ESTUDIO ESTRUCTURAL Y ELECTROQUÍMICO DE RECUBRIMIENTOS CUASICRISTALINOS OBTENIDOS MEDIANTE “PLASMA SPRAY”

Grupo de Materiales Avanzados, Facultad de Ingeniería.


Las aleaciones nanoestructuradas de Aluminio que contienen cuasicristales como partículas
reforzantes poseen una alta resistencia mecánica y aceptable tenacidad que las hace muy aptas para
aplicaciones industriales. Las fases cuasicristalinas se han observado en numerosos sistemas, en
particular en sistemas de base Aluminio donde se  encuentra el mayor registro de ellas [1]. Estas
fases se caracterizan por ser estructuras ordenadas con simetrías no periódicas, puntualmente los
cuasicristales icosahédricos poseen solo simetría de rotación. Esta característica le confiere a los
materiales que los contienen un alta dureza que sumado a los bajos coeficientes de fricción, bajo
coeficiente de transmisión del calor y alta resistividad [2], los sugiere como materiales de alto
potencial de aplicación tecnológica, principalmente en el área tribológica como recubrimientos
resistentes al desgaste.  No obstante, no se encuentran referencias de su comportamiento frente a la
corrosión.  
En la literatura se encuentra una gran cantidad de trabajos sobre recubrimientos
cuasicristalinos obtenidos mediante diferentes técnicas [2-4];  no obstante la elaboración de los
mismos a una escala industrial presenta un desafío importante. Las técnicas de Spray Térmico [5-6],
fácilmente adaptables a procesos de producción, brindan una oportunidad de generación de
recubrimientos cuasicritalinos para aplicaciones industriales
En este trabajo se presenta un estudio sobre la elaboración de recubrimientos cuasicristalinos
icosahédricos de base  Aluminio aplicados mediante “Plasma Spray” (Fig.1.-). Se realizaron
recubrimientos de una aleación de Al-Cu-Fe-Cr  en polvo con diferentes parámetros de proceso
sobre láminas de substrato de aleación Al-7Si, a fin de determinar las variables de proceso que
permitan obtener recubrimientos con buenas propiedades tribológicas. La  elaboración de estos
recubrimientos fueron realizados en una empresa Argentina.
Se realizó una primera caracterización estructural mediante Difracción de Rayos X,
microscopía óptica y Microscopia  Electrónica de Barrido (SEM)  y Análisis químico mediante
espectroscopía dispersiva en energía de rayos X. El comportamiento frente a la corrosión de los
recubrimientos se realizo mediante el estudio de curvas de polarización potenciodinámicas en
solución de Cloruros (1M) a 25ºC.
Fig.1.- Diagrama esquemático de la técnica de Plasma Spray  (APS).-
Fig.2.- Imágenes de Electrones Secundarios de un recubrimiento obtenido por APS.-Los resultados muestran que los recubrimientos obtenidos mediante Plasma Spray, presentan
una microestructura formada por fases cuasicristalinas y cristalinas en distintas proporciones. La
figura 2, presenta una micrografía de uno de los recubrimientos obtenidos; los mismos presentaron
altos valores de dureza pero inferiores a los correspondientes a materiales cuasicristalinos puros. Se
observó además que el aumento de la temperatura  de impacto, la cual se encuentra directamente
relacionada con la temperatura de flama contribuyó a obtener recubrimientos más compactos y
homogéneos. Diversos estudios señalan que la temperatura de flama puede ser modificada variando
la relación Ar/H2
[7] De esta forma el aumento de la temperatura de flama promueve un aumento en
la temperatura de impacto del polvo sobre el material substrato [8]. Finalmente las curvas
potenciodinámicas muestran que estos materiales presentan una mejor resistencia a la corrosión en
solución NaCl-1M respecto del material del substrato, Al-7Si.

Fuente:http://www.ifir-conicet.gov.ar/SAM-CONAMET2011/documentos/topico14/310-778-1-SP.pdf