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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2015, 35(2): 222-236

SÍNTESIS Y EVALUACIÓN DE RECUBRIMIENTOS HÍBRIDOS SOL-GEL BASE TEOS: GPTMS:APTES PARA LA PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN DE LA ALEACIÓN AA2124-T4 Y SU MATERIAL COMPUESTO AA2124-T4/25%SiCp
(SYNTHESIS OF HYBRID SOL-GEL COATINGS FOR CORROSION PROTECTION OF THE ALLOY AA2124-T4 AND ITS COMPOSITE AA2124-T4/25% SiCp)

Geraldine Andrea Contreras Gonzalez, Claudia Nieves Barrera, Érika Natalia Remolina, Carlos Andrés Hernández Barrios, Zhu Liu, Ana Emilse Coy Echeverría, Fernando Viejo Abrante

Online: 06-03-2015

GA-641

Abstract


En el presente trabajo se sintetizaron recubrimientos híbridos sol-gel sobre la aleación AA2124-T4 y su material compuesto de matriz metálica (MMC, por sus siglas en inglés) AA2124-T4/25%SiCp, empleando para la formación del sol tetraetoxisilano (TEOS), glicidiltrimetoxisilano (GPTMS) y 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES). Como variable de síntesis se analizó la influencia de la relación molar APTES:GPTMS que se modificó entre 0,15:1 y 0,25:1. Los soles fueron analizados mediante espectroscopia infrarroja (FTIR) y análisis reológico, y los recubrimientos obtenidos fueron caracterizados mediante microscopía electrónica barrido (MEB). Así mismo, con objeto de evaluar su resistencia a la corrosión, se llevaron a cabo ensayos electroquímicos de polarización anódica potenciodinámica. Los resultados obtenidos mostraron un aumento significativo de la resistencia a la corrosión en ambos materiales recubiertos; los mejores resultados se evidenciaron para la aleación AA2024-T4, presentando una disminución de la densidad de corriente de corrosión (icorr) alrededor de tres órdenes de magnitud y un incremento del rango de pasivación de hasta dos veces el presentado por la aleación base. Por otro lado, la presencia de partículas de refuerzo de SiC ejerció una influencia negativa en las características morfológicas de los recubrimientos obtenidos sobre el material compuesto, presentando así un menor grado de protección con relación a la aleación base. Por otra parte, con relación al efecto de la relación molar APTES:GPTMS, se apreció que a medida que se incrementaba dicha relación, se aceleraba el proceso de gelificación y, por tanto, la viscosidad del sol, alterando significativamente las características morfológicas del recubrimiento en función del tiempo de envejecimiento evaluado.

In the present work the corrosion protection of hybrid sol-gel coatings applied on the AA2124-T4 aluminium alloy and its composite AA2124-T4/25%SiCp was evaluated. For this purpose, hybrid sols were synthetized combining tetraethylorthosilicate (TEOS), glycidoxypropyltriethoxysilane (GPTMS) and 3-aminopropyl triethoxysilane (APTES). In this regard, its influence was studied varying the APTES:GPTMS molar ratio from 0.15:1 to 0.25:1. Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy and rheological tests were used to analyze the sol properties, while coatings were characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM); further their corrosion resistance was evaluated by potentiodynamic anodic polarization test in aerated 0.1 M NaCl solution. Under some specific experimental conditions, it was possible to obtain relatively homogeneous and uniform hybrid sol-gel coatings with improved electrochemical properties on both materials, the parent alloy AA2124-T4 and its composite AA2124-T4/25%SiCp. In this sense, the alloy AA2124-T4 experienced a reduction of the corrosion current density (icorr) of about three orders of magnitude, which was combined with better passivation behaviour. However, the presence of SiC particles within the composite damaged the morphological characteristics of the sol-gel coatings obtained and reduced their corrosion protection properties, with regard to the parent alloy. Concerning the influence of the APTES precursor in the gelation process, the experimental results showed that an increase of the APTES:GPTMS molar ratio modified the kinetic of the gelation process and, subsequently, the viscosity of the sol synthetized. The latter resulted in coatings with more porous structure and reduced corrosion protection depending on the aging time established for the coating deposition.


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