En este trabajo se presenta la evaluación de la resistencia a la corrosión de películas delgadas de titanato de bismuto Bi xTi yOz amorfo depositado por la técnica sputtering r.f. Se sometió los recubrimientos a corrosión cíclica de 100 ciclos en atmosfera aire a 600°C, cada ciclo consta de 1 hora de calentamiento y 1 hora de enfriamiento. Se presenta los resultados de pérdida de masa y caracterización de productos de corrosión por medio de difracción de rayos x (XRD), espectroscopia de electrones Auger (AES) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados mostraron una buena resistencia a la corrosión térmica hasta los 60 ciclos, en donde se observó una apreciable degradación del recubrimiento.

This study shows the high-temperature corrosion resistance of bismuth titanate (Bi xTi yOz) amorphous thin films deposited by rf sputtering technique. The corrosion test at high temperature were made with 100 cycles in air atmosphere at 600 °C, each cycle consisting 1 hour of heating and 1 hour of cooling. The results of mass loss and corrosion products were characterized by x-ray diffraction (XRD), Auger electron spectroscopy (AES) and scanning electron microscopy (SEM). The results showed a good corrosion resistance up to 60 thermal cycles where a noticeable degradation of the coating was observed.

Se produjeron películas delgadas de bismuto-silicio-oxigeno por medio de un sistema de deposición física de vapores asistido por plasma y con un magnetrón desbalanceado (UBM por sus siglas en inglés) con atmósfera reactiva de argón y oxígeno, y a temperatura ambiente. Las películas mostraron alta homogeneidad y espesor constante de aproximadamente 200 nm. Las propiedades estructurales de las películas fueron analizadas mediante difracción de rayos X en donde se evidencia la alta presencia de bismuto y óxido de bismuto. En cuanto a lo que tiene que ver con las propiedades morfológicas se hicieron medidas de microscopía con-focal donde se evidencia la buena homogeneidad de las películas sobre la superficie y la baja rugosidad promedio que a su vez indica buena uniformidad del espesor.

Bismuth-silicon-oxygen-based thin films were prepared via an unbalanced magnetron sputtering system in a reactive atmosphere with a mixture of argon and oxygen at room temperature. It is clear that this technique is highly environmentally friendly and does not produce toxic products or gases during or after the process. These films exhibited high homogeneity and constant thickness around 200 nm. The structural properties of the films were analyzed by means of X-ray diffraction, which mainly showed the presence of bismuth and bismuth oxide. As for the morphological properties, con-focal microscopy measurements showed good homogeneity over the surface as well as low average roughness, which indicates good thickness uniformity.

Vanadium carbide (VC) coatings were produced on gray cast iron (GCI) with a pearlitic matrix, randomized lamellar graphite, and 3.5% of total carbon. The process was carried out in a molten borax bath at temperatures of 1173 K, 1223 K, and 1273 K for 2, 4, and 6 hours. Ferro vanadium was used as the carbide-forming element and aluminum as the reducing agent. Layer growth parameters were determined on the basis of classical kinetic theory. The coatings were characterized via scanning electron microscopy (SEM), Auger electron spectroscopy (AES), and X-ray diffraction (XRD). In general, it was possible to produce a compact, continuous, homogeneous coating, and a smooth interface with the substrate was formed. Via XRD, the FCC phase of VC was observed, with a mixed orientation along the (111) and (200) crystal planes. Using AES, the presence of mainly vanadium at 437 eV and carbon at 272 eV was verified. Finally, by means of the electrochemical technique of potentiodynamic polarization in a 3% NaCl solution, it was found that the corrosion resistance of the VC-GCI system exhibited better performance than the substrate.

Recubrimientos duros de Carburo de Vanadio (VC) fueron producidos sobre fundición de hierro gris (GCI) con matriz perlítica, grafitos laminares distribuidos aleatoriamente y 3,5% de carbono total. El proceso se realizó en un baño de sales de bórax, fundido a temperaturas de 1173 K, 1223 K y 1273 K, para 2, 4 y 6 horas. Se usó ferro Vanadio como elemento formador de los carburos y aluminio como agente reductor. A partir de la Teoría Cinética Clásica se determinaron los parámetros de crecimiento de capa. Los recubrimientos obtenidos se caracterizaron por microscopia electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de electrones Auger (AES) y difracción de rayos X (DRX). En general se logró producir un recubrimiento de morfología compacta, continua, homogénea y de una interface lisa. A partir de DRX se observó la fase FCC del VC con una orientación mixta en los planos (111) y (200). A partir de AES se verificó la presencia de Vanadio a 437 eV y carbono a 272 eV. Finalmente se encontró mediante técnicas electroquímicas de polarización potenciodinámica en solución de NaCl al 3%, la resistencia a la corrosión del sistema VC-fundición gris presento mejor comportamiento con respecto al sustrato.

Las propiedades físico-químicas del bismuto y sus óxidos han sido objeto de estudio en las dos últimas décadas. Como resultado de estas investigaciones, estos materiales se han logrado crecer en diferentes estructuras cristalográficas y con dimensiones micro y nanométricas, utilizando diferentes técnicas (pulverización catódica, depósito por laser pulsado, método hidrotérmico, etc). Las dimensiones alcanzadas han permitido obtener películas delgadas, nanotubos, nanoesferas y nanohilos, con los cuales se han desarrollado dispositivos entre los que se destacan detectores de metales pesados, filtros ópticos y sensores de campo magnético. Debido al auge que han tomado estos materiales en los últimos años, en este documento se realizó una revisión bibliográfica de algunas técnicas empleadas para procesar materiales basados en bismuto en forma nanométrica, y algunas de sus aplicaciones tecnológicas.

The physical-chemical properties of bismuth and its oxides have been studied over the last two decades. As a result of this research, the growth of these materials with different crystallographic structures, showing micro and nanometric dimensions has been achieved by using several techniques (cathodic pulverization, laser pulsed deposition and hydrothermal method, among others). The dimensions reached have enabled thin films, nanotubes, nanospheres and nanowires to be obtained, allowing the developing of devices such as heavy metal detectors, optical filters and magnetic field sensors. Due to the progress in these materials in recent years, in this work a bibliographical review was carried out of some techniques employed for processing bismuth based materials with nanometric dimension and some technological applications.

En este trabajo se estudia el comportamiento frente a la corrosión de películas de nitruro de zirconio (ZrN), nitruro de titanio (TiN), nitruro de cromo (CrN), nitruro de niobio (NbN) y nitruro de tantalio (TaN) depositadas sobre acero para herramientas AISI M2 mediante la técnica de sputtering con magnetrón desbalanceado (UBM). La resistencia a la corrosión fue evaluada con ensayos de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) en una solución al 3% de NaCl variando el tiempo de ensayo desde 1 h hasta 7 d. En general, los mejores resultados de resistencia a la corrosión se presentaron en las películas de ZrN y NbN cuando son producidas en la configuración de menor bombardeo iónico en un sistema UBM. Los recubrimientos muestran degradación en el tiempo de ensayo debido a los defectos presentes en su microestructura, que se convierten en canales de difusión por los que la solución corrosiva llega a la superficie del sustrato. Los mecanismos de corrosión para los recubrimientos producidos son discutidos en esta investigación.

In this work the corrosion behavior of zirconium nitride (ZrN), titanium nitride (TiN), chromium nitride (CrN), niobium nitride (NbN) and tantalum nitride (TaN) films deposited on commercial AISI M2 steel using unbalanced magnetron system (UBM) was investigated. The corrosion resistance was evaluated by testing electrochemical impedance spectroscopy (EIS) on a 3% solution of NaCl, changing the test time from 1 h to 7 d. The higher resistance to corrosion was obtained for NbN and ZrN films when these materials were deposited in the lower unbalanced configuration of UBM system. The coatings show degradation with the immersion time due to the microstructure defects, which become diffusion channels so that the corrosive solution can react with the substrate surface. Corrosion mechanisms in the coatings produced are discussed in this research.

Este trabajo estudia el efecto del tratamiento alcalino sobre las propiedades mecánicas de la fibra de plátano (Musa paradisiaca). Las fibras fueron extraídas del seudotallo del plátano empleando una maquina desfibradora. Seguidamente fueron mercerizadas y modificadas mediante tratamiento alcalino con NaOH al 5% (m/v). El análisis morfológico evidenció que la rugosidad de la superficie es mayor en las fibras tratadas que en las no tratadas. La caracterización mecánica reveló que el módulo de Young, la resistencia máxima a la tracción y la deformación disminuyen con el aumento del diámetro de la fibra, tanto para las fibras tratadas como para las no tratadas.

This work analyses the effect of alkali treatment on the mechanical properties of banana fibre (Musa Paradisiaca). Fibres were extracted from the pseudostem by a defibring machine; they were mercerised and modified by 5% NaOH (w/v) alkali treatment. Morphological characterisation showed that treated fibres' surface was rougher than that of untreated fibres. Mechanical characterisation indicated that Young's modulus, ultimate tensile strength and strain became decreased by increasing both treated and untreated fibres' diameter.

Películas de nitruro de cromo (CrN) se han aplicado como recubrimientos protectores contra el desgaste y la corrosión debido a sus excelentes propiedades mecánicas y alta resistencia a la corrosión, y en el campo electrónico debido a su baja resistividad. Sin embargo, se ha encontrado que las multicapas que combinan películas metal/cerámico podrían mejorar las propiedades en comparación a sus contrapartes en monocapa debido al aumento e interacción entre interfaces. En este trabajo se produjeron nano-multicapas de Cr/CrN a través de la técnica de sputtering con magnetrón desbalanceado con tres grados de desbalanceo diferentes para estudiar la influencia de este parámetro en las propiedades eléctricas. Se crecieron multicapas con un espesor total de aproximadamente 1 µm y un período de bicapa (Λ) de 200 nm, 100 nm y 20 nm. Las multicapas se produjeron a temperatura ambiente sobre acero H13 y silicio (100) y se estudió su microestructura y las propiedades eléctricas en función del campo magnético. La formación de fases se caracterizó a través de Difracción de Rayos X y los resultados muestran las orientaciones (111) y (200) para todas las multicapas. Se obtuvieron imágenes de la sección transversal a través de Microscopía Electrónica de Barrido y los resultados muestran la formación de una estructura en multicapas.

Chromium nitride (CrN) films have been applied to several steels as protective coatings against wear and corrosion due to their excellent mechanical properties and corrosion resistance, and in the electronic field these films are commonly used due to their low electrical resistivity. However, it has been found that multilayers combining metal/ceramic films could enhance mechanical and electrical properties compared with their monolayer counterparts, due to the higher amount and interaction between interfaces. In this work, Cr/CrN nano-multilayers have been produced through the unbalanced magnetron sputtering technique with three different degrees of unbalance, in order to study the influence of this parameter on electrical properties. Cr/CrN multilayers with approximately 1 µm of total thickness and a bilayer period (Λ) of 200 nm, 100 nm, and 20 nm were produced at room temperature on H13 steel and silicon (100); and their microstructure and electrical properties as a function of the magnetic field were evaluated. The phase formation was characterized through x-ray diffraction, and results presented (111) and (200) preferred orientations for all the multilayers. Cross section images were obtained through scanning electron microscopy and a multilayer structure can be clearly seen.

En este trabajo se compara la resistencia a la corrosión de recubrimientos de CrN y CrN/Cr depositados con el sistema de sputtering con magnetrón desbalanceado (UBM) con recubrimientos industriales de Cr y pinturas tipo epoxy. Los recubrimientos UBM fueron optimizados y producidos a temperatura ambiente y con una corriente de descarga de 400 mA. Se utilizó un flujo de Ar de 9 sccm y para la producción de CrN se activó el nitrógeno con un flujo de 3 sccm. Los tiempos de depósito se ajustaron para producir monocapas de CrN y multicapas a escala nanométrica manteniendo un espesor total de 1 μm y un periodo de 100 nm. A los recubrimientos obtenidos se les determinó su microestructura con microscopia electrónica de barrido (SEM), la textura y fases cristalinas con difracción de rayos X (XRD) y espectroscopia infrarroja (IR), y la resistencia a la corrosión se evaluó con ensayos de polarización potenciodinámica utilizando una solución de 0,5M H2SO4 y 0,05M KSCN. En general, las multicapas nanométricas mejoraron la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables, además se observó que los aceros A36 recubiertos con CrN pueden ser una alternativa para reemplazar a los aceros inoxidables en ambientes ácidos. Los mecanismos de corrosión para los recubrimientos producidos son discutidos en esta investigación.

This work was aimed at comparing the corrosion resistance of CrN and CrN/Cr coatings deposited through unbalanced magnetron sputtering (UBM), Cr industrial coatings and epoxy paints. UBM coatings were optimised and produced at room temperature, using 400 mA discharge current. Ar and N2 flow rates were set at 9 standard cubic centimetres per minute(SCCM) and 3 SCCM, respectively. Deposition times were set to produce CrN monolayers and nanometric multilayers having 1 µm total thickness and 100 nm period. Coating microstructure was determined through scanning electron microscopy as texture and crystalline phases were determined using x-ray diffraction and infrared spectroscopy. Corrosion resistance was studied with anodic polarisation tests using 0.5M H2SO4 and 0.05M KSCN solution. Nanometric multilayers improved stainless steel corrosion resistance and it was observed that coated CrN steel A36 could be an alternative for replacing stainless steel in acid environments. Corrosion mechanisms for the coatings so deposited are discussed.