Recubrimientos protectores basados en nitruro de niobio

Abstract

Con el fin de encontrar alternativas que hagan frente a los problemas que ocasiona la corrosión en algunos materiales de use cotidiano son empleados en: herramientas de mecanizado, dispositivos mecánicos, moldes de inyección y demás, se han depositado películas delgadas de Nitruro de Niobio (NbN) sobre silicio (100) y substratos de acero inoxidable AISI 304, acero rápido e insertos de WC 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. La cristalinidad de las películas crecidas fue examinada por medio de espectroscopia de difracción de rayos X (XRD). Por medio de análisis de FTIR, se encontró la presencia de modos activos alrededor de los 600 cm -1 asociados con enlaces de Nb-N. Se desarrolló la caracterización electroquímica del acero AISI 304 con y sin recubrimiento de NbN mediante espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y curvas de polarización Tafel. En este trabajo se encontró que la velocidad de corrosión decrece alrededor de un 66% para el acero recubierto con NbN a OV en comparación al acero sin recubrimiento. Sin embargo, cuando el voltaje bias fue incrementado a-100V, la velocidad de corrosión es 3 veces mayor que a un voltaje de OV, lo cual muestra el efecto nocivo del voltaje en la degradación de las películas de NbN. De esta manera, se abre la posibilidad de aplicar recubrimientos basados en Nitruro de Niobio como alternativa de solución a los problemas de la corrosión de materiales.

In order to find solutions to problems caused by corrosion in day -to-day materials such as mechanizing tools, mechanical devices, injection molds and the like, thin films oof NbN have been deposited on Si (100) and substrates of stainless steel AISI 304, high Speed Steel (HSS) and we inserts by using a multi-target Magnetron Sputtering system with r.f. (13.56 Mhz), from a Nb target of high purity (99.99%) in an atmosphere made up of Ar/N2. The crystalinity of the grown films was examined by X-rays diffraction (XRD) spectroscopy. By using FTIR analysis, active modes at about 600 cm associated with Nb-N bonds were found. The electrochemical characterizationg of AISI 304 steel with and without NbN covering by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Tafel polirization curves. It was found also that the corrosion speed decreased about 66% for the steel covered with NbN at 0V compared to the uncovered steel. However when bias voltage was raised to -100V, the corrosion speed was three times higher, compared to the NbN covering at 0V, wich in turn shows the harmful effect of bias voltage. In the degradation of NbN films. From the results of the present study the way is now opened to the possibility of applying Nitride NbN based coatings as an alternative solution to corrosion of materials.