Caracterización microestructural y del comportamiento electroquímico de recubrimientos de alta entropía de (TiAlTaZrNb)N-Agx depositados con diferentes contenidos de plata. Proyecto de investigación

En los últimos años, los recubrimientos de alta entropía han cobrado gran interés en la ciencia de materiales por su resistencia a la corrosión, dureza y estabilidad térmica. Estos recubrimientos, compuestos por múltiples elementos metálicos y cerámicos en proporciones equiatómicas, se obtienen efic...

Full description

Autores:
Cardona Aris, Kenner Yesid
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2025
Institución:
Universidad de Antioquia
Repositorio:
Repositorio UdeA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/48230
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10495/48230
Palabra clave:
Resistencia de materiales
Strength of materials
Compuestos metálicos
Metallic composites
Termodinamica
Thermodynamics
Pulverizacion catodica (metalizacion)
Cathode sputtering (plating process)
Rights
openAccess
License
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description En los últimos años, los recubrimientos de alta entropía han cobrado gran interés en la ciencia de materiales por su resistencia a la corrosión, dureza y estabilidad térmica. Estos recubrimientos, compuestos por múltiples elementos metálicos y cerámicos en proporciones equiatómicas, se obtienen eficientemente mediante técnicas como el magnetron sputtering, que permite controlar su microestructura y propiedades funcionales. En este trabajo se evaluó la microestructura y el comportamiento frente a la corrosión de recubrimientos de alta entropía (TiAlTaZrNb)N dopados con diferentes contenidos de plata, variando la potencia del blanco de plata en 50 W, 70 W y 90 W, depositados sobre acero inoxidable AISI 420 mediante pulverización catódica con magnetrón. Se fabricaron cuatro muestras (M1 a M4), donde una de ellas sólo contenía el recubrimiento de alta entropía y se caracterizaron mediante SEM/EDS, AFM, DRX y Calotest. El comportamiento electroquímico se analizó mediante espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y polarización potenciodinámica (PDP), y se analizaron los productos de corrosión mediante microscopía óptica, SEM/EDS y espectroscopía Raman. La muestra obtenida aplicando 50 W al blanco de plata, mostró la mayor homogeneidad, menor rugosidad, mejor adherencia y una estructura columnar libre de defectos y comportamiento electroquímico superior. EIS reveló su alta resistencia a la transferencia de carga y estabilidad frente a la corrosión hasta las 96 h, mientras que PDP mostró una repasivación secundaria en la muestra sin presencia de plata, atribuida a óxidos del sustrato y recubrimiento en conjunto. Raman identificó óxidos de hierro como magnetita, hematita, lepidocrocita y goethita en la muestra con 50 W en el blanco de plata. En contraste, las muestras fabricadas aplicando 70 y 90 W al blanco de plata, presentaron estructuras más heterogéneas y menor desempeño ante la corrosión. Se concluye que existe un umbral óptimo de plata que mejora la efectividad del recubrimiento.
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spelling Bejarano Gaitán, GilbertoOsorio Vélez, Jaime AlbertoCardona Aris, Kenner YesidCentro de Investigación Innovación y Desarrollo de Materiales (CIDEMAT)2025-11-14T18:17:06Z2025https://hdl.handle.net/10495/48230En los últimos años, los recubrimientos de alta entropía han cobrado gran interés en la ciencia de materiales por su resistencia a la corrosión, dureza y estabilidad térmica. Estos recubrimientos, compuestos por múltiples elementos metálicos y cerámicos en proporciones equiatómicas, se obtienen eficientemente mediante técnicas como el magnetron sputtering, que permite controlar su microestructura y propiedades funcionales. En este trabajo se evaluó la microestructura y el comportamiento frente a la corrosión de recubrimientos de alta entropía (TiAlTaZrNb)N dopados con diferentes contenidos de plata, variando la potencia del blanco de plata en 50 W, 70 W y 90 W, depositados sobre acero inoxidable AISI 420 mediante pulverización catódica con magnetrón. Se fabricaron cuatro muestras (M1 a M4), donde una de ellas sólo contenía el recubrimiento de alta entropía y se caracterizaron mediante SEM/EDS, AFM, DRX y Calotest. El comportamiento electroquímico se analizó mediante espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y polarización potenciodinámica (PDP), y se analizaron los productos de corrosión mediante microscopía óptica, SEM/EDS y espectroscopía Raman. La muestra obtenida aplicando 50 W al blanco de plata, mostró la mayor homogeneidad, menor rugosidad, mejor adherencia y una estructura columnar libre de defectos y comportamiento electroquímico superior. EIS reveló su alta resistencia a la transferencia de carga y estabilidad frente a la corrosión hasta las 96 h, mientras que PDP mostró una repasivación secundaria en la muestra sin presencia de plata, atribuida a óxidos del sustrato y recubrimiento en conjunto. Raman identificó óxidos de hierro como magnetita, hematita, lepidocrocita y goethita en la muestra con 50 W en el blanco de plata. En contraste, las muestras fabricadas aplicando 70 y 90 W al blanco de plata, presentaron estructuras más heterogéneas y menor desempeño ante la corrosión. Se concluye que existe un umbral óptimo de plata que mejora la efectividad del recubrimiento.In recent years, high-entropy coatings have attracted significant attention in materials science due to their corrosion resistance, hardness, and thermal stability. These coatings, composed of multiple metallic and ceramic elements in equiatomic proportions, are efficiently produced using techniques such as magnetron sputtering, which allows precise control over their microstructure and functional properties. In this study, the microstructure and corrosion behavior of (TiAlTaZrNb)N high-entropy coatings doped with different silver contents were evaluated, varying the power applied to the silver target at 50 W, 70 W, and 90 W. The coatings were deposited onto AISI 420 stainless steel via magnetron sputtering. Four samples (M1 to M4) were fabricated, one of which consisted solely of the high-entropy coating, and were characterized using SEM/EDS, AFM, XRD, and Calotest. Electrochemical behavior was assessed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization (PDP), while corrosion products were analyzed using optical microscopy, SEM/EDS, and Raman spectroscopy. The sample prepared with 50 W silver target exhibited the highest homogeneity, lowest roughness, best adhesion, a defect-free columnar structure, and superior electrochemical performance. EIS revealed its high charge transfer resistance and corrosion stability up to 96 h, while PDP showed a secondary repassivation in the silver-free sample, attributed to oxides from both the substrate and coating. Raman analysis identified iron oxides such as magnetite, hematite, lepidocrocite, and goethite in the 50 W silver-doped sample. In contrast, the samples fabricated with 70 W and 90 W silver target displayed more heterogeneous structures and reduced corrosion resistance. It is concluded that there is an optimal silver content threshold that enhances coating performance.PregradoIngeniero de Materiales70 páginasapplication/pdfspaUniversidad de AntioquiaIngeniería de MaterialesDepartamento de Ingeniería MetalúrgicaMedellín, ColombiaFacultad de IngenieríaCampus Medellín - Ciudad Universitariahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCC0 1.0 Universalhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Caracterización microestructural y del comportamiento electroquímico de recubrimientos de alta entropía de (TiAlTaZrNb)N-Agx depositados con diferentes contenidos de plata. Proyecto de investigaciónTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPTexthttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/draftR. T. 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