Synthesis and corrosion resistance evaluation of coatings of SiO2-TiO2-ZrO2-BiO2 on 316L stainless produced by sol-gel

Abstract

En este trabajo se presenta la síntesis y la evaluación de la resistencia a la corrosión de recubrimientos de SiO2-TiO2-ZrO2-BiO2 depositados por la técnica de centrifugado sobre acero inoxidable AISI 316L. Los soles se prepararon a partir de una mezcla de precursores orgánicos, como el tetraetoxisilano (TEOS) al 98%, tetrabutóxido de titanio (TBT) al 97%, zirconio (IV) butóxido (TBZ) al 80% en solución 1-butanol y nitrato de bismuto penta-hidratado Bi(NO3)3*5H2O. La resistencia a la corrosión se determinó mediante ensayos de curvas de polarización potenciodinámica y de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) en una solución electrolítica de 3,5% Wt de NaCl + 0,5 M de H2SO4. A los soles preparados se les caracterizó mediante estudio reológico, de pH en función del tiempo, mediciones de espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Los recubrimientos se caracterizaron mediante difracción de rayos X (XRD), microscopia electrónica de barrido (MEB), espectroscopia de energías dispersivas (EDX), fluorescencia de rayos X (XRF) y medidas de adherencia. Los resultados mostraron que las películas ofrecen una buena resistencia a la corrosión sobre el sustrato metálico disminuyendo los valores de densidades de corriente hasta en un orden de magnitud

This report show the synthesis and corrosion resistance of SiO2-TiO2-ZrO2-BiO2 coatings deposited by spin-coating on AISI 316L stainless steel. The soles were prepared from a mixture of organic precursors, such as 98% tetraethoxysilane (TEOS), titanium tetrabutoxide (TBT) 97%, Zirconium (IV) butoxide (TBZ) 80% in 1-butanol solution and bismuth penta nitrate-hydrate Bi (NO3)3*5H2O. The coatings were evaluated by potentiodynamic polarization and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) test in an electrolytic solution of 3.5% Wt NaCl + 0.5 M H2SO4. The soles prepared were studied trough rheological, pH as a time function, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and differential scanning calorimetry (DSC) analysis. The coating were characterized by X ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and dispersive energy spectroscopy (EDX), X ray fluorescence (XRF) and adhesion measurements. The results showed that the films offer good corrosion resistance on the metal substrate, decreasing current densities up to one order of magnitude.