Comparative study of corrosion process in metallic, ceramic and organic coatings using electrochemical techniques

Las demandas actuales de la industria están enfocadas hacia recubrimientos con alta resistencia a la corrosión en ambientes agresivos, por ejemplo, aquellos que contienen iones de cloro, los cuales suelen deteriorar fuertemente, incluso, a los mejores aceros inoxidables. Los recubrimientos son materiales potencialmente eficientes para aplicaciones en condiciones extremas de alta temperatura y ambientes corrosivos. En este trabajo, se ha utilizado como principal técnica la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) a temperatura ambiente que permite hacer una evaluación de la degradación de los recubrimientos en el tiempo de forma comparativa, mediante el estudio de la variación en el tiempo de la resistencia a la polarización (Rp). Dicha técnica fue complementada mediante la variación de la temperatura y mediante la técnica electroquímica de polarización potenciodinámica. Estos resultados se han integrado con técnicas de caracterización superficial, con el fin de determinar los posibles mecanismos de falla y corrosión para cada recubrimiento. Entre ellas: difracción de rayos X, microscopia de barrido electrónico, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, espectroscopia de fotoelectrones generados por rayos X y espectroscopia de electrones Auger. Así, los resultados han sido correlacionados con el objetivo de conocer mejor el comportamiento de recubrimientos de acuerdo a su naturaleza en un ambiente específico. De esta forma, se ha determinado la dependencia de los recubrimientos cerámicos de CrN con respecto al sustrato, la eficiencia de la protección catódica de Zn y la gran estabilidad de las pinturas epóxicas a temperatura ambiente. Estos y otros resultados son discutidos en el presente documento. / Abstract. The current industry demands are focused on coatings with high corrosion resistance in aggressive environments, for example, those containing chloride ions, which tend to deteriorate, even the best stainless steels. The coatings are potentially efficient materials for applications under extreme conditions of high temperature and corrosive environments. In this work, the main technique used was electrochemical impedance spectroscopy (EIS) at room temperature that permits an assessment of the degradation of the coatings over time in a comparative manner by studying the variation in time of polarization resistance (Rp). This technique was supplemented by EIS with variation of temperature and by electrochemical technique potentiodynamic polarization. These results have been integrated with surface characterization techniques, in order to identify failure and corrosion mechanisms for each coating. Among them: X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray photoelectrons spectroscopy and Auger electron spectroscopy. Thus, the results have been correlated with the objective of better understanding of the coatings behavior according to their nature in a specific environment. So, we have determined the dependence of CrN ceramic coatings with respect to substrate, the efficiency of cathodic protection of Zn and stable behavior at room temperature of epoxy paint. These and other findings are discussed in this document.Magíster en materiales y procesosMaestrí