Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
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Browsing Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales by browse.metadata.advisor "Coy Echeverría, Ana Emilse"
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Item Desarrollo de recubrimientos híbridos multicapa barrera-biovidrio base TEOS-GPTMS con adición de calcio como elemento modificador de red sobre el acero inoxidable AISI 316l(Universidad Industrial de Santander, 2018) Rondon Rincon, Eyvind Andres; Viejo Abrante, Fernando; Coy Echeverría, Ana EmilseEn el presente estudio se realizó la síntesis de recubrimientos híbridos multicapa barrerabiovidrio por el método sol gel sobre el acero inoxidable AISI 316L de potencial aplicación en el diseño de implantes ortopédicos. La síntesis se realizó a partir de una mezcla del precursor inorgánico, TEOS, y orgánico, GPTMS, empleando etanol como solvente y ácido acético/ácido nítrico como catalizador/estabilizante. Se prepararon soles SB a partir de condiciones estudiadas previamente para el diseño de recubrimientos barrera frente al proceso de corrosión, denominados recubrimientos SB, tratados térmicamente a diferentes condiciones de tiempo y temperatura. Posteriormente, sobre los recubrimientos SB se depositaron películas de biovidrio con contenido en calcio en diferentes concentraciones molares para el diseño de recubrimientos multicapa barrera-biovidrio, llamados recubrimientos SB-SBCa. Los resultados del presente trabajo permitieron observar que, a medida que las condiciones de tratamiento térmico incrementaban, los recubrimientos SB mostraban mejor resistencia a la corrosión del acero, reduciendo la densidad de corriente de corrosión entre uno y dos órdenes de magnitud y conservando sus propiedades protectoras con el tiempo. Por otro lado, la presencia de calcio como modificado de red en la red híbrida del recubrimiento, permitió observar la presencia de fosfatos de calcio en la superficie de la película SBCa después del ensayo inmersión en PBS (Phosphate Buffered Saline), mostrando en los recubrimientos la habilidad para formar apatitas sobre su superficie.Item Desarrollo de recubrimientos SOL-GEL base ZrO2 estabilizados con Y2O3 para la protección contra la oxidación húmeda a elevada temperatura del acero ferrítico p91(Universidad Industrial de Santander, 2018) Nieves Barrera, Claudia; Viejo Abrante, Fernando; Coy Echeverría, Ana EmilseEn el presente trabajo de investigación se sintetizaron recubrimientos cerámicos base ZrO2:Y2O3 vía sol-gel para la protección contra la oxidación húmeda a elevada temperatura del acero ferrítico P91. Para ello se sintetizaron soles base ZrO2 los cuales se monitorearon mediante ensayos reológicos, medidas de pH y espectroscopía infrarroja (FTIR) para diferentes tiempos de envejecimiento y porcentajes molares de Y2O3. Los recubrimientos se depositaron mediante dip-coating y fueron tratados térmicamente a 60ºC por 2h y 600ºC por 24h. La caracterización de los recubrimientos se realizó por difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido (MEB-EDX). La evaluación de la resistencia a la oxidación húmeda a elevada temperatura se realizó mediante ensayos gravimétricos a 600 y 800 ºC empleando un contenido de vapor de agua al 10% vol. por un tiempo de exposición de 100 h y los productos de oxidación fueron caracterizados por microscopía electrónica de barrido (MEB-EDX). Los resultados obtenidos mostraron que es posible obtener soles con gran estabilidad a lo largo del tiempo de envejecimiento, sin embargo, la adición del Y2O3 al sistema genera un ligero incremento de la viscosidad de los soles afectando en cierto grado su estabilidad. Por otro lado, su adición en los recubrimientos favorece la estabilidad de la fase tetragonal de ZrO2 pero incrementa el grado de amorficidad de la red cristalina. Con respecto a la protección de los recubrimientos sintetizados, estos presentan un excelente desempeño ante el medio oxidante empleado, para las dos temperaturas evaluadas. Adicionalmente, presentan la capacidad de retener parcialmente (a 800°C) las propiedades mecánicas del material base, indicando que pueden actuar como barreras térmicas, comportamiento que se hace más notable con la presencia de itrio en el recubrimiento.Item Diseño de recubrimientos sol-gel híbridos multicapa base teos-gptms sobre la aleación de magnesio ze41 de potencial aplicación en la fabricación de implantes ortopédicos(Universidad Industrial de Santander, 2016) Rueda Reyes, Laura Marcela; Coy Echeverría, Ana Emilse; Viejo Abrante, FernandoEn el presente estudio se depositaron recubrimientos híbridos vía sol-gel sobre la aleación de magnesio ZE41 de potencial aplicación como biomaterial en el diseño de implantes ortopédicos de uso temporal. Los soles se sintetizaron a partir de los precursores tetraetoxisilano (TEOS) y glicidiltrimetoxisilano (GPTMS) empleando etanol como solvente y ácido acético diluido catalizador. Se sintetizaron soles barrera (SB) cuya función fue proteger a la aleación frente al proceso de corrosión y soles dopados (SD) empleando nitrato de calcio y nitrato de magnesio, en diferentes concentraciones, con el fin de favorecer la bioactividad del sistema. Los soles fueron depositados en multicapa empleando la técnica dip-coating; de manera que, bajo las mejores condiciones del recubrimiento barrera, se depositaron los recubrimientos dopados. Para la caracterización de los soles se empleó espectroscopía IR y medidas de viscosidad y pH para diferentes tiempos de envejecimiento. Por otra parte, la caracterización de los recubrimientos se realizó por microscopía electrónica de barrido (SEM), ángulo de contacto y espectroscopía infrarroja de reflectancia atenuada (ATR); mientras que, la evaluación de la resistencia a la corrosión se realizó mediante ensayos de polarización anódica potenciodinámica y espectroscopía de impedancia electroquímica en solución SBF a 37± 2 °C. Los resultados del presente trabajo confirmaron que, la concentración de ácido acético juega un papel importante en la síntesis sol-gel, debido a su efecto complejante, lo que permite incrementar la estabilidad de los soles. Sin embargo, fue necesario realizar un pretratamiento a las muestras en HF para evitar su corrosión al contacto con el sol. De esta manera, bajo adecuadas condiciones de síntesis, fue posible obtener recubrimientos multicapa barrera-dopado que incrementaron en más de 2 órdenes de magnitud la resistencia a la corrosión del material base y además favorecieron la precipitación de fosfatos cálcicos en la superficie del recubrimiento tras inmersión en solución SBF.Item Diseño de recubrimientos SOL-GEL para la protección contra la corrosión de la aleación de magnesio az31 de aplicación en la industria automotriz(Universidad Industrial de Santander, 2018) Hernández Barrios, Carlos Andrés; Viejo Abrante, Fernando; Coy Echeverría, Ana Emilse; Aparicio Ambros, MarioEn el presente trabajo fueron desarrollados recubrimientos híbridos sol-gel base TEOS-GPTMS para la protección contra la corrosión de la aleación de magnesio AZ31. Para ello, fue evaluado el efecto de la concentración de catalizador (ácido acético), el tiempo de inmersión, el tiempo de envejecimiento y la concentración de inhibidor de corrosión (CeNO3)3), en el proceso de síntesis y deposición de los soles, así como también en la morfología, composición y desempeño frente a la corrosión de los recubrimientos resultantes. Las reacciones de hidrólisis-condensación de los soles fueron monitoreadas mediante ensayos reológicos, espectroscopia IR y medidas de pH. Por otra parte, la caracterización de los recubrimientos se realizó mediante microscopía electrónica de barrido, ángulo de contacto y espectroscopía IR-ATR; mientras que, la evaluación en la resistencia a la corrosión se realizó a través de ensayos de polarización anódica potenciodinámica, espectroscopia de impedancia electroquímica y ensayos de inmersión, todos en medio 0,1M de NaCl. Los resultados experimentales revelaron que los parámetros de síntesis estudiados determinaron, por un lado, el nivel de interacción química entre el sol ácido y la superficie de la aleación y, por el otro, las características fisicoquímicas del recubrimiento sol-gel. De esta manera, el entendimiento profundo de dichos fenómenos permitió el diseño de una película de anclaje de Mg(OH)xF2-x sobre la superficie de la aleación AZ31, que impidió los procesos de corrosión superficiales durante la etapa de deposición de los soles y conllevó a recubrimientos sol-gel sin agrietamiento, con mejorada resistencia a la corrosión y con efecto de autocurado. Además, mediante la deposición de múltiples capas fue posible la obtención de recubrimientos que aumentaron la resistencia a la corrosión del material base hasta en 3 órdenes de magnitud y presentaron características morfológicas-protectoras que no se vieron significativamente comprometidas después de 24 h de inmersión en el medio de ensayo. _.Item Síntesis, caracterización y evaluación de recubrimientos híbridos sol-gel dopados con sales de cerio para la protección contra la corrosión de aleación al-cu-li aa2050-t8(Universidad Industrial de Santander, 2014) Remolina Galvis, Erika Natalia; Viejo Abrante, Fernando; Coy Echeverría, Ana EmilseSe analizó el efecto de la adición de nitrato de cerio (III) hexahidratado (Ce(NO3)3 la síntesis y evaluación de la resistencia a la corrosión de recubrimientos híbridos sol-gel sobre la aleación de aluminio AA2050-T8. Para ello se prepararon soles a partir de una mezcla del precursor inorgánico tetraetoxisilano (TEOS) y el precursor orgánico glicidiltrimetoxisilano (GPTMS), estableciendo como variables experimentales la adición del inhibidor de corrosión y el tiempo de envejecimiento. Posteriormente, los recubrimientos fueron obtenidos por deposición de dichos soles mediante la técnica dip-coating. Para la caracterización de los soles se empleó espectroscopía IR, medidas de viscosidad y pH, mientras que la caracterización de los recubrimientos se realizó mediante espectroscopía de reflectancia total atenuada (FTIR - ATR), microscopía electrónica de barrido (SEM), ángulo de contacto, pin o disk y scratch test. . Por otro lado, la resistencia a la corrosión se evaluó mediante ensayos de niebla salina, polarización anódica potenciodinámica y espectroscopia de impedancia electroquímica en medio 0,1M de NaCl. Finalmente se propusieron los diferentes mecanismos de corrosión para los recubrimientos estudiados. Los resultados demostraron que la adición de nitrato de cerio disminuía de forma significativa el pH de los soles, acelerando el proceso de gelificación del sol. Así mismo se observó que la adición de nitrato de cerio aumentaba notoriamente la resistencia a la corrosión del sustrato base en ambientes altamente agresivos y tiempos prolongados de exposición, bloqueando los sitios catódicos y desacelerar la formación de productos de corrosión causante del progresivo deterioro del sustrato metálico. 1Trabajo de Grado. Modalidad investigación.