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Caracterización microestructural, mecánica y electroquímica del recubrimiento carbonitruro de vanadio (VCN) obtenido por magnetroón sputtering R.F.

Resumen

Este trabajo se estudió la influencia del voltaje de polarización negativo (Voltaje Bias) en las propiedades microestructurales, morfológicas, tribológicas, mecánicas y electroquímicas del recubrimiento Carbonitruro de Vanadio (VCN) depositado sobre un acero AISI 8620 por la técnica Magnetrón Sputtering r.f. Los recubrimientos obtenidos se caracterizaron por medio de difracción de rayos X (XRD), Microscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) Espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), Microscopia de fuerza atómica (AFM), Microscopia electrónica de barrido (SEM), Espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDS), Nanoindentación, Pin-on-disk, prueba de rayado (Scratch test), espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y curvas de polarización Tafel. A partir de los resultados obtenidos por XRD se determinó que la estructura cristalina del compuesto ternario es FCC tipo NaCl con un parámetro de red de 4.161 Å para recubrimientos depositados con 0V y gracias a la técnica de XPS se pudo validar satisfactoriamente la formación de la molécula VCN y finalizando esta parte, de los resultados de FTIR se determinó los modos de vibración de los enlaces del recubrimiento VCN. Con respecto a la morfología, de los resultados obtenidos por AFM se determinaron la rugosidad y el tamaño de grano encontrando que estos disminuyen al variar el voltaje Bias. Para el ensayo de Nanoindentación, Pin-on-disk y rayado se encontró que la muestra que presenta una dureza, módulo de elasticidad, coeficiente de fricción, resistencia al desgaste y adherencia más alta es para la muestra que se depositó a un voltaje de -100V. En cuanto a los resultados electroquímicos se encontró que la resistencia a la polarización, velocidad de corrosión y porosidad disminuyen a medida que el voltaje Bias se incrementa. Los resultados obtenidos en este trabajo nos llevan a concluir que un aumento en el voltaje Bias implica un aumento en las propiedades mecánicas, pero una disminución en las propiedades electroquímicas, Motivo por el cual se realizaron Índices de Merito para determinar el voltaje óptimo donde el recubrimiento responde adecuadamente para diferentes condiciones de trabajo, concluyendo que a un voltaje Bias entre 40V y 70V se pueden lograr aceptables propiedades mecánicas y electroquímicas.