Resumen

En este trabajo se produjeron recubrimientos nanoestructurados de NbxSiyNz sobre acero inoxidable AISI 304 mediante la técnica del UBM (unbalanced magnetrón - sputtering con magnetrón desbalanceado), variando el contenido de Si, y se evaluó su resistencia frente al fenómeno corrosivo por medio de la técnica de polarización potenciodinámica en una solución al 3% de NaCl. La microestructura de los recubrimientos se analizó por medio de XRD (X ray diffraction - difracción de rayos X), SEM (scanning electron microscopy - microscopia electrónica de barrido) y microscopia láser confocal. La composición química se identificó con la técnica XRF (X ray fluorescence - fluorescencia de rayos X). Como resultado las tasas de depósito se incrementaron con la adición de Si, además se observó un cambio en la microestructura para contenidos superiores a 5% de Si, mediante la transición de un recubrimiento cristalino a amorfo. Finalmente, los resultados de corrosión sugieren que los recubrimientos con un alto contenido de silicio tienen un mejor comportamiento frente a la corrosión del sistema.

Introducción

En los últimos años se han utilizado varias técnicas para depositar películas delgadas; una de ellas es la deposición física de vapor (PVD), que mejora eficazmente las propiedades mecánicas, eléctricas, ópticas y químicas de los materiales (Bhushan et al., 2001; Yang et al., 2008; Kumar y Kaur, 2009; Li et al., 2009; Vyas et al., 2010). Varios estudios de PVD se han centrado en la producción de películas delgadas ternarias con soporte de metal de transición, silicio y nitrógeno (Me-Si-N), mejorando el rendimiento de la película delgada y el desarrollo de nuevos materiales, como se menciona en Ti-Si-N (Ding et al., 2004; Ribeiro et al., 2004), V-Si-N (Veprek, 1997), W-Si-N (Fu, Shen et al., 2005; Fu, Zhou et al., 2005) y la producción de Nb-Si-N (Murakami, Sasaki et al., 2001; Dong et al., 2006; Sandu et al., 2006; Song et al., 2007; Wang et al., 2007).

Entre los procesos de PVD destaca la técnica de sputtering con magnetrón no balanceado (UBM), que permite obtener estructuras densas a bajas temperaturas y mejora la adherencia, lo que puede aumentar el rendimiento de un sistema de recubrimiento/sustrato cuando se ve afectado por altas tasas de desgaste, fatiga y corrosión (Kelly y Arnell, 2000; Safi, 2000; Karthikeyan et al., 2010).

Algunos estudios de películas delgadas de NbN producidas mediante la técnica UBM han mostrado un buen rendimiento en la mejora de la resistencia a la corrosión del acero (Fenker et al., 2003; Rodil et al., 2007; Olaya et al., 2008; Ramírez et al., 2011). Otros estudios se han centrado en la fabricación de películas delgadas de Nb-Si-N mediante técnicas de PVD y han evaluado sus propiedades mecánicas y eléctricas (Murakami et al., 2001; Dong et al., 2006; Sandu et al., 2006; Song et al., 2007; Wang et al., 2007).

• Materias:Corrosión del acero
• Subjects:Corrosion of steel
• Palabras claves:Corrosión, Difracción, Espectroscopia, Fluorescencia, Microestructura, Microscopia, race track, Rayos X, Recubrimientos, Sputtering, Polarización
• Keywords:Corrosion, Diffraction, Spectroscopy, Fluorescence, Microstructure, Microscopy, Race track, X ray, Thin film, Sputtering, Polarisation