Effect of ZrO2 and L-Cys nanoparticles as dopants in sol-gel of mesoporous silica coating for corrosion protection of AZ61 magnesium alloy

• Hernández, Leonardo ^[2] ; Veleva, Lucien ^[2] ; García-Galván, Federico R. ^[1] ; Galván, Juan Carlos ^[1]
  1. [1] Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas

     Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas

     Madrid, España

     
  2. [2] Center for Investigation and Advanced Study (CINVESTAV-IPN), Applied Physics Department
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 55, Nº. 4, 2019, pág. 155
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de las nanopartículas de ZrO2 y L-Cys como agentes dopantes de recubrimientos sol-gel de sílice mesoporosa para la protección anticorrosiva de la aleación de magnesio AZ61
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Sobre la superficie de la aleación de magnesio AZ61 se aplicaron recubrimientos de sol-gel basados en el precursor GPTMS-TMOS, incluyendo como agentes dopantes L-Cysteína y ZrO2 en diferentes concentraciones. Su resistencia a la corrosión se estudió en solución de 0,6M NaCl, por inmersión hasta 14 días. Los patrones de DRX revelaron que el principal producto de corrosión en las superficies recubiertas es Mg(OH)2, mientras que en la de AZ61 no tratada adicionalmente se formaron varios compuestos de Zn con cloro. El ataque de la corrosión localizada en el AZ61 no tratada se manifiesta en forma de grietas y cavernas, mientras que en las superficies recubiertas la corrosión fue principalmente a través de picaduras. Dos métodos electroquímicos no destructivos fueron empleados en este estudio, que contrastan el comportamiento electroquímico del AZ61 recubierto con el de la aleación no recubierta. La tendencia en los cambios del potencial de corrosión en circuito abierto se correlacionó positivamente con el análisis SEM-EDS y DRX. Los diagramas EIS se ajustaron satisfactoriamente al modelo de circuito equivalente y los valores obtenidos de resistencia a la corrosión Rcorr (Rs + Rct) disminuyen drásticamente con el tiempo de exposición. El efecto de ZrO2 y L-cisteína están marcadamente influenciados por los cambios del pH de la solución, el potencial Zeta de la carga superficial, los procesos de quimisorción y desorción, el estrés interno en el precursor sol-gel, así como el cambio en su estructura, después de la encapsulación de ambos dopantes.

  • English

    Sol-gel coatings based on GPTMS-TMOS precursor, including as dopants L-Cysteine and ZrO2 in different concentrations, were applied on the surface of AZ61 magnesium alloy. Their corrosion resistance was studied in 0.6M NaCl solution, by immersion up to 14 days. XRD spectra revealed Mg(OH)2 as the main corrosion product on the coated surface, while on the untreated AZ61 in addition there were several compounds of Zn with chloride. The localized corrosion attack on the untreated AZ61 was expressed by cracks and caverns, while on the dip-coated surface the corrosion was mostly through pitting. Two non-destructive electrochemical methods were employed, contrasting the electrochemical behavior of coated AZ61 with that of uncoated alloy. The tendency in the changes of the corrosion potential at open circuit correlated positively with SEM-EDS and XRD analysis. The EIS diagrams were fitted to equivalent-circuit model and the obtained corrosion resistance Rcorr (Rs + Rct) values strongly decreased over time. The ZrO2 and L-Cysteine effect is influenced by the pH changes of the solution, Zeta potential surface charge, chemisorption and desorption processes, internal stress in the sol-gel precursor, as well as the change in its structure, after the encapsulation of both dopants.