Evaluación de la resistencia a la corrosión a altas temperaturas y su comportamiento como barrera térmica de BixTiyOz

Abstract

En este trabajo se realizó la evaluación de la resistencia a la corrosión a altas temperaturas de películas delgadas de BixTiyOz obtenidas por la técnica PVD sputtering RF; utilizando la técnica de pérdida de masa se evaluó el fenómeno de corrosión siendo los recubrimientos sometidos a temperaturas de 400 y 600°C durante 100 ciclos de oxidación, cada ciclo consta de 1 hora de calentamiento y una hora de enfriamiento los datos de pérdida de masa se tomaron cada 10 ciclos hasta completar los 100 ciclos en atmosfera ambiente. Se determinó el comportamiento de los recubrimientos de BixTiyOz como barrera térmica por medio análisis morfológico superficial y químico. La microestructura de los recubrimientos se analizó mediante XRD (difracción de rayos X), SEM (microscopia electrónica de barrido), AFM (Microscopia de fuerza atómica) y microscopia laser confocal. La composición química se determinó con AES (espectroscopia de electrones Auger) la cual se comparó con los resultados obtenidos con XRD. Se determinó la resistencia al desgaste y el coeficiente de fricción por la técnica bola sobre disco. Los resultados de los ensayos a 400ºC mostraron una alta resistencia a la corrosión térmica, mientras que a 600ºC después de 60 ciclos el recubrimiento se fracturo y la protección del sustrato se perdió.

Abstract. In this work, the evaluation of corrosion resistance at high temperatures is made of thin films of BixTiyOz obtained by RF sputtering PVD technique, using the technique of mass loss, corrosion phenomenon was evaluated coatings being subjected to temperatures of 400 and 600 ° C for 100 oxidation cycles, each cycle comprising 1 hour of heating and cooling, the mass loss data were taken every 10 cycles to complete 100 cycles in ambient. The behavior of the coating BixTiyOz as a thermal barrier through chemical and morphological analysis surface was determined. The microstructure of the coatings was analyzed by XRD (X-ray diffraction), SEM (scanning electron microscopy), AFM (Atomic Force microcopy) and laser confocal microscopy. The chemical composition was determined by AES (Auger electron spectroscopy) which was compared with the results obtained by XRD. The wear resistance and friction was determinate by pin on disk technic. The results show that at 400 ° C BixTiyOz coatings are highly resistant to thermal corrosion, while at 600 ° C after 60 cycles the coating can fracture and any protection of the substrate is lost.