[ad_1]
Un artículo publicado en la revista Cerámica internacional informó sobre el desarrollo de un recubrimiento orgánico-inorgánico hecho de polidimetilsiloxano (PDMS) en combinación con óxido de circonio (ZrO2) Nanopartículas para mejorar la resistencia a la corrosión de las aleaciones de magnesio (Mg).
Estudio: Revestimiento híbrido de polidimetilsiloxano con nano-ZrO2 sobre aleación de magnesio para una mayor resistencia a la corrosión. Fuente de la imagen: olympuscat/Shutterstock.com
La membrana de matriz híbrida desarrollada en el estudio representa una estrategia de diseño única para recubrimientos altamente hidrofóbicos que exhiben una excelente resistencia a la corrosión a largo plazo.
Resolviendo el problema de la corrosión de las aleaciones de magnesio
Gracias a su peso ligero, alta resistencia específica y reciclabilidad, las aleaciones de magnesio (Mg) se utilizan en muchas industrias, incluidas la automotriz, aeroespacial y de dispositivos electrónicos.
A pesar de esto, debido a su fuerte actividad química, las aleaciones de magnesio pueden sufrir fácilmente corrosión en condiciones acuosas, lo que limita su amplia aplicabilidad.
Se han utilizado una variedad de técnicas, que incluyen electrodeposición, implantación iónica y recubrimientos superficiales, para mejorar la resistencia a la corrosión de las aleaciones de magnesio.
Los revestimientos superficiales, especialmente los revestimientos superficiales orgánicos, ofrecen una gran resistencia a la corrosión con las ventajas de ser sencillos y económicos.
Recubrimientos PDMS para una mejor resistencia a la corrosión
En comparación con los recubrimientos orgánicos tradicionales, el PDMS es un material polimérico único con baja energía superficial, alta flexibilidad de cadena, resistencia superior a la oxidación térmica y resistencia a la corrosión química gracias a la sólida estructura de silicio-oxígeno-silicio.
PDMS se usa ampliamente en dispositivos electrónicos flexibles y microfluidos. Además, PDMS es un material de elección para recubrimientos resistentes a la corrosión debido a su naturaleza altamente hidrofóbica.
Si bien los recubrimientos de polímero PDMS muestran una fuerte resistencia a la corrosión y una función de barrera, sus poderes protectores se debilitan a medida que absorben agua después de un contacto prolongado con un medio corrosivo.
Mientras tanto, el dopaje o la hibridación pueden conducir a la formación de microfisuras y microporos en los recubrimientos orgánicos, lo que en última instancia provoca una mala resistencia a la corrosión.
Mejora de la resistencia a la corrosión con recubrimientos de polímeros a base de óxido
Recientemente han surgido recubrimientos híbridos compuestos por óxidos metálicos y polímeros. Estos materiales innovadores integran micropartículas o nanopartículas de óxido de metal en la columna vertebral del polímero.
Estos recubrimientos híbridos combinan las ventajas del comportamiento basado en polímeros del esqueleto polimérico como barrera física y las excelentes capacidades mecánicas de los óxidos metálicos que actúan como agentes de reticulación.
Recubrimientos a base de óxidos metálicos no tóxicos como el Al2O3ZnO y ZrO2 se han mostrado prometedores en términos de su resistencia a la corrosión.
La excelente estabilidad térmica, química y mecánica del ZrO2 Las nanopartículas las convierten en un material de refuerzo prometedor para recubrimientos resistentes a la corrosión.
Las heteropartículas en los esqueletos del polímero pueden contribuir a la resistencia a la corrosión al reaccionar con los grupos funcionales en el recubrimiento orgánico. A cambio, se fortalecen los enlaces cruzados entre las cadenas moleculares, lo que restringe las vías de difusión de los líquidos corrosivos.
Las películas de polímero hidrofóbico mezcladas con partículas inorgánicas resistentes al agua para crear materiales poliméricos unidos pueden proporcionar una buena protección contra la corrosión.
¿Qué hicieron los investigadores?
En este trabajo, el equipo desarrolló un PDMS-ZrO2 Membrana de matriz hibridada utilizando una aleación de magnesio como plataforma.
Al reducir la hinchazón de la columna vertebral polimérica y las limitaciones de las interfaces con fugas o bloqueo, el ZrO2-redes de puente modificadas hechas de matriz de polímero PDMS, fue posible mejorar significativamente la resistencia a la corrosión a largo plazo y la estabilidad térmica del recubrimiento.
El PDMS-ZrO superhidrofóbico2 Los recubrimientos desarrollados por el equipo combinaron el efecto de barrera hidrofóbica de la capa de PDMS con el refuerzo ZrO2 Nanopartículas que destacan el potencial de los recubrimientos orgánicos que incorporan nanopartículas de óxidos metálicos para mejorar la resistencia a la corrosión de las aleaciones de magnesio.
Resultados del estudio
El equipo desarrolló un PDMS-ZrO2 Recubrimiento para una aleación de magnesio para mejorar la resistencia a la corrosión del Mg mientras se mitigan las propiedades de hinchamiento del PDMS.
Se utilizó un método de recubrimiento por rotación para aplicar PDMS-ZrO2 Recubrimientos en la superficie de aleación de Mg. Incluyendo ZrO2 Las nanopartículas transformaron las cadenas moleculares de PDMS en una estructura de red.
El ZrO de refuerzo2 Las nanopartículas incorporadas en las cadenas de PDMS permitieron el PDMS-10%ZrO2 Recubrimientos para mostrar un fuerte comportamiento hidrofóbico y estabilidad térmica hasta temperaturas de 315 °C.
El PDMS ZrO2 Los revestimientos mostraron una resistencia a la corrosión mucho mayor. La mayor resistencia a la corrosión la proporcionó PDMS-10% ZrO2 Revestimiento que tenía un potencial de circuito abierto de aproximadamente -1,45 V, un potencial de corrosión de -1,22 V y una densidad de corriente de corrosión de 1,11-9 un cm-2.
La excepcional resistencia a la corrosión exhibida por PDMS-10% ZrO2 El compuesto se puede atribuir a su naturaleza altamente hidrofóbica, la columna vertebral reforzada de los polímeros PDMS y la disposición de apilamiento denso de ZrO.2 en la matriz PDMS.
El desempeño de barrera física logrado por el marco compacto también desempeñó un papel crucial en el desempeño protector de la aleación de magnesio.
Relación
Yang J, Chen A, Liu F, Gu L, Xie X y Ding Z (2022). Recubrimiento híbrido de polidimetilsiloxano con nano-ZrO2 en aleación de magnesio para una mayor resistencia a la corrosión. Cerámica internacional. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884222029145?via%3Dihub
[ad_2]