Evaluación tribológica de recubrimientos híbridos tipo sol-gel SiTiZr (10/20/70 y 10/70/20)

Tribological evaluation of sol – gel hybrid type coatings SiTiZr (10/20/70 y 10/70/20)

Los recubrimientos híbridos tipo sol-gel son utilizados para crear películas protectoras a temperatura ambiente. Se desarrollaron pruebas de desgaste sobre recubrimientos híbridos tipo sol-gel de SiTiZr (10/20/70) y SiTiZr (10/70/20), para determinar las propiedades tribológicas del recubrimiento y el efecto de la adición de titanio y circonio. Mediante la utilización de un equipo tipo pin-disco se determinaron los coeficientes de fricción. La evaluación con microscopía electrónica de barrido permitió caracterizar el tipo de desgaste. Se realizó un estudio perfilométrico para determinar la rata de desgaste. Se determinó el espesor del recubrimiento mediante el análisis de la diferencia de alturas entre el sustrato y el recubrimiento. Se concluyó que el recubrimiento con mayor contenido de titanio presenta un menor coeficiente de fricción y menor desgaste.

Introducción

La obtención de recubrimientos por el método sol- gel han tenido un gran desarrollo en los últimos años, ya que presentan numerosas ventajas frente a otros métodos de preparación de películas delgadas, entre ellas, la posibilidad de obtener una amplia variedad de composiciones, la sencillez del método de deposición, la baja temperatura de sinterización, la unión química del recubrimiento al sustrato que deriva en alta adherencia y estabilidad química, entre otros. Blees MH et al sugieren que la durabilidad de los recubrimientos tipo sol-gel está relacionada con la adherencia al sustrato, por esta razón se realizan investigaciones mecánicas y tribológicas. Existe una amplia cantidad de información sobre el comportamiento al desgaste de recubrimientos sol-gel depositados sobre vidrio, como lo reportan Liu WM et al, sin embargo, Wilson S et al, afirman que las evaluaciones tribológicas de los recubrimientos sobre sustrato metálico son escasas.

C. Jeffrey Brinker, menciona que como fase dispersa se añaden materiales insolubles en los medios, ya sean cerámicos y/o vítreos, éstos materiales se seleccionan entre ZrO₂, TiO₂, Al₂O₃, SiO₂, SiC, vidrio sílico-sodocálcico comercial, vidrio de borosilicato, entre otros, los cuales se agregan en forma de partículas, fibras, fibras cortas, nanopartículas, o como soluciones coloidales de SiO₂, ZrO₂ Al₂O₃, en concentraciones comprendidas entre 1 y 40%p.

Este trabajo presenta los resultados de la evaluación del coeficiente de fricción y mecanismo de desgaste de recubrimientos tricomponentes SiO₂ TiO₂ ZrO₂ obtenidos por sol – gel, como lo han investigado Castro Martín MY y Camargo Martínez J.A, dichos recubrimientos son aplicados por el método de inmersión sobre sustratos de acero AISI 304.