Uso potencial de un líquido iónico como electrolito para PEO de aleaciones ligeras
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Date
2025-05-26
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
En el presente trabajo se estudió el uso de un líquido iónico compuesto de cloruro de colina con urea, en relación 1:2, como electrolito para hacer anodizados por medio del proceso de oxidación electrolítica por plasma sobre las aleaciones Ti6Al4V y AA2024. Para el proceso de anodizado se usó un tipo de líquido iónico denominado eutéctico profundo (DES) como electrolito, el cual fue cloruro de colina con urea, y a este se le adicionó silicato sódico (Na₂SiO₃) y cloruro de aluminio (AlCl₃) como elementos dadores de iones; Se utilizó un voltaje de 400 V y tiempos de 600 s y 1200 s para producir los recubrimientos de tipo cerámico. El líquido iónico se caracterizó por medio de espectroscopía infrarroja (FTIR), y los recubrimientos obtenidos fueron caracterizados mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de dispersión de rayos X (EDS). El espesor de los recubrimientos fue determinado por medio de un mapeo de perfiles de superficie; Se realizaron ensayos electroquímicos de polarización potenciodinámica y espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) para evaluar las propiedades dieléctricas de la película anódica. También se realizaron ensayos de resistencia al desgaste tipo "pin on disk", para evaluar el coeficiente de fricción de los recubrimientos. Asimismo, se llevó a cabo una caracterización de las aleaciones base Ti6Al4V y AA2024; Los resultados indican que el proceso de oxidación por plasma no se llevó a cabo, debido a que en el electrolito se generó un precipitado de este como resultado de las interacciones químicas y eléctricas del proceso. Por esta razón, ocurrió un anodizado a bajos voltajes, de aproximadamente 10 V, formándose recubrimientos del óxido pasivo presente en el sustrato base, los cuales presentaban morfologías lisas y quebradizas. El espesor de estos recubrimientos no superó 1 nm; Los ensayos electroquímicos muestran que todas las películas depositadas aumentan la resistencia a la corrosión del sustrato. Se compararon los recubrimientos obtenidos mediante PEO convencional con los realizados usando el líquido iónico, y se observó que los obtenidos con el líquido iónico presentan una resistencia a la corrosión ligeramente superior a la de los recubrimientos obtenidos con un electrolito convencional; Finalmente, con las pruebas de resistencia al desgaste se observó que los recubrimientos presentan un menor coeficiente de fricción, lo cual indica que contribuyen a disminuir la interacción de fuerzas externas sobre el sustrato.
Description
Keywords
Oxidación electrolítica por plasma, Líquido iónico, DES Cloruro de colina, Urea, Recubrimientos, Electrolito, Corrosión, Coeficiente de fricción. Ti6Al4V, AA2024