Uso potencial de un líquido iónico como electrolito para PEO de aleaciones ligeras

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dc.contributor.advisorGarcía Vergara, Sandra Judith
dc.contributor.advisorArenas Vara, María Ángeles
dc.contributor.authorMateus Rueda, Sergio David
dc.contributor.evaluatorPeña Ballesteros, Darío Yesid
dc.contributor.evaluatorCoy Echeverría, Ana Emilse
dc.date.accessioned2025-06-03T15:25:11Z
dc.date.available2025-06-03T15:25:11Z
dc.date.created2025-05-26
dc.date.issued2025-05-26
dc.description.abstractEn 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.
dc.description.abstractenglishThis study investigated the use of an ionic liquid composed of choline chloride and urea in a 1:2 molar ratio as an electrolyte for anodizing via the electrochemical oxidation process by plasma on Ti6Al4V and AA2024 alloys. The anodizing process employed a type of ionic liquid known as a deep eutectic solvent (DES), specifically choline chloride and urea, to which sodium metasilicate (Na₂SiO₃) and aluminum chloride (AlCl₃) were added as ion-donating agents. A voltage of 400V was applied, with processing times of 600s and 1200s, to produce ceramic-like coatings. The ionic liquid was characterized by using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), while the obtained coatings were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The coating thickness was determined through surface profile mapping. Electrochemical tests, including Potentiodynamic Polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), were performed to evaluate the dielectric properties of the anodic film. Additionally, wear resistance tests using the pin-on-disk method were conducted to assess the friction coefficient of the coatings. A characterization of the base alloys Ti6Al4V and AA2024 were also carried out. The results indicate that the plasma oxidation process did not occur, as a precipitate of the same electrolyte was formed due to the chemical and electrical interactions of the process. As a result, anodizing occurred at low voltages of approximately 10V, forming passive oxide coatings that resembled the base substrate. These coatings exhibited smooth and brittle morphologies, with thicknesses not exceeding 1 nm. Electrochemical tests show that all the deposited films increase the corrosion resistance of the substrate. When comparing conventional PEO coatings with those made using an ionic liquid, it is observed that the coatings produced with the ionic liquid exhibit slightly higher corrosion resistance than those made with a conventional electrolyte. Finally, wear resistance tests show that the coatings present a lower friction coefficient, indicating that they help reduce the interaction of external forces with the substrate.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería de Materiales
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45774
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería de Materiales
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectOxidación electrolítica por plasma
dc.subjectLíquido iónico
dc.subjectDES Cloruro de colina
dc.subjectUrea
dc.subjectRecubrimientos
dc.subjectElectrolito
dc.subjectCorrosión
dc.subjectCoeficiente de fricción. Ti6Al4V
dc.subjectAA2024
dc.subject.keywordPlasma Electrolytic Oxidation
dc.subject.keywordIonic Liquid
dc.subject.keywordDeep Eutectic Solvent (DES)
dc.subject.keywordCholine Chloride
dc.subject.keywordUrea
dc.subject.keywordCoatings
dc.subject.keywordElectrolyte
dc.subject.keywordCorrosion
dc.subject.keywordFriction Coefficient
dc.subject.keywordTi6Al4V
dc.subject.keywordAA2024
dc.titleUso potencial de un líquido iónico como electrolito para PEO de aleaciones ligeras
dc.title.englishPotential use of an ionic liquid as an electrolyte for PEO of light alloys
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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