Mecanismo de activación de las aleaciones Al-Zn-In en soluciones de NaCI. Efecto de los aleantes

Andrés G. Muñoz.

1999.

215 h. : ilustraciones ; 30 cm. .

Tesis--Universidad Nacional del Sur, 1999.

Resumen: Introducción: Los ánodos de magnesio y cinc han sido utilizados ampliamente en los diseños de protección catódica de estructuras ferrosas debido a su adecuado equivalente electroquímico y al potencial de operación alcanzado. Sin embargo estos metales resultan de alto costo en nuestro país, no así el aluminio, el cual constituye un material particularmente adecuado para este fin debido a su elevado equivalente electroquímico y el potencial termodinámico standard de la cupla AL/Al3+ (-1.9 V vs ecs) (1). La delgada capa de óxido protector que se forma naturalmente sobre este metal y sus aleaciones impide alcanzar el potencial termodinámico y determina una disolución por picado en un medio electrolítico conteniendo iones CI-. Sin embargo, el potencial alcanzado en agua de mar (3 por ciento NaCI), alrededor de -0.80 V vs ecs (2), sumado a la forma de ataque, dan lugar a una protección deficiente. La importancia del aluminio como material anódico no solamente tiene interés en su aplicación para la protección catódica sino también en la fabricación de sistemas de almacenamiento electroquímico de energía, tales como baterías primarias (3), celdas de combustible (4,5) o bien baterías secundarias como electrolitos acuosos (6). Se ha observado que la presencia de ciertos microaleantes tales como Zn, Hg, In, Bi, Sn, y Ga generan un corrimiento del potencial de picado hacia valores más electronegativos que el observado para Al puro en presencia de iones CI- (7,8,9). Aleaciones tales como Al-Zn-Hg (10), Al-Zn-Sn (11) y Al- Zn-In (12,13) han resultado de especial interés debido al potencial alcanzado (-1.10 V vs ecs para Al-Zn-In) y a la alta eficiencia de corriente, determinada por un notable descenso de velocidad de desprendimiento de hidrógeno, la cual genera un proceso de autocorrosión. Efectos similares se observan cuando estos aleantes se encuentran como iones en solución (14,15,16). Un efecto sinérgico en el proceso de activación del aluminio tiene lugar cuando ambos iones, Zn²+ e In3+ se encuentran presentes en solución (17). Este efecto se traduce en menores tiempos de activación del Al en presencia de estos cationes, como así también, un ataque más uniforme que el obtenido en presencia sólo de iones In3+ en solución que conduce a mayores eficiencias por disminución de las pérdidas mecánicas de material. Si bien algunos estudios sobre la activación de las aleaciones Al-In (8), Al-Zn (8,18) y Al-Zn-In (12,19) como así también sobre la activación del Al en presencia de iones In3+ y Zn²+ e In3+ han sido llevados a cabo, no está claro aún el mecanismo por el cual estos elementos ejercen su influencia. Tanto el comportamiento electroquímico de las aleaciones Al-Zn-In como así también el correspondiente al Al en presencia de iones Zn²+ e In3+ en solución de iones Cl- son muy complejos y diversos mecanismos han sido propuestos para explicarlos. Además, el mecanismo de activación de aluminio y la función asignada al ion CI- en el proceso de activación del AI no está aún claramente definida. Se ha observado que durante la activación del AI en presencia de iones In3+ y Zn²+ se generan procesos de deposición sobre la interfase activa, generando condiciones superficiales similares a las encontradas en el proceso de activación de aleaciones conteniendo estos elementos como aleantes (14,16). Ello conduce a suponer la presencia de procesos de disolución y deposición de estos elementos durante la iniciación del estado activo de la aleación Al-Zn-In. El presente trabajo tiene como objetivo lograr un mejor conocimiento del mecanismo de activación del aluminio en soluciones conteniendo CI- y el efecto sinérgico que tiene la presencia de los elementos Zn e In en las aleaciones Al-Zn-In sobre este mecanismo. Para ello, se estudiará en detalle el comportamiento de las distintas fases que se encuentran presentes en la aleación, elementales, binarias y ternarias, generadas debido a la baja solubilidad de los elementos entre sí a temperatura ambiente. Este estudio se complementará con estudios de la electrodeposición de Zn e In para encontrar las bases mecanísticas del proceso de activación del Al en presencia de estos cationes, entendiendo que este proceso está necesariamente relacionado con el mecanismo que tiene lugar en el caso de las aleaciones. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral:Sobresaliente - 10(diez) Fecha:8/6/99

Incluye referencias bibliográficas.