Preparación de recubrimientos multicapa de base zirconia por vía sol-gel; caracterización microestructural y mecánica

Abstract

En ocasiones, no es necesario sustituir completamente un material para una determinada aplicación, sino que bastaría con mejorar sus propiedades superficiales (resistencia a erosión y corrosión, propiedades eléctricas, ópticas, etc.). La protección superficial mediante recubrimientos cerámicos puede ser la solución de muchos problemas prácticos, por lo que su estudio y desarrollo constituye un área de gran interés tecnológico. Una de las rutas más interesantes para obtener películas delgadas de óxido sobre diferentes substratos es la vía sol-gel. En este trabajo, nuestro interés se centra en la protección de substratos metálicos mediante recubrimientos sol-gel de base zirconia depositados por inmersión (dip-coating). Las soluciones sol-gel se obtuvieron mediante la hidrólisis de n-propoxido de zirconio en propano! con ácido nítrico. El método de fabricación propuesto permite la obtención de recubrimientos multicapa libres de grietas y con espesores en el rango 200-3000 nm. Se presentan los resultados de un estudio de caracterización microestructural y mecánica, éste último mediante ensayos de ultramicrodureza Berkovich.

Frequently, the total substitution of a specific material for a certain application can be avoided by improving their surface properties (resistance to erosion and corrosion, electric properties, etc.). In particular, surface protection with ceramic coatings can be the solution of many practical problems. For this reason, the development of new ceramics coatings is a research area of technological interest. Sol-gel is a very interesting route to obtain oxide thin films on different substrates. In this work, our interest is centred on the protection of metallic substrates by using sol-gel zirconia coatings. The precursor sol-gel solution was obtained by hydrolysis of zirconium n-propoxide in propanol and nitric acid. We developed a routine fabrication of free cracks multilayer dip-coatings, with total thickness in the range 200-3000 nm. A microstructural and mechanical characterisation, by using Berkovich ultramicrohardness tests, will be presented.