Efecto de la adición de nitrato de cerio y el tiempo de envejecimiento en la síntesis de recubrimientos híbridos sol-gel base TEOS-GPTMS sobre la aleación de aluminio AA2050-T8

Abstract

En el presente trabajo se analizó elefecto de la adición del inhibidor de corrosión nitrato de cerio (III) (Ce(NO3)3·6H2O) y el tiempo de envejecimiento, en la síntesis de recubrimientos híbridos sol-gel sobre la aleación de aluminio AA2050-T8 (Al-Cu-Li). Para ello se prepararon soles a partir de una mezcla de los precursores tetraetoxisilano (TEOS) y glicidiltrimetoxisilano (GPTMS) en una relación molar TEOS:GPTMS de 3:1, empleando como catalizador ácido acético y como solvente etanol. El análisis de los procesos de hidrólisis y condensación de los soles sintetizados se llevó a cabo mediante espectroscopia FTIR y ensayos reológicos, mientras que la caracterización de los recubrimientos se realizó a través espectroscopia infrarroja de reflectancia total atenuada (FTIR-ATR), microscopía electrónica de barrido (SEM), determinación de ángulo de contacto y ensayos de adherencia. Los resultados experimentales demostraron que las características fisicoquímicas de los recubrimientos estuvieron influenciadas por ambas variables analizadas. En este sentido, el aumento del tiempo de envejecimiento permitió la obtención de soles con adecuada mojabilidad, adhesión y mayor carácter hidrofóbico; mientras que, por otro lado, el efecto de la adición de nitrato de cerio en el proceso de hidrólisis y condensación fue aún más significativo, lográndose depositar recubrimientos de calidad notablemente superior incluso para tiempos iniciales de envejecimiento del sol

In the present work, the effect of the addition of the corrosion inhibitor cerium nitrate (Ce(NO3)3·6H2O) and the aging time were evaluated during the synthesis of hybrid sol-gel coatings applied on the AA2050-T8 aluminium alloy. Sols were prepared from a mixture of the precursors tetraethylorthosilicate (TEOS) and glycidoxypropyltriethoxysilane (GPTMS) in a molar ratio TEOS:GPTMS of 3:1, using acetic acid and ethanol as catalyst and solvent respectively. The hydrolysis and condensation process of the hybrid sols was monitored by Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy and rheological tests, whereas sol-gel coatings were characterized using attenuated total reflectance infrared spectroscopy (FTIR-ATR), scanning electron microscopy (SEM), contact angle measurements, and scratch tests. The experimental results showed that the physicochemical characteristics of the hybrid sol-gel coatings obtained were influenced by both the aging time and the addition of the corrosion inhibitor. In this regard, an increase of the aging time resulted in uniform coatings with an adequate adhesion and greater hydrophobic features. On the other hand, the effect of the addition of cerium nitrate in the gelation process was more significant, producing coatings with superior physicochemical features, even for short aging times