Evaluación de la resistencia a la corrosión a altas temperaturas y desgaste adhesivo de recubrimientos nanoestructurados de la aleación Zirconia (ZrO2)-Sílice (SiO2) depositados con la técnica Sputtering reactivo

Abstract

En este trabajo se produjeron recubrimientos nanoestructurados base Zirconia-Sílice depositados sobre acero inoxidable AISI 316L mediante Sputtering R.F, usando un blanco de ZrO2 estabilizado con itria al 8% (YZS), en el cual se varió el contenido de Silicio. Se evaluó la resistencia frente a la corrosión a altas temperaturas por medio de la técnica de pérdida de masa Termogavimetria (TGA) y espectroscopia de impedancia electroquímica en una solución 0,01 M (K3Fe(CN)6 / K4Fe(CN)6·3H2O). La caracterización morfológica y estructural de las películas obtenidas se evaluaron mediante difracción de rayos X(DRX), microscopia electrónica de barrido(SEM) e interferometría. De igual manera se evaluaron las propiedades mecánicas tales como nano dureza y desgaste mediante la técnica de pin on disc. Al presentarse un aumento en el contenido de Silicio co-depositado se hace evidente una disminución en la resistencia a la deformación plástica de los recubrimientos. Determinándose un aumento en la fragilidad del recubrimiento en función de la cantidad de Silicio. Los resultados de los ensayos arrojaron una adecuada protección frente al mecanismo de corrosión a altas temperaturas hasta los 100 ciclos, después de este tiempo los recubrimientos mostraron fractura y pérdida de la protección del sustrato

Abstract: In this work, Zirconia-Silica nanostructured coatings were produced deposited on stainless steel AISI 316L by Sputtering R.F, using a ZrO2 target stabilized with 8% yttrium oxide (YZS), in which the Silicon content was varied. The resistance to corrosion at high temperatures was evaluated by means of the mass loss technique Thermogavimetry (TGA) and electrochemical impedance spectroscopy in a 0.01 M solution (K3Fe (CN) 6 / K4Fe (CN) 6 · 3H2O). The morphological and structural characterization of the films obtained was evaluated by means of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and interferometry. In the same way, the mechanical properties such as micro hardness and wear were evaluated by means of the pin on disc technique. With the increase in the content of co-deposited Silicon, a decrease in the resistance to plastic deformation of the coatings becomes evident. Determining an increase in the fragility of the coatings depending on the amount of Silicon. The results of the tests showed adequate protection against the corrosion mechanism at high temperatures up to 100 cycles, after this time the coatings showed fractures and the protection of the substrate was lost.