Caracterización electroquímica de bicapas de Ti/TiN depositadas sobre acero RUS-3 por el método de magnetrón sputtering

Abstract

Se depositaron bicapas del sistema Ti/TiN sobre substratos de silicio [100] y acero RUS-3 usando la técnica de magnetrón sputtering d.c. a una temperatura del substrato de 400ºC, una potencia d.c de 80W y aplicando al substrato un voltaje de polarización de -50V. Con el fin de estudiar el efecto del contenido de nitrógeno de la mezcla de gases en la velocidad de corrosión del acero recubierto con las bicapas de Ti/TiN, se utilizaron tres concentraciones de nitrógeno en la mezcla de gases Ar/N2. Los enlaces quimicos presentes en las bicapas fueron estudiados mediante Espectroscopia de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR), la estructura cristalina fue examinada mediante difracción de rayos-X (XRD) y el comportamiento frente a la corrosion de las bicapas depositadas sobre los aceros RUS-3, se estudio mediante Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) y curvas de polarización potenciodinámicas (Tafel), encontrandose un incremento de 6.8 KΩ a 60.3 KΩ en la resistencia a la polarización y una disminución del 95% en la velocidad de corrosión cuando se utilizo la menor concentración de N2 en la mezcla de gases de trabajo.

Ti/TiN bilayers were deposited onto silicon [100] and RUS-3 steel substrates by using the d.c. magnetron sputtering at substrate temperature of 400°C, a d.c. power of 80W and applying a bias voltage of -50V. With the aim to study the effect of the nitrogen content in the Ar/N2 gas mixture of the discharge gases on the corrosion velocity of the steel coated with the Ti/TiN bilayers, three nitrogen concentrations were used. RUS-3 samples with and without coating were characterized. The chemical bonding presents in the bilayes was study by Fourier Transform Infrared Spectrsocopy (FTIR). The crystal structural was examined by x-ray diffraction and corrosion behavior was studied by potenciodynamic polarization test (Tafel curves) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It was found a decrease of 95% in the corrosion velocity and an increase in the polarization resistance (from 6.8 KΩ to 60.3 KΩ) when was used the minor nitrogen content in the Ar/N2 gas mixture.