Maestría en Física · 2004
Estudio acerca de los mecanismos de proteccion contra la corrosion de recubrimientos organicos usando espectroscopia de impedancia electroquimica (eis)
Los modelos de comportamiento electroquímico de tres diferentes clases de pigmentos (cromato de zinc, óxidos de hierro micaceo y zinc metálico), utilizados en la formulación de recubrimientos, son deducido a partir de los diagramas de Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS), y con la ayuda de técnicas de análisis de superficie como la espectroscopia de fotoelectrones X (XPS) y la microscopía electrónica de barrido (SEM). Los recubrimientos fueron aplicados sobre acero al carbono con preparación superficial SSPC-SP5 y evaluados en una atmósfera controlada de cámara de niebla salina según la norma American Society for Testing and Materials (ASTM) B117. Los espectros de EIS fueron obtenidos usando un instrumento Schlumberger SOLARTRON SI1280B. Los modelos propuestos esquematizan la funcionalidad de estos pigmentos dentro del recubrimiento y permiten vislumbrar las características que estos le dan al recubrimiento para mejorar las propiedades anticorrosivas del mismo. Se hace posible la implementación de la EIS para la evaluación del desempeño de recubrimientos orgánicos en ambientes simulados una vez se conoce el mecanismo de protección de los pigmentos. Tres circuitos equivalentes diferentes fueron propuestos para cada uno de los recubrimientos evaluados. Los análisis de espectroscopia de fotoelectrones-X (XPS) confirman la reducción del Cr6+ a Cr3+, a través del tiempo de exposición y a medida que se aproxima a la interfase con el acero. Igualmente la oxidación de Fe2+ a Fe3+, por el contacto con iones dicromato es demostrada. Adicionalmente se observa que las capas pasivas formadas son mezclas de Fe2O3 + Cr2O3.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 12
- OBJETIVOSp. 15
- OBJETIVOS GENERALESp. 15
- OBJETIVOS ESPECIFICOSp. 15
- FUNDAMENTOS TEÓRICOSp. 16
- CORROSIÓNp. 16
- FUNDAMENTOS DE PINTURASp. 18
- ESPECTROSCOPIA DE IMPEDANCIA ELECTROQUÍMICAp. 29
- ESPECTROSCOPIA DE FOTOELECTRONES X (XPS)p. 33
- MICROSCOPÍA DE BARRIDO ELECTRONICO (SEM)p. 35
- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALp. 37
- PREPARACIÓN Y APLICACIÓN DE LOS RECUBRIMIENTOSp. 37
- CONTROLADOSp. 39
- CON ESPECTROSCOPÍA DE IMPEDANCIAp. 40
- EVALUACIÓN CON TÉCNICAS QUÍMICASp. 42
- RESULTADOSp. 45
- CROMATO DE ZINCp. 38
- ZINC METÁLICOp. 38
- ÓXIDO DE HIERROp. 53
- DE PROTECCIÓNp. 55
- RECUBRIMIENTOS CON PIGMENTOS DE POLVO DE ZINCp. 71
- CONCLUSIONESp. 85
- Figura 1. Mecanismo de protección de barrerap. 25
- penetrado agentes corrosivosp. 30
- Figura 3. Espectros típicos de recubrimientos con alto deteriorop. 31
- cromato de zinc. (a). Log Z Vs Log f. (b) theta Vs Log fp. 46
- Vs log f; (b) θ Vs log fp. 47
- de zincp. 49
- de exposiciónp. 47
- epóxico con pigmentos cromato de zincp. 51
- durante los primeros 100 díasp. 52
- óxido de hierro durante los primeros 70 días de exposiciónp. 53
- días de exposiciónp. 54
- zinc. (a) Resistencia de poros. (b) Capacitancia del recubrimientop. 56
- cromato de zinc después de 50 días de exposiciónp. 58
- Resistencia. (b) Capacitanciap. 60
- capa “Cdl”p. 62
- recubrimientos epóxicos con pigmentos de cromato de zincp. 64
- recubrimientos con pigmento cromato de zincp. 66
- tiempo para los recubrimientos con pigmento cromato de zincp. 66
- interna. (d). Parte del acero después de levantado el recubrimientop. 67
- una zona de ampolla. (b) zona libre de ampollasp. 68
- 200Xp. 69
- 1500Xp. 69
- pigmentos cromato de zincp. 51
- Tethap. 71
- ánodos de sacrificiop. 72
- experimental con el espectro producido por el circuito equivalentep. 73
- en zincp. 73
- recubrimiento con pigmentos de polvo de zincp. 74
- recubrimientos con pigmento de polvo de zincp. 76
- tiempo para los recubrimientos con pigmento de polvo de zincp. 76
- pigmentos de óxido de hierro. (b) diagrama de theta Vs frecuenciap. 78
- barrerap. 25
- sistemas tipo barrerap. 80
- tiempo, para un sistema epóxico con pigmentos de óxido de hierrop. 81
- tiempop. 82
- recubrimientos con pigmento de óxido de hierrop. 83
- micaceop. 84
- (µg/cm2/año)p. 23
- agua a 25°Cp. 24
- 20°Cp. 24
- Tabla 4. Esquemas de los imprimantes evaluadosp. 38
- blastingp. 37
- superficie grado SPPC/SP5)p. 38
- Fotografía 3. Aplicación de los recubrimientos a evaluarp. 39
- curadop. 39
- Fotografía 5. Cámara de simulación para la exposición de los sistemasp. 40
- Fotografía 6. Medidor automático de Impedancias SI1280Bp. 41
- (XPS)p. 42
- se ubican las muestras a analizarp. 44
- (b) microscopía electrónica sobre esta muestra a 1000Xp. 44
- 200 días de exposición en cámara salinap. 48
- recubrimiento a 500Xp. 50
- Fotografía 14. Estado final del recubrimiento después de la exposiciónp. 82