and three interactions were defined. Two levels of adjustment (low and High) were chosen for each factor. The studied factors were: cathodic current density, preparation of titanium surface(with and without chemical cleating); electrical charge; CuSO4 and H2SO4 concentrations; stirred or unstirred electrolytic bath. The responses, cathodic efficiency, morphology and adherence of the cooper deposits were evaluated. The experimental results and the analysis of variance proved that the current density has the highest influence on the morphplogy and adherence of the copper deposits, followed by the cooper surface concentration and stirring of the solution. The other factors and the three investigated interactions did not significantly influence the process