Evaluación del desempeño del recubrimiento nanoestructurado de ZrN-Si sobre acero inoxidable 316L mediante técnicas electroquímicas

dc.contributor.advisorRíos Rojas, John Fredyspa
dc.contributor.advisorVanegas Parra, Henry Samirspa
dc.contributor.authorCorredor Tamayo, César Augustospa
dc.contributor.authorRincón Corredor, Miguel Ángelspa
dc.coverage.spatialColombia(Bogotá,Dc)spa
dc.creator.cedula10431628805spa
dc.creator.cedula10431618326spa
dc.date.accessioned2022-11-03T22:06:33Z
dc.date.available2022-11-03T22:06:33Z
dc.date.issued2022-06-04spa
dc.description.abstractNanostructured coatings have been widely used by industry to improve the surface properties of materials. Among the most widely used coatings are transition metal nitrides with added silicon. These materials in the form of coatings have shown very good physical and chemical properties. In this work, the effect of silicon (Si) incorporation on the chemical composition, microstructure and corrosion resistance of zirconium nitride (ZrN) coatings with different silicon contents was investigated. The elemental chemical composition was obtained by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) technique and the results showed that the atomic content of silicon in the coatings was increasing as a function of silicon pellets: for one silicon pellet 6 at.%, two pellets 11 at.% and three pellets 21 at.%. The microstructure of the samples was studied by X-ray diffraction technique (XRD). For the coating with a silicon atomic content of 0.0 at.%., the presence of a ZrN nanocrystalline phase with an fcc structure was observed. However, with the incorporation of silicon, the diffraction peaks were broad and of lower intensity, which is related to the formation of an amorphous Si3N4 phase and a decrease in the size of the ZrN crystallite. The functionality of the ZrN-Si coatings was evaluated from corrosion tests, using electrochemical techniques of potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy through equivalent electrical circuit fitting. The results showed that as the atomic content of silicon in the ZrN coating increased, the performance in the saline medium improved due to the formation of an amorphous Si3N4 phase that does not allow the diffusion of the electrolyte towards the substrate. Therefore, these coatings have potential applications as protective coatings.eng
dc.description.abstractLos recubrimientos nanoestructurados han sido ampliamente utilizados por la industria para mejorar las propiedades superficiales de los materiales. Entre los recubrimientos más usados encontramos a los nitruros de metales de transición con adición de silicio. Estos materiales en forma de recubrimiento han mostrado muy buenas propiedades físicas y químicas. En este trabajo, el efecto de la incorporación de silicio (Si) en la composición química, microestructural y resistencia a la corrosión en recubrimientos de nitruro de zirconio (ZrN) con diferentes contenidos de silicio fue investigado. La composición química elemental fue obtenida por medio de la técnica de espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS) y los resultados mostraron que el contenido atómico de silicio en los recubrimientos fue aumentando en función de las pastillas de silicio: para una pastilla de silicio 6 at.%, dos pastillas 11 at.% y tres pastillas 21 at.%. La microestructura de las muestras fue estudiada por medio de la técnica de difracción de rayos X (DRX). Para el recubrimiento con un contenido atómico de silicio del 0 at.%., se observó la presencia de una fase nanocristalina de ZrN con una estructura fcc. Por lo tanto, a la incorporación de Si, los picos de difracción fueron anchos y de menor intensidad, esto está relacionado con la formación de una fase amorfa de Si3N4 y una disminución en el tamaño del cristalito de ZrN. La funcionalidad de los recubrimientos de ZrN-Si, fue evaluada a partir de pruebas de corrosión, haciendo uso de las técnicas electroquímicas de polarización potenciodinámica y espectroscopia de impedancia electroquímica a través del ajuste por circuito eléctrico equivalente. Los resultados mostraron que mejoraba el desempeño del recubrimiento en un medio salino acuoso, a medida que incrementaba el contenido de Si en el recubrimiento ZrN, lo cual, es debido a la formación de una fase amorfa Si3N4 que no permite la difusión del electrolito hacia el sustrato. Por lo tanto, estos recubrimientos tienen potenciales aplicaciones como recubrimientos protectores.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero(a) Electromecánico(a)spa
dc.description.degreetypeInvestigaciónspa
dc.description.notesPresencialspa
dc.identifier.bibliographicCitationEcheverria, M. I., Núñez Solís, E., & Huerta Ibáñez, J. M. (Marzo 2010). Manual ACEROS INOXIDABLES. INDURA S.A.spa
dc.identifier.bibliographicCitationASM International (Ed.). (1990). ASM Metals Handbook Volume 1 - Properties and Selection Iron (1st ed., Vol. 1). ASM International. https://www.asminternational.org/home//journal_content/56/10192/06181G/PUBLIC ATIONspa
dc.identifier.bibliographicCitationMusil J. Hard nanocomposite coatings: Thermal stability, oxidation resistance and toughness. Surf Coatings Technol. 2012; 207:50–65.spa
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dc.identifier.instnameinstname:Universidad Antonio Nariñospa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UANspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repositorio.uan.edu.co/spa
dc.identifier.urihttp://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/7205
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad Antonio Nariñospa
dc.publisher.campusBogotá - Surspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y Biomédicaspa
dc.publisher.programIngeniería Electromecánicaspa
dc.rightsAcceso abierto
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.subjectCurva Tafel,es_ES
dc.subjectDesempeño electroquímico,es_ES
dc.subjectDRX,es_ES
dc.subjectEIS,es_ES
dc.subjectEDS,es_ES
dc.subjectSolución electrolítica,es_ES
dc.subjectRecubrimiento nanoestructurado,es_ES
dc.subjectcircuito eléctrico equivalente.es_ES
dc.subject.keywordTAFEL curve,es_ES
dc.subject.keywordElectrochemical performance,es_ES
dc.subject.keywordXRD,es_ES
dc.subject.keywordEIS,es_ES
dc.subject.keywordEDS,es_ES
dc.subject.keywordElectrolytic Solution,es_ES
dc.subject.keywordNanostructured Coating,es_ES
dc.subject.keywordEquivalent Electrical circuit.es_ES
dc.titleEvaluación del desempeño del recubrimiento nanoestructurado de ZrN-Si sobre acero inoxidable 316L mediante técnicas electroquímicases_ES
dc.typeTrabajo de grado (Pregrado y/o Especialización)spa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fspa
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Trabajo de grado