Efecto del voltaje de polarización sobre la resistencia a la corrosión de películas de nitruro de niobio (NbN)

Abstract

Se depositaron películas delgadas de Nitruro de Niobio (NbN) sobre silicio (100) y substratos de acero inoxidable AISI 304 mediante un sistema multi-blanco magnetrón sputtering con r.f. (13.56 MHz), a partir de un blanco de Nb de alta pureza (99.99%) en una atmósfera compuesta de Ar/N2, con el fin de estudiar el efecto del voltaje de polarización en el proceso de deposición, sobre la velocidad de degradación de estas películas. Mediante espectroscopía de difracción de rayos X (XRD) se analizó la cristalinidad de las películas de los análisis por FTIR se encontraron modos activos alrededor de 600 cm-1 asociados a los enlaces Nb-N. Se caracterizaron muestras de acero AISI 304 con y sin recubrimiento de NbN mediante Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) y curvas de polarización Tafel. Se encontró que la velocidad de corrosión tuvo una disminución del 66% en el acero recubierto con NbN a un voltaje de polarización de 0 V en comparación al acero sin recubrir. Sin embargo al aumentar el voltaje de polarización a -100V, se observa que la velocidad de corrosión es 3 veces mayor respecto a la del recubrimiento de NbN a 0V, lo cual evidencia el efecto nocivo del voltaje bias en las películas de NbN.

Niobium nitride (NbN) thin films were deposited onto silicon (100) and stainless steel AISI 304 substrates by means of a r. f. magnetron sputtering multi-traget system (13.56 MHz). with a Nb target purity (99,99 %) under Ar/N2 atmosphere. The aim of this work was to investigate the bias effect on the degradation velocity of these films. By means of X-ray diffraction spectroscopy (XRD) the crystallinity of the grown films was examined. By FTIR analysis, the presence of active modes around 600 cm-1 associated to Nb-N bonds was found. The electrochemical characterization of steel AISI 304 with and without NbN coating was performed with electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and tafel polarization curves. In this work it was found that the corrosion speed decreases around a 66 % for the coated steel with NbN at 0V in comparison to steel without coating. However when bias was increased to - 100V, the corrosion speed is three times bigger in relation to NbN coating at 0V, which shows the noxious effect of bias voltage on degradation of NbN films.