Protección activa de aleaciones de magnesio

Resumen

El sector del transporte afronta en la actualidad una renovación completa debido al incremento en las emisiones de los gases de efecto invernadero. De acuerdo con el Pacto Verde Europeo, el principal objetivo es conseguir cero emisiones netas para 2050. Debido a su baja densidad, el empleo de aleaciones de magnesio podría suponer un punto de inflexión en el consumo energético y las emisiones de vehículos más ligeros. El desarrollo de nuevas aleaciones y sistemas de protección son las estrategias más prometedoras para ampliar el rango de aplicación. Actualmente los mecanismos de protección comerciales sobre magnesio emplean compuestos de Cr(VI); los cuales son tóxicos. Por ello, el desarrollo de tratamientos superficiales libres de Cr(VI) con capacidades de protección activa y respetuosas con el medio ambiente, se ha convertido en una de las principales líneas de investigación en los últimos años. La Introducción de esta Tesis presenta una visión general de las aleaciones de magnesio, su comportamiento a corrosión y estrategias de protección. La Hipótesis es que tratamientos respetuosos con el medio ambiente basados en oxidación electrolítica por plasma, hidróxidos dobles laminares y capas sol/gel deberían proporcionar una base sólida para la protección activa contra la corrosión de las aleaciones de magnesio. Los Objetivos se dividen en cuatro capítulos centrados en la incorporación de inhibidores de corrosión y/o en el desarrollo de sistemas de protección híbridos. El Capítulo 1 explora la síntesis de recubrimientos de hidróxidos dobles laminares (LDH) y la incorporación de inhibidores de corrosión inorgánicos. Se producen in situ y bajo condiciones hidrotermales dos recubrimientos sobre la aleación AZ31, Zn/Al LDH y Li/Al LDH. Se incluye el cribado de inhibidores, caracterización de los recubrimientos y evaluación de la protección activa mediante ensayos de corrosión por inmersión con probetas que incluyen defecto artificial. En el Capítulo 2, se investigan recubrimientos fabricados mediante oxidación electrolítica por plasma de corta duración (flash/PEO), como estrategia energéticamente eficiente y respetuosa con el medio ambiente, para la protección de la aleación AZ31. Se evalúa la viabilidad de utilizar electrolitos cargados con especies de Ca como especie anticorrosiva. En este estudio, se utiliza un electrolito basado en fosfato y aluminato de sodio con dos compuestos de calcio de forma independiente, óxido de calcio y glicerofosfato de calcio, en presencia del agente complejante EDTA (ácido etilendiaminotetraacético). El capítulo incluye la caracterización del recubrimiento, ensayos de adhesión de pintura y pruebas de corrosión por EIS y niebla salina. El Capítulo 3 se centra en el desarrollo de post-tratamientos de sellado sobre recubrimientos de PEO en dos aleaciones de magnesio: una aleación MgYZn con estructuras ordenadas con apilamiento de periodo largo (LPSO) y la aleación AZ91D. Se evalúan diferentes procedimientos de sellado basados en especies de Ca y Ce. En ambos casos, se caracterizan las condiciones que proporcionan la mayor resistencia a la corrosión y se evalúan mediante ensayos de corrosión como EIS y polarización potenciodinámica. En el Capítulo 4 se estudian recubrimientos híbridos PEO/sol/gel sobre la aleación AZ31 en términos de morfología, composición y comportamiento frente a la corrosión. La incorporación de un inhibidor de corrosión se aborda siguiendo dos estrategias: postratamiento por inmersión tras PEO y precursor sol/gel con inhibidor incorporado. El capítulo incluye cribado de inhibidores mediante EIS, la caracterización del recubrimiento y la evaluación de la protección activa mediante ensayos de corrosión por inmersión. En general, los resultados revelan que la resistencia a la corrosión de las aleaciones de magnesio puede mejorarse significativamente utilizando sistemas PEO, LDH y sol/gel en combinación con inhibidores de corrosión.