OBTENCION Y CARACTERIZACION ELECTROQUIMICA Y ESTRUCTURAL DE RECUBRIMIENTOS DE CROMO DECORATIVO A PARTIR DE SOLUCIONES DE CROMO TRIVALENTE I.Q. OSCAR JAVIER SUAREZ GARCIA CODIGO 291432 Trabajo de grado presentado para optar al titulo de: Maestra en Materiales y Procesos DIRIGIDO POR: PHd. JHON JAIRO OLAYA FLOREZ UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECANICA Y MECATRONICA MAESTRA EN INGENIERA MATERIALES Y PROCESOS BOGOT D.C. 2010 OBTENCION Y CARACTERIZACION ELECTROQUIMICA Y ESTRUCTURAL DE RECUBRIMIENTOS DE CROMO DECORATIVO A PARTIR DE SOLUCIONES DE CROMO TRIVALENTE I.Q OSCAR JAVIER SUAREZ GARCIA Tesis de Maestra Director PhD. JHON JAIRO OLAYA FLOREZ Co-Directores PhD. MARCO FIDEL SUAREZ HERRERA PhD. SANDRA ELIZABETH RODIL UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECANICA Y MECATRONICA MAESTRA EN INGENIERA MATERIALES Y PROCESOS BOGOT D.C. 2010 NOTA DE ACEPTACI N __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ _____________________________________________ PhD. OSCAR EDUARDO RODRI GUEZ _____________________________________________ MSc. GLORI A I VONNE CUBI LLOS BOGOTA, 30 JULI O 2010 Ciudad y fecha A mis padres mis hermanas y mi sobrino. AGRADECI MI ENTOS El aut or expresa sus agradecimient os a: PhD, Jhon Jairo Olaya, director del proyect o por su apoyo para el desarrollo de est e t rabaj o. PhD,MarcoFidelSuarezdeldepart ament odeQumicadelaUniversidadNacionaldeColombiapor sus aport es para el anlisis de resultados. PhD,SandraRodildelI nst it ut odeMat erialesdelaUniversidadNacionalAut nomadeMxicopor su colaboracin durant e la caract erizacin de los recubrimient os.PhD,DavidTrciodelaFacult addeQumicadelaUniversidadNacionalAut nomadeMxicopor su colaboracin en la part e experiment al durant e la obtencin y caract erizacin de recubrimient os. PhD,St ephenMuhldelI nst it ut odeMat erialesdelaUniversidadNacionalAut nomadeMxicopor sus aport es y recomendaciones. I ng.HermiloZarcodelI nst it utodeMat erialesdelaUniversidadNacionalAut nomadeMxicopor su colaboracin para el mont aj e de adquisicin de dat os. Personaladminist rat ivo,docent esyt cnicosdelI nst itut odeMat erialesdelaUniversidadNacional Aut noma de Mxico. Seor Ricardo Cort es del laboratorio de elect roqumica y cat lisis del LI Q-UN.DI B proyecto 20201001065 4 RED DE MACROUNI VERSI DADES DE LATI NOAMERI CA CONACYT proyect os P45833 yDGAPA I N102907 ALFACROM LTDA At odaslaspersonasquedeunauot ramanerameprest aronsucolaboracindurant eest ost res aos. CONTENIDO RESUMEN .................................................................................................................................................... 1 ABSTRACT .................................................................................................................................................... 1 INTRODUCCION ........................................................................................................................................... 2 CAPITULO I ................................................................................................................................................... 5 1.ANTECEDENTES ..................................................................................................................................... 5 1.1PROBLEMA DE INVESTIGACION .......................................................................................................... 12 1.2JUSTIFICACION .................................................................................................................................. 12 1.3OBJETIVOS......................................................................................................................................... 13 1.3.1OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................................ 13 1.3.2OBJETIVOS ESPECIFICOS.................................................................................................................. 13 CAPITULO II ................................................................................................................................................ 14 2.MARCO TEORICO ................................................................................................................................ 14 2.1RECUBRIMIENTOS ELECTROLITICOS ................................................................................................... 14 2.1.1FACTORES QUE AFECTAN LOS RECUBRIMIENTOS ELECTROLITICOS ................................................... 16 2.2PRINCIPIOS FISICOQUIMICOS ............................................................................................................. 17 2.2.1PROCESO DE FORMACION DE DEPOSITOS POR VIA ELECTROLITICA ................................................. 17 2.2.2MECANISMO DE ELECTRODEPOSICION DE LOS METALES ................................................................. 21 2.2.3ESTRUCTURA DE RECUBRIMIENTOS OBTENIDOS POR ELECTRODEPOSICION .................................... 23 2.3RECUBRIMIENTOS DE CROMO (CROMADOS) ...................................................................................... 26 2.3.1CROMADO CON CROMO HEXAVALENTE Cr+6 ................................................................................... 26 2.3.2ESTRUCTURA Y MORFOLOGIA DE DEPOSITOS DE CROMO ELECTROLITICO. ...................................... 27 2.3.3PROPIEDADES QUIMICAS, FISICASY MECANICAS DEL CROMO ........................................................ 28 2.3.4SISTEMAS DE RECUBRIMIENTO NIQUEL/CROMO ............................................................................. 30 2.4TECNICAS ELECTROQUIMICAS DE CARACTERIZACION ......................................................................... 34 2.4.1VOLTAMETRIA CICLICA.................................................................................................................... 34 2.4.2METODOS ELECTROQUIMICOS DE EVALUACION DE LA RESISTENCIA A LA CORROSION .................... 37 2.4.3METODOS DE POLARIZACION DC .................................................................................................... 38 2.4.4METODOS DE CORRIENTE ALTERNA ................................................................................................ 43 2.4.5CRONOAMPEROMETRIA A CORRIENTE CONSTANTE (COULOMBIETRIA)........................................... 51 2.1CARACTERIZACION DE MORFOLOGIA Y MICROESTRUCTURA ............................................................... 53 2.1.1MICROSCOPIA OPTICA .................................................................................................................... 54 2.1.2MICROSCOPIA ELECTRONICA DE BARRIDO (SEM) ............................................................................ 55 2.1.3DIFRACCION DE RAYOS X (DRX) ....................................................................................................... 56 2.1.4ANALISIS DE DISPERSION DE RAYOS X (EDX) .................................................................................... 58 CAPITULO III ............................................................................................................................................... 59 3.DESARROLLO EXPERIMENTAL ............................................................................................................. 59 3.1DEFINICION DE VARIABLES ................................................................................................................. 61 3.2ENSAYOS PRELIMINARES ................................................................................................................... 61 3.3PRODUCCION DE RECUBRIMIENTOS POR ELECTRODEPOSICION .......................................................... 62 3.4DISEO EXPERIMENTAL ..................................................................................................................... 63 3.4.1EFECTO DEL SUSTRATO ................................................................................................................... 63 3.4.2EFECTO DE COMPONENTES DE LA SOLUCION .................................................................................. 65 3.4.3EFECTO DE LAS CONDICIONES DEOPERACIN ............................................................................... 67 3.5METODOS DE CARACTERIZACION ....................................................................................................... 68 3.5.1MEDICIONES ELECTROQUIMICAS, RESISTENCIA A LA CORROSION Y COLUMETRIA. .......................... 68 3.5.2TRATAMIENTO DE RESULTADOS. .................................................................................................... 71 CAPITULO IV .............................................................................................................................................. 72 4.RESULTADOS....................................................................................................................................... 72 4.1EFECTO DEL SUSTRATO SOBRE LA RESISTENCIA A LA CORROSION........................................................ 72 4.1.1COMPORTAMIENTO ELECTROQUIMICO DURANTE LA DEPOSICION DE CROMO. .............................. 72 4.1.2INSPECCION VISUAL Y ESPESORES ................................................................................................... 73 4.1.3MORFOLOGIA Y COMPOSICION ...................................................................................................... 75 4.1.4RESISTENCIA A LA CORROSION, ....................................................................................................... 79 4.1.5MORFOLOGIA DE ZONAS CORROIDAS ............................................................................................. 91 4.2EFECTO DE LOS COMPONETES DE LA SOLUCION DE CROMADO ........................................................... 98 4.2.1EFECTO DE FORMADORES DE COMPLEJO Y AYUDANTES BUFFER EN SOLUCION............................... 98 4.2.2EFECTO DE TENSOACTIVOS Y SALES CONDUCTORAS. .................................................................... 114 4.3EFECTO DE CONDICIONES DE OPERACION. ....................................................................................... 121 4.3.1MORFOLOGIA, MICROESTRUCTURA Y ESPESOR............................................................................. 122 4.3.2RESISTENCIA A LA CORROSION, POLARIZACION POTENCIODINAMICA Y EIS ................................... 126 4.3.3MORFOLOGIA DE SUPERFICIES CORROIDAS .................................................................................. 128 CAPITULO V ............................................................................................................................................. 133 5.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................................. 133 ANEXO 1. PERFILES DE ESPESOR SOBRE PLACAS CROMADAS SOBRE DIFERENTES SUSTRATOS ................ 134 ANEXO 2. ENSAYOS DE CORROSION DESPUES DE REALIZAR UN TRATAMIENTO TERMICO A 300C POR DOS HORAS SOBRE PLACAS NIQUELADAS Y CROMADAS. ................................................................................ 135 ANEXO 3 ANEXO ESTABILIDAD QUIMICA DE LAS SOLUCIONES................................................................. 137 ANEXO 4. PROCEDIMIENTO DE SELECCIN DE PLACAS CROMADAS PARA ADICION DE TENSOACTIVO Y SALES CONDUCTORAS. ............................................................................................................................. 141 ANEXO 5. IMGENES SEMY ESPECTROS EDX .......................................................................................... 147 ANEXO 6. DIAGRAMAS DE NYQUIST Y RESISTECIA A LA CORROSION DE NIQUEL Y CROMO BRILLANTES OBTEBIDOS A ESCALA INDUSTRIAL. ......................................................................................................... 150 ANEXO 7.ANALISIS ESTADISTICO DE RESULTADOS. ................................................................................ 155 ANEXO 8.DIVULGACION DE RESULTADOS EN EVENTOS CIENTIFICOS...................................................... 164 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1.1 VOLTAMOGRAMAS EN CH3COONH4 0.5M, HCLO4 0.3M, CONCENTRACIN DE CROMO: 1)0.0 M, 2)0.005 M, 3)0.01 M, 4)0.025 M, 5)0.05 M; PH AJUSTADO A 4.5, V=0.5V/S . .................................................................. 5 FIGURA 1.2 EFICIENCIA CATDICA DE LAS REACCIONES DE REDUCCIN DE HIDROGENO Y CROMO EN UN BAO DE CROMO TRIVALENTE. ............................................................................................................................................ 6 FIGURA 1.3 SUPERFICIE DE RESPUESTA DE LA VARIABLE EFICIENCIA DE REDUCCIN DE CROMO CONTRA CONCENTRACIN DE CROMO Y GLICINA. ............................................................................................................................................... 7 FIGURA 1.4 EFECTO DEL PH Y DE LA ADICIN DE ALUMINIO (BAO A) SOBRE EL INTERVALO DE CORRIENTE ACEPTABLE PARA CROMADO CON UNA SOLUCIN A BASE DE SULFATOS E HIPOFOSFITO DE SODIO COMO FORMADOR DE COMPLEJO.............. 7 FIGURA 1.5 MORFOLOGA DE ALEACIONES DE: A) CR-FE-P A PARTIR DE SULFATO DE CROMO Y HIERRO E HIPOFOSFITO DE SODIO COMO FORMADOR DE COMPLEJO ; B) CR-CO A PARTIR DE SOLUCIN DE SULFATO DE CROMO,CLORURO DE COBALTO Y UREA-FORMIATO COMO FORMADORES DE COMPLEJO . ............................................................................................... 8 FIGURA 1.6 IMGENES DE MICROSCOPIA DE FUERZA ATOMICA EN SUPERFICIES CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIN DE SULFATO DE CROMO Y UREA-FORMIATO COMO FORMADORES DE COMPLEJOS; A) SIN ADITIVOS; B) CON ADICIN DE HIDRACINA . .......... 8 FIGURA 1.7.ENSAYOS DE RESISTENCIA A LA CORROSIN EN CMARA SALINA SOBRE CROMADOS CON CROMO HEXAVALENTE Y CROMO TRIVALENTE . ............................................................................................................................... 12 FIGURA 2.1 USOS DE RECUBRIMIENTOS ELECTROLTICOS EN EL MERCADO MUNDIAL. ........................................................ 14 FIGURA 2.2. INTERRELACIN DE VARIABLES SOBRE LA DISTRIBUCIN DE METAL OBTENIDO EN UN PROCESO ELECTROLTICO . ....... 15 FIGURA 2.3. ZONAS PRESENTES EN UN RECUBRIMIENTO ELECTROLTICO Y SUS PRINCIPALES CARACTERSTICAS ......................... 16 FIGURA 2.4. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RECUBRIMIENTOS ELECTROQUMICOS...................................................... 18 FIGURA 2.5. DISTRIBUCIN DE CORRIENTE: A) PRIMARIA, DEPENDE DE LA GEOMETRA; B) PRIMARIA Y SECUNDARIA ................ 19 FIGURA 2.6. DISTRIBUCIN DEL ESPESOR DE NQUEL DEPOSITADO ELECTROLTICAMENTE, MODIFICANDO LA GEOMETRA DE LOS OBJETOS.............................................................................................................................................. 20 FIGURA 2.7. ESQUEMA DE LA SECUENCIA DE CRECIMIENTO DE CRISTALES. ..................................................................... 22 FIGURA 2.8 VARIACIN DE LAS CARACTERSTICAS DEL CRECIMIENTO DE CRISTALES EN FUNCIN DE LA DENSIDAD DE CORRIENTE. .. 22 FIGURA 2.9. MATERIALES OBTENIDOS POR VA ELECTROLTICA .................................................................................... 24 FIGURA 2.10. INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES DE OPERACIN SOBRE LA ESTRUCTURA DE UN MATERIAL OBTENIDO ELECTROLTICAMENTE .............................................................................................................................. 25 FIGURA 2.11. TIPOS DE INCLUSIONES QUE PUEDEN ESTAR PRESENTES EN RECUBRIMIENTOS ELECTROLTICOS.......................... 25 FIGURA 2.12 VARIACIN DE LA EFICIENCIA CATDICA EN BAOS DE CROMO HEXAVALENTE BAJO DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN. .......................................................................................................................................... 27 FIGURA 2.13. MORFOLOGA DE RECUBRIMIENTOS ELECTROLTICOS DE CROMO OBTENIDOS CON SOLUCIONES DE CR+6; A) IMAGEN AFM , B) IMAGEN SEM.......................................................................................................................... 28 FIGURA 2.14 CURVA ESFUERZOS RESIDUALES VS. ESPESOR EN PELCULAS DE CROMO DURO . .............................................. 29 FIGURA 2.15CURVAS DE POLARIZACIN ANDICAS EN HCL 10% PARA CROMADOS; CR-P Y CR-C SOLUCIN DE CROMO TRIVALENTE USANDO HIPOFOSFITO Y FORMIATO COMO COMPLEJANTE RESPECTIVAMENTE ......................................... 30 FIGURA 2.16 CORROSIN POR PARES GALVNICOS DE RECUBRIMIENTOS DE ZINC Y NQUEL/CROMO SOBRE SUSTRATOS DE ACERO. ADAPTACIN........................................................................................................................................ 33 FIGURA 2.17 A) ESQUEMA DE CORROSIN EN RECUBRIMIENTO MULTICAPA NQUEL/CROMO; ESQUEMA DE CORROSIN RECUBRIMIENTO MICRO POROSO................................................................................................................ 34 FIGURA 2.18 A) SUPERFICIE I-T-E PARA UNA REACCIN NERNSTIANA. B) BARRIDO DE POTENCIAL LINEAL A TRAVS DE ESTA SUPERFICIE........................................................................................................................................... 35 FIGURA 2.19 A) BARRIDO DE POTENCIAL CCLICO. B) VOLTAMOGRAMA CCLICO RESULTANTE............................................. 35 FIGURA 2.20COMPARACIN DE LA RESPUESTA EN FORMA DE ONDAS PARA UNA VOLTAMETRA CCLICA DC Y AC EN UN SISTEMA REVERSIBLE........................................................................................................................................... 37 FIGURA 2.21. EXTRAPOLACIN DE TAFEL............................................................................................................. 40 FIGURA 2.22 CURVA DE POLARIZACIN ANDICA................................................................................................... 42 FIGURA 2.23 CURVA PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA POLARIZACIN (RP) ........................................................... 43 FIGURA 2.24 DESFASE EN LA RESPUESTA SINUSOIDAL EN CORRIENTE PARA UN SISTEMA LINEAL, COMO RESPUESTA A LA APLICACIN DE UNA SEAL DE POTENCIAL.................................................................................................................... 45 FIGURA 2.25 OBTENCIN DE LA FIGURA DE LISSAJOUS A PARTIR DE AL SEAL DE ENTRADA Y SALIDA EN POTENCIAL Y CORRIENTE, RESPECTIVAMENTE . ................................................................................................................................ 45 FIGURA 2.26 ESPECTRO DE IMPEDANCIAS EN UN DIAGRAMA DE NYQUIST Y SU CIRCUITO EQUIVALENTE................................ 46 FIGURA 2.27ESPECTRO DE IMPEDANCIAS EN UN DIAGRAMA DE BODE........................................................................ 47 FIGURA 2.28 CIRCUITO EQUIVALENTE Y DIAGRAMA DE NYQUIST CORRESPONDIENTES AL ESPECTRO DE EIS PARA UN SISTEMA QUE PRESENTA CONTROL POR DIFUSIN............................................................................................................. 50 FIGURA 2.29 CIRCUITO EQUIVALENTE Y DIAGRAMA DE NYQUIST CORRESPONDIENTES AL ESPECTRO DE EIS PARA UN SISTEMA QUE PRESENTA UN COMPORTAMIENTO INDUCTIVO ................................................................................................ 51 FIGURA 2.30 ESTIMULO Y RESPUESTA DURANTE UNA PRUEBA DE CRONOAMPEROMETRA CON CORRIENTE CONSTANTE . ........... 52 FIGURA 2.31 ESPECTRO DE RADIACIN ELECTROMAGNTICA..................................................................................... 53 FIGURA 2.32 ESQUEMA DE UN MICROSCOPIO PTICO............................................................................................. 54 FIGURA 2.33 ESQUEMA DE LOS COMPONENTES DE UN MICROSCOPIO ELECTRNICO DE BARRIDO........................................ 55 FIGURA 2.34 INTERACCIONES DE ELECTRONES CON UNA MUESTRA DURANTE EL BOMBARDEO EN UN MICROSCOPIO ELECTRNICO .......................................................................................................................................................... 56 FIGURA 2.35 DIFRACCIN DE RAYOS X POR PLANOS CRISTALINOS............................................................................... 57 FIGURA 2.36 ESPECTROS DE DIFRACCIN DE RAYOS X PARA ALGUNOS ELEMENTOS Y COMPUESTOS ..................................... 57 FIGURA 3.1 DISEO EXPERIMENTAL GENERAL. ........................................................................................................ 60 FIGURA 3.2 A) CELDA UNO, CELDAS HULL X 100ML; B) MONTAJE DE LABORATORIO PARA CROMAR EMPLEADO EN EL IIM-UNAM. .......................................................................................................................................................... 60 FIGURA 3.3PROCESO DE PRODUCCIN Y CARACTERIZACIN DE LOS RECUBRIMIENTOS CROMO DECORATIVO .......................... 62 FIGURA 3.4CELDA 2, DISPOSITIVO EMPLEADO PARA CROMAR EN LAS FASES EXPERIMENTALES DOS Y TRES. ............................ 62 FIGURA 3.5 DIAGRAMAS DE BLOQUES DEL DISEO EXPERIMENTAL PARA EVALUAR DIFERENCIAS DE RESISTENCIA A LA CORROSIN DEBIDO AL SUSTRATO;(A) POTENCIODINMICAS; (B) EIS65 FIGURA 3.6 DIAGRAMAS DE BLOQUES DEL DISEO EXPERIMENTAL PARA EVALUAR DIFERENCIAS DE RESISTENCIA A LA CORROSIN DEBIDO A LOS COMPONENTES DE LA SOLUCIN;(A) POTENCIO-DINMICAS; (B) EIS.................................................. 66 FIGURA 3.7 CELDA 3. CELDA EMPLEADA PARA PRUEBAS DE CORROSIN Y COULOMBIMETRA ............................................. 70 FIGURA 3.8 MONTAJE DE LABORATORIO PARA MEDICIONES DE RESISTENCIA A LA CORROSIN Y COULOMBIMETRA. ................. 70 FIGURA 3.9 PUNTOS SELECCIONADOS PARA REALIZAR MEDICIONES DE ESPESOR SOBRE PLACAS CROMADAS EN: A) CELDA HULL (18 CM2). B) EN LA CELDA 2 (4 CM2) ................................................................................................................. 71 FIGURA 4.1 VOLTAMETRA CCLICA DC, FORMACIN DEL DEPSITO DE CROMO SOBRE DIFERENTES SUSTRATOS, ESCALA LOGARTMICA, V=20MV/S. ....................................................................................................................... 73 FIGURA 4.2 PLACAS CROMADAS SOBRE DIFERENTES SUSTRATOS, DE ARRIBA ABAJO: CU/NI, FE/CUNI, FE/NI, FE/NIM. ............ 73 FIGURA 4.3COULOMETRA SOBRE DIFERENTES PUNTOS PARA PLACA CROMADA SOBRE SUSTRATO FE/NIM............................ 74 FIGURA 4.4 MEDICIN DE ESPESORES DE CROMO, LAMINAS EVALUADAS EN 9 PUNTOS. .................................................... 74 FIGURA 4.5 A) ESPESOR DE CROMO PROMEDIO OBTENIDO EN CELDA HULL SOBRE DIFERENTES SUSTRATOS COMO FUNCIN DE LA DENSIDAD DE CORRIENTE; B) PERFIL DE ESPESOR DE CROMO SOBRE SUSTRATO FE/NI. .............................................. 75 FIGURA 4.6EFICIENCIA CATDICA PARA LA REDUCCIN DE CROMO SOBRE DIFERENTES SUSTRATOS CROMADOS EN CELDA HULL.. 75 FIGURA 4.7 IMAGEN SEM DE SUPERFICIE NIQUELADA FE/NI; (A) 10KX SECUNDARIOS; (B) 10KX RETRO DISPERSADOS ............ 76 FIGURA 4.8 IMAGEN SEM DE SUPERFICIE NIQUELADA FE/NIM; (A) 10 KX SECUNDARIOS; (B) 5 KX SECUNDARIOS. ................. 76 FIGURA 4.9 IMAGEN SEM DE SUPERFICIE CROMADASOBRE NQUEL BRILLANTE (FE/NICR), (A) 10 KX RETRO DISPERSADOS, (B) 50 KX RETRO DISPERSADOS. .......................................................................................................................... 77 FIGURA 4.10 IMAGEN SEM DE SUPERFICIE CROMADA SOBRENQUEL MATE (FE/NIMCR); (A) 10KX SECUNDARIOS; (B) 10KX RETRO DISPERSADOS. ............................................................................................................................... 77 FIGURA 4.11 PERFILES DE TOPOGRAFA SOBRE DIFERENTES SUPERFICIES: SUSTRATO DE ACERO PULIDO CON LIJA 600, NQUEL BRILLANTE, NQUEL MATE Y CROMO BRILLANTE. .............................................................................................. 78 FIGURA 4.12 RUGOSIDAD RA() DE LAS SUPERFICIES: SUSTRATO DE ACERO PULIDO CON LIJA 600, NQUEL BRILLANTE, NQUEL MATE Y CROMO BRILLANTE. ....................................................................................................................... 79 FIGURA 4.13 ESPECTRO EDX PARA PELCULA CROMADA SOBRE NQUEL BRILLANTE. ......................................................... 79 FIGURA 4.14 PLACAS SOMETIDAS A PRUEBAS DE CORROSIN POTENCIODINMICAS, EL CRCULO DEMARCA LA ZONA EXPUESTA AL ENSAYO; (A) ARRIBA FE/CUNI, ABAJO FE/CUNI/CR; (B) ARRIBA FE/NIM, ABAJO FE/NIM/CR. ................................... 80 FIGURA 4.15 CURVAS POTENCIODINMICAS HASTA 1V, SOBRE FE/CUNI, FE/CUNI/CR, FE/NIM Y FE/NIM/CR; NACL 3%, V= 2MV/S................................................................................................................................................. 80 FIGURA 4.16 CURVAS POTENCIODINMICAS SOBRE PLACAS NIQUELADAS, NACL 3%,V= 0.2MV/S, V VS SCE ........................ 81 FIGURA 4.17 CURVAS POTENCIODINMICAS SOBRE PLACAS CROMADAS, NACL 3%,V= 0.2MV/S, V VS SCE .......................... 82 FIGURA 4.18 PARMETROS DE RESISTENCIA A LA CORROSIN OBTENIDOS POR PRUEBAS POTENCIODINMICAS PARA RECUBRIMIENTOS NIQUELADOS Y CROMADOS SOBRE DIFERENTES SUSTRATOS; A) POTENCIAL DE CORROSIN. B) CORRIENTE DE CORROSIN Y RESISTENCIAA LA POLARIZACIN. ......................................................................................... 83 FIGURA 4.19 ESPECTRO DE IMPEDANCIA PARA ACERO CR 1008 EN SOLUCIN NACL 30G/L DESPUS DE 1 HORA DE INMERSIN, BODE. .................................................................................................................................................. 84 FIGURA 4.20 A) CIRCUITO EQUIVALENTE PROPUESTO PARA EL COMPORTAMIENTO DE ACERO INOXIDABLE 304 INMERSO EN CIDO CLORHDRICO; LIAN-FU-LI [58], B) ADAPTACIN AL SISTEMADE RECUBRIMIENTO FE/NI. ......................................... 84 FIGURA 4.21 ESPECTRO DE IMPEDANCIA TRATAMIENTO FE/NI, BODE. ......................................................................... 85 FIGURA 4.22 ESPECTRO DE IMPEDANCIA PARA FE/NI/CR; BODE................................................................................. 86 FIGURA 4.23MODELO DEL CIRCUITO EQUIVALENTE PARA LOS SISTEMAS FE/NI/CR, FE/CU/NI, FE/CUNI/CR, FE/NIM Y FE/NIM/CR. ......................................................................................................................................... 87 FIGURA 4.24 ESPECTRO DE IMPEDANCIA PARA FE/CUNI, BODE. ................................................................................. 87 FIGURA 4.25 ESPECTRO DE IMPEDANCIA PARA FE/CUNICR; A) NYQUIST, B) BODE. ......................................................... 88 FIGURA 4.26 ESPECTRO DE IMPEDANCIA PARA CU/NI,BODE. ................................................................................... 88 FIGURA 4.27 ESPECTRO DE IMPEDANCIA PARA CU/NI/CR,BODE. .............................................................................. 90 FIGURA 4.28 ESPECTRO DE IMPEDANCIA PARA FE/NIM, BODE. .................................................................................. 90 FIGURA 4.29 ESPECTRO DE IMPEDANCIA PARA FE/NIM/CR, BODE. ............................................................................. 91 FIGURA 4.30 IMGENES SEM DE ZONAS CORRODAS DEL SISTEMA FE/NI, PICADURA (A) 10 KX SECUNDARIOS; (B) 10 KX RETRO DISPERSADOS; CORROSIN UNIFORME (C) 10 KX SECUNDARIOS; (D) 10 KX RETRODISPERSADOS. ............................... 92 FIGURA 4.31 ESQUEMA DEL MECANISMO DE CORROSIN UNIFORME Y PICADO EN SISTEMA FE/NI; (A) ADSORCIN DE ANIONES; (B) FORMACIN DE ESPECIES SOLUBLES DE NQUEL, PICADURA Y OXIDACIN DEL SUSTRATO. ........................................... 93 FIGURA 4.32 IMGENES SEM DE ZONA CORRODA DEL SISTEMA FE/NI/CR; (A) 1 KXSECUNDARIOS; (B) 10 KX RETRODISPERSADOS. ................................................................................................................................ 93 FIGURA 4.33 ESQUEMA DEL MECANISMO DE CORROSIN UNIFORME Y PICADO EN EL SISTEMA FE/NI/CR; (A) ADSORCIN DE ANIONES EN BORDES DE GRANO; (B) FORMACIN DE ESPECIES SOLUBLES DE CROMO Y UNA PICADURA. ......................... 94 FIGURA 4.34 IMGENES SEM DE ZONA CORRODA DEL SISTEMA FE/CUNI/CR; (A)1 KX SECUNDARIOS; (B) 10 KX RETRODISPERSADOS. ................................................................................................................................ 94 FIGURA 4.35 ESQUEMA DEL MECANISMO DE CORROSIN UNIFORME Y CREVICE EN EL SISTEMA FE/CUNI/CR; FORMACIN DE ESPECIES SOLUBLES DE CROMO, CREVICE E INICIO DE PICADURA. .......................................................................... 95 FIGURA 4.36ANLISIS QUMICO EDX SOBRE ZONAS CORRODAS DEL SISTEMA FE/CUNICR. (A) ZONA CORROSIN UNIFORME, (B) CREVICE-PICADURA. ................................................................................................................................. 96 FIGURA 4.37 ZONA CORRODA, SISTEMA FE/NIM;(A) ATAQUE UNIFORME Y PICADURAS 10 KX SECUNDARIOS; (B) PICADURA 10 KX SECUNDARIOS. ................................................................................................................................... 97 FIGURA 4.38 ZONA CORRODA SISTEMA FE/NIMCR; (A) PICADURA 10KX RETRODISPERSADOS;(B) ZONA QUE NO PRESENTO ATAQUE 10KX RETRO DISPERSADOS. ........................................................................................................... 97 FIGURA 4.39 POTENCIALES PROMEDIO DEL ELECTRODO Y DE LA FUENTE DURANTE CROMADO EMPLEANDO SOLUCIONES CON DIFERENTES FORMADORES DE COMPLEJOS Y CON ADICIN DE HIPOFOSFITO DE SODIO O SALES DE ALUMINIO (I=8A/DM2, T=2MIN). ............................................................................................................................................. 99 FIGURA 4.40 IMGENES SEM DE MORFOLOGA DE RECUBRIMIENTOS DE CROMO A PARTIR DE SOLUCIONES CON DIFERENTE FORMADOR DE COMPLEJOS. A PARTIR DE UNA SOLUCIN DE: A) CLORURO + FORMIATO; B)SULFATO+ FORMIATO,ELECTRONES SECUNDARIOS 10 KX. ............................................................................................................ 100 FIGURA 4.41 IMGENES SEM DE MORFOLOGA DE RECUBRIMIENTOS DE CROMO A PARTIR DE SOLUCIONES CON DIFERENTE FORMADOR DE COMPLEJOS. A PARTIR DE UNA SOLUCIN DE: A) CLORURO + FORMIATO; B)CLORURO + FORMIATO + ACETATO; C) SULFATO+ FORMIATO; D) SULFATO+ FORMIATO + ACETATO,ELECTRONES RETRO DISPERSADOS 50 KX. ..... 101 FIGURA 4.42 ANLISIS EDX SOBRE UNA PELCULA DE CROMO OBTENIDA DE SOLUCIN DE SULFATO + FORMIATO .................. 101 FIGURA 4.43ANLISIS DRX PARA PELCULAS DE CROMO OBTENIDAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON DIFERENTES FORMADORES DE COMPLEJOS. ........................................................................................................................................ 102 FIGURA 4.44 IMGENES SEM DE RECUBRIMIENTOS DE CROMO ADICIONANDO HIPOFOSFITO DE SODIO Y SALES DE ALUMINIO. A PARTIR DE UNA SOLUCIN DECLORURO/FORMIATO + ACETATO + ADITIVO; (A) HIPOFOSFITO DE SODIO 20 KX; (B) CLORURO DE ALUMINIO 10 KX;ELECTRONES RETRO DISPERSADOS. ................................................................................ 102 FIGURA 4.45 ESPECTROS EDX PARA RECUBRIMIENTOS CROMO OBTENIDOS AL ADICIONAR HIPOFOSFITO DE SODIO Y CLORURO DE ALUMINIO. (A) CL/ FOR+P; (B) CL/FOR+AL. ............................................................................................... 104 FIGURA 4.46 ANLISIS DRX PARA PLACAS CROMADAS CON SOLUCIONES CON CONTENIDO DE HIPOFOSFITO DE SODIO. ........... 105 FIGURA 4.47 CROMO (% ATMICO) DETECTADO POR EDX, ESPESOR MEDIDO POR COULOMBIMETRA Y EFICIENCIA CATDICA CALCULADA DE PLACAS CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON DIFERENTE FORMADOR DE COMPLEJO. .................... 105 FIGURA 4.48 RESULTADOS DE ANLISIS EDX EN PORCENTAJE ATMICOY ESPESOR MEDIDO POR COULOMBIMETRA PARA PLACAS CROMADAS CON SOLUCIONES CON CONTENIDO DE HIPOFOSFITO DE SODIO P O CLORURO DE ALUMINIO AL. ........... 106 FIGURA 4.49 PRUEBAS DE CORROSIN EN NACL 3%, POTENCIODINMICAS SOBRE DOS PUNTOS EN UNA PLACA NIQUELADA (FE/NI) EN LA CELDA 2, V= 0.2MV/S. .................................................................................................................. 106 FIGURA 4.50 CURVAS POTENCIODINMICAS PARA RECUBRIMIENTOS DE CROMO OBTENIDOS A PARTIR DE SOLUCIONES CON DIFERENTE FORMADOR DE COMPLEJOS. NACL 3%, V= 0.2MV/S....................................................................... 108 FIGURA 4.51 CURVAS DE POLARIZACIN PARA PLACAS CROMADAS CON SOLUCIONES CON CONTENIDO DE HIPOFOSFITO DE SODIO (P) Y CLORURO DE ALUMINIO (AL), NACL 3%,V= 0.2MV/S............................................................................. 108 FIGURA 4.52 PARMETROS; A)ECORR, B)ICORR; PARA PLACAS CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON DIFERENTE FORMADOR DE COMPLEJOS Y CON ADICIN DE HIPOFOSFITO DE SODIO Y CLORURO DE ALUMINIO. ................................................. 109 FIGURA 4.53 PRUEBAS DE CORROSIN EN NACL 3% EN PLACA NIQUELADA (FE/NI); (A) POTENCIODINMICAS SOBRE DOS PUNTOS V= 0.2MV/S, (B) EIS 1H, BODE. .............................................................................................................. 110 FIGURA 4.54 ESPECTROS EIS DE PELCULAS CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON DIFERENTE FORMADOR DE COMPLEJOS, INMERSIN EN NACL 30G/L; (A) SIN ADITIVOS ;(B) CON ADICIN DE HIPOFOSFITO DE SODIO Y CLORURO DE ALUMINIO... 111 FIGURA 4.55 IMAGEN SEM DE SUPERFICIES CORRODAS CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON DIFERENTE FORMADOR DE COMPLEJOS: (A) EIS, CL/FOR+AC 5KX (B) EIS, CL/FOR+AC 10KX; (C) POTENCIO DINMICA, CL/FOR+AC 5 KX; (D) EIS, SO4/FOR 5 KX; (E) POTENCIO DINMICA, SO4/FOR 5 KX; ELECTRONES RETRODISPERSADOS. ................................ 113 FIGURA 4.56 IMAGEN SEM DE SUPERFICIES CORRODAS, CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON ADICIN DE HIPOFOSFITO DE SODIO Y CLORURO DE ALUMINIO: (A) EIS, CLORURO/FORMIATO+ HIPOFOSFITO 5KX; (B) POTENCIO DINMICA, CLORURO/ FORMIATO + HIPOFOSFITO 1KX; (C) EIS, CLORURO/ FORMIATO + CLORURO DE ALUMINIO 10KX; (D) POTENCIO DINMICA, CLORURO/ FORMIATO + CLORURO DE ALUMINIO 1KX; ELECTRONES RETRO DISPERSADOS. ....................................... 114 FIGURA 4.57 POTENCIALES PROMEDIO DE ELECTRODO Y DE LA FUENTE DURANTE EL CROMADO DE PLACAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON BASE EN FORMIATO+ ACETATO Y FORMIATO + CLORURO DE ALUMINIO. ADICIN DE CLORUROS; DE AMONIO (N), DE SODIO (NA) Y DODECIL SULFATO DE SODIO (DS). (I=8A/DM2, T = 2 MIN) ........................................................... 115 FIGURA 4.58 IMAGEN SEM DE RECUBRIMIENTO DE CROMO A PARTIR DE UNA SOLUCIN DECLORURO/FORMIATO + ACETATO + DODECIL SULFATO DE SODIO; 10 KX; ELECTRONES SECUNDARIOS. ..................................................................... 116 FIGURA 4.59 RESULTADOS DE ANLISIS EDX EN PORCENTAJE ATMICO SOBRE PARA PLACAS CROMADAS CON SOLUCIONES CON DIFERENTE FORMADOR DE COMPLEJO Y CON CONTENIDO DE CLORURO DE AMONIO (N) O DOCECIL SULFATO DE SODIO (DS); ESPESOR MEDIDO POR COULOMBIMETRA. ................................................................................................... 116 FIGURA 4.60 CURVAS DE POLARIZACION PARA PLACAS CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON ADICION DE CLORURO DE AMONIO (N) Y DODECIL SULFATO DE SODIO (DS), NACL 3%,V= 0.2MV/S. ..................................................................... 117 FIGURA 4.61 PARAMETROS DE RESISTENCIA A LA CORROSIN PARA PLACAS CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON ADICION DE CLORURO DE AMONIO (N) Y DODECIL SULFATO DE SODIO (DS); (A)ECORR ;(B)ICORR. ................................................. 118 FIGURA 4.62 CURVAS DE IMPEDANCIA ELECTROQUIMICA PARA PLACAS CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON ADICION DE CLORURO DE AMONIO Y DODECIL SULFATO DE SODIO A DIFERENTES TIEMPOS DE INMERSION. NACL 30G/L,24H. .......... 119 FIGURA 4.63 IMAGEN SEM DE SUPERFICIES CORRODAS CROMADAS ADICIONANDO CLORURO DE AMONIO Y DODECIL SULFATO DE SODIO, 1KX, ELECTRONES RETRO DISPERSADOS: (A) EIS, CL/FOR+AL+N; (B) EIS, CL/FOR+AC+DS; (C) POTENCIODINAMICA, CL/FOR+AC+DS. ..................................................................................................... 120 FIGURA 4.64 POTENCIAL DE ELECTRODO DURANTE EL PROCESO DE DE FORMACIN DEL DEPSITO DE CROMO A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN, E VS SCE...................................................................................................... 122 FIGURA 4.65 IMGENES SEM DE SUPERFICIES CROMADAS A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN, ELECTRONES RETRO DISPERSADOS; (A) S1P1T2 1KX; (B) S2P1T1, (C) S2P2T2, (D) S3P1T2, (E) S3P2T1, (F) S2P3T2 10KX. CONVENCIONES: SOLUCIN (S), PH (P), TEMPERATURA (T). ........................................................................... 124 FIGURA 4.66 ESPECTRO EDX PARA SUPERFICIE CROMADA, CONDICIONES DE OPERACIN S2P1T1 (20 G/L, PH 2.0, T=25C). 125 FIGURA 4.67 RESULTADOS DE ANLISIS EDX EN PORCENTAJE ATMICO SOBRE PARA PLACAS CROMADAS CON SOLUCIONES A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN; ESPESOR MEDIDO POR COULOMBIMETRA. CONVENCIONES: SOLUCIN (S), PH (P), TEMPERATURA (T)........................................................................................................................... 125 FIGURA 4.68 CURVAS POTENCIODINMICAS PARA DEPSITOS DE CROMO OBTENIDOS A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN (SOLUCIN 10/L) , NACL 3%,V= 0.2MV/S. ............................................................................................... 127 FIGURA 4.69 CURVAS POTENCIODINMICAS PARA DEPSITOS DE CROMO OBTENIDOS A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN (SOLUCIN 20/L) , NACL 3%,V= 0.2MV/S. ............................................................................................... 127 FIGURA 4.70 CURVAS POTENCIODINMICAS PARA DEPSITOS DE CROMO OBTENIDOS A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN (SOLUCIN 30/L) , NACL 3%,V= 0.2MV/S. ............................................................................................... 127 FIGURA 4.71 PARAMETROS DE RESISTENCIA A LA CORROSIN PARA DEPSITOS CROMADOS A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN; (A)ECORR ;(B)ICORR, RP . ............................................................................................................ 128 FIGURA 4.72 ESPECTROS DE IMPEDANCIA PARA ALGUNOS DEPSITOS DE CROMO OBTENIDOS A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN (BODE) ............................................................................................................................... 128 FIGURA 4.73 IMGENES SEM DE SUPERFICIES CORRODAS CROMADAS A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN, ELECTRONES RETRO DISPERSADOS: (A) POTENCIODINMICA, S2P2T2 10KX; (B) EIS, S2P1T1 12KX; (C) EIS, S3P1T2 2KX; (D) EIS, S3P2T1 5KX; (E) EIS, S3P3T2 10KX. ..................................................................................................... 131 FIGURA 4.74 COMPORTAMIENTO DEL PARMETRO RF1H (EXPRESADO COMO LOG RF) PARA PLACAS CROMADAS OBTENIDOS A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN EN NACL 3%. ................................................................................. 132 LISTA DE TABLAS TABLA 1.1 ESTUDIOS REPORTADOS SOBRE DEPSITOS DE CROMO OBTENIDOS A PARTIR DE SOLUCIONES DE CROMO TRIVALENTE. ... 9 TABLA 2.1 COEFICIENTES DE FRICCIN PARA DIFERENTES METALES.............................................................................. 29 TABLA 2.2 ESPECIFICACIONES PARA RECUBRIMIENTOS NQUEL-CROMO SEGN LA NORMA ASTM B456.............................. 32 TABLA 2.3 SOLUCIONES PARA RECUBRIMIENTOS ELECTROLTICOS DE NQUEL................................................................. 32 TABLA 2.4 ELEMENTO ELCTRICOS COMUNES ......................................................................................................... 47 TABLA 2.5 SOLUCIONES EMPLEADAS PARA MEDIR ESPESORES EN RECUBRIMIENTOS ELECTROLTICOS, ADAPTACIN.................. 53 TABLA 3.1 VARIABLES INDEPENDIENTES Y DE RESPUESTA SELECCIONADAS PARA EL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. ................ 61 TABLA 3.2ADITIVOS ENSAYADOS COMO ABRILLANTADORES EN SOLUCIN DE NQUEL WATTS. ........................................... 61 TABLA 3.3CONDICIONES DE OPERACIN DURANTE LA OBTENCIN DE LOS DEPSITOS DE CROMO DECORATIVO. ..................... 63 TABLA 3.4 REACTIVOS EMPLEADOS DURANTE EL DESARROLLO EXPERIMENTAL. ................................................................ 64 TABLA 3.5 TRATAMIENTOS EMPLEADOS PARA ESTUDIAR EFECTO DEL SUSTRATO .............................................................. 64 TABLA 3.6 COMPOSICIN DE SOLUCIN DE CR+3 PARA EVALUACIN DEL EFECTO DEL SUSTRATO. ......................................... 65 TABLA 3.7 FORMULACIN DE LA SOLUCIONES DE CROMO TRIVALENTE PARA EVALUAR EL EFECTO DEL FORMADOR DE COMPLEJOS. 66 TABLA 3.8 FORMULACIN DE LAS SOLUCIONES DE CROMO TRIVALENTE PARA EVALUAR EL EFECTO DE OTROS ADITIVOS. ............ 67 TABLA 3.9 COMBINACIN DE FACTORES PARA EVALUAR LAS CONDICIONES DE OPERACIN. ................................................ 68 TABLA 3.10 MTODOS DE CARACTERIZACIN EMPLEADOS Y CONDICIONES DE TRABAJO DURANTE EL ENSAYO. ........................ 69 TABLA 4.1 CAMBIO PROMEDIO PARA CADA SUSTRATO DEBIDO A LA PELCULA DE CROMO. ................................................. 83 TABLA 4.2PARMETROS DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DE IMPEDANCIA PARA ACERO CR 1008 Y PARA FE/NI ......................... 85 TABLA 4.3 PARMETROS DEL MODELO DE IMPEDANCIA PARA LOS SISTEMAS FE/NICR, FE/CU/NI, FE/CUNI/CR, FE/NIM Y FE/NIM/CR .......................................................................................................................................... 89 TABLA 4.4 PARMETROS DE RESISTENCIA A LA CORROSINPARA PLACA NIQUELADA FE/NI EN LA CELDA 2. ......................... 107 TABLA 4.5 PARMETROS DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DE CORROSIN PARA PLACAS CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES DE DIFERENTE FORMADOR DE COMPLEJO. ........................................................................................................ 112 TABLA 4.6 RESULTADOS DE LA EVALUACIN DE RECUBRIMIENTOS CROMADOS CON SOLUCIONES DE CROMO TRIVALENTE DE DIFERENTE COMPOSICIN. (RESULTADO COMPLEMENTARIO EN EL ANEXO 4) ...................................................... 115 TABLA 4.7 PARMETROS DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DE CORROSIN PARA PLACAS CROMADAS A PARTIR DE SOLUCIONES CON ADICIN DE CLORURO DE AMONIO Y DODECIL SULFATO DE SODIO. ..................................................................... 119 TABLA 4.8INSPECCIN VISUAL DE RECUBRIMIENTOS DE CROMO A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN. ...................... 123 TABLA 4.9 PARMETROS DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DE CORROSIN PARA PLACAS CROMADAS A DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIN. ........................................................................................................................................ 130 1 RESUMEN Enest et rabaj oseobt uvieronpelculasdecromoporprocesoelect rolticoapart irde solucionesdecromot rivalent evariandolossust ratos,loscomponent esenlasolucinylas condicionesdeoperacin,conelobj etivodedeterminarcomoinfluyenestosparmet rossobreel comport amient oelect roqumicoylamicroest ructuradelosdepsit os.Last cnicasde caract erizacinempleadasfueron: Polarizacinpot enciodinmica,espect roscopiadeimpedancia elect roqumica, coulomet ra,microscopa elect rnicade barrido y difraccin de rayos X. Losresult adosmost raronquecadasust rat opresent aunmecanismodecorrosindiferent eyque la resist enciat ot aldeldepsit odependedelaspelculasdeposit adaspreviament e,ademsquelos component esdelasolucininfluyensobrelamorfologaobt enida,encont randomej or comport amient oparalaspelculasobt enidasapart irdeclorurodecromo.Segnlascondiciones de operacin empleadas es posible o no, obt ener una est ruct ura microagriet ada, as como modificar la eficiencia catdica del proceso de cromado. ABSTRACT I nt hisworkchromiumfilmsforelect rolyticprocessfromt rivalent chromiumsolut ionswere obt ainedvaryingt hesubst rat e,t hesolut ioncomponent sandoperat ioncondit ions,inordert o det erminet heinfluenceoft heseparamet ersont heelect rochemicalbehaviorandt hemicro st ruct ureofdeposit s.Charact erizationt echniquesusedwere: Pot enciodynamicpolarizat ion, elect rochemicalimpedancespect roscopy,culomet ry,elect ronicscanningmicroscopyandXray diffract ion. Theresult sshowedt hat eachsubst rat ehasadifferent corrosionmechanismandresist anceoft he deposit dependsont hepreviouslydeposit edfilms,aswellast hecomponent soft hesolut ionhave influenceont hemorphologyobtained.Undert heoperat ioncondit ionsemployedispossibleornot, obt ain a st ruct ure microcraked, and modify de cat hodic efficiency of t he plat ing process. 2 INTRODUCCION Lagalvanot cniaesunat cnicaqueconsist eenlaelect rodeposicindeunrecubrimient omet lico sobreunasuperficiequepuedeseronomet lica.Elusodest aserecomiendacuandoporcostos oporrazonesest ruct urales,esnecesariomodificarlascaract ersticasdelmat erialbase,comosu resist enciaalacorrosin,dureza,apariencia,conduct ividadelct ricaycoeficient edefriccin.En Bogot -Colombia,exist enaproximadament e400plant asgalvnicasyseest imaqueel13%de est assededicanaprocesosdeAnodizadoypreparacindesuperficies(puliment o),lasrest ant es realizanprocesosderecubrimient osent reelloselcromado[ 1] .EnColombiaestosrecubrimientos seempleanprincipalment eenaut opart es,herramient asagrcolas,grifera,muebles,art efact osa gasy piezas decorat ivas [ 1-2] .

Elprocesodecromadodecorativoconvencionalconbaosdecromohexavalent e(Cr+ 6),sellevaa caboent anquesquecont ienensolucionesconxidocrmico(Acidocrmicoanhidro,CrO3)como principalcomponent eycuyacomposicinvariade150a450g/ L.Estosbaost rabaj ana t emperat urasent re30-60 C ydensidadesdecorrient ede5-30A/ dm2.Ahorabienaunqueexisten diferent est eorassobreelmecanismodereaccinparalaformacindeldepsitodeCromo hexavalent e, est e se puede resumir en los siguient es pasos [ 3] : Reaccin de reduccin de Cromo: ) 1 . 1 ( 2 2 24 2 2 3Ec CrO H O H CrO +) 2 . 1 ( 2 2227 2 4 2Ec H O H O Cr CrO H+ + + ) 3 . 1 ( 7 2 12 1420 27 2Ec O H Cr e H O Crr catalizado+ + + + Como reaccin colat eral se tiene:) 4 . 1 ( 2 22Ec H e Hgas + + EnlaFigura1semuest raeldiagramadeprocesoindust rial.Durant est eseproducenaguasde enj uagueconunalt ocont enidodecromoquedebenserdepuradasporreduccinaCr+ 3parasu post eriorprecipit acincomohidrxido,ant esdehacerelvert imient oalareddeaguasresiduales. Enlasoperacionesdeenj uaguesepierdenporarrast reent re50y100mLdesolucindeCr+ 6por cadam2demat erialprocesado,siendoest eprocesounodelosmayoresgeneradoresderesiduos, t ambinseproducennieblasconcont enidodeacidocrmicoquesonalt ament etoxicasy cancergenas para los t rabaj adores [ 1-2, 4] . Ahorabiendesdeiniciodelosaos70,losprocesosdecromadoconbaosdecromot rivalent ese hanvenidodesarrollandocomounaalt ernativaalosproblemasasociadosalprocesodecromado convencional debido a las siguient es vent aj as [ 3, 5, 6] : -Baj aviscosidaddelasolucincomoresult adodeunamenorconcent racindecromo,lo que disminuye las perdidas por arrast re de mat eria prima y la generacin de residuos. -Menor t oxicidad del proceso y de las mat erias primas empleadas. -Elpesoequivalent edelinCr+ 3 eseldoblequeeldelCr+ 6,esdecirqueseobtieneuna mayor eficiencia de la reaccin cat dica. -Es complet ament e t olerant e a int errupciones de corrient edurant e el proceso, y -Lamicroest ruct uradeldepsit oqueseobtienepuedesermicroagrietada,locualpermit e queelprocesodecorrosinseamsuniformesobret odalasuperficiealdisminuirla relacinent rereacatdica/ reaandica,enlosparesgalvnicosCr/ Ni,Cr/ Fe,yNi/ Fe quesepresent anenunasuperficiecromadayquesonengranmedidaresponsablesdela rpida degradacin del sust rat o por picado.3 Figura 1.Diagrama de fluj o para procesos de cromo decorat ivo [ 2] . Enlosprocesoselect roqumicoselcromomet liconosepuedeobt enerdirect ament eapart irde unasolucinempleandounasaldecromosimplecomosulfatooclorurodeCr+ 3,porqueelcromo formacomplej osestableseinert esconlosionesOH-,SO4-2 yCl-,yt ambinxidosdurant ela reaccincat dica.Paraobt enerpelculasdelgadasdecromopormt odoselect roqumicoses necesarioformarcomplej osdelionCr+ 3conligant esquepermit anlareduccinaCr0.Seha encont radoquesolucionesconuncont enidode20g/ LdeCr+ 3,permit enobt enerrecubrimient os debuenaaparienciaenunint ervalodedensidaddecorrient ecat dicade5-25A/ dm2[ 6-12] , adems se ha comprobado experiment alment e que los agent es formadores del complej o(Ligandos, L)part icipanact ivament eenlasreaccionesdereduccindeCr+ 3 [ 6,11-13] .Elmecanismode reaccin ms sencillo plant eado es: | | | | ) 5 . 1 ( ) ( ) (5 225 2Ec L O H Cr e L O H Cr+ + +| | ) 6 . 1 ( 5 2 ) (2) (05 2Ec L O H Cr e L O H Cr s ++ + +4 Deloant eriorseconcluyequede laest abilidadde los complej osdecromoformadosdependeren granmedidaelrendimient odelosbaosdecromot rivalent edurant esuusocont inuo.EnlaTablasepresent anlasconst ant esdeformacindecomplej osdeCr+ 3paraalgunosligndosorgnicose inorgnicos. Tabla 1Const ant esdedisociacindel acidoydeformacindecomplej osconcromot rivalent epara algunos ligndos. LigandopK1pK2log |1log |2log |3log |4Referencia OH- 10,117,8 5,91 29,9[ 14][ 15]Cl-9,68[ 15]HSO4-1,941,4[ 13]Formiato3,755,76 1,07 [ 13][ 15]Acetato4,751,84,72 2,92 [ 14][ 15]Lactato3,836,0[ 13]Oxalato1,19 1,27 4,27 9,6[ 13][ 14]Malonato2,8 2,8 5,7 18,3[ 13][ 14]Glicina2,31 9,6 18,7 25,6 31,6 [ 14][ 15] Ademsdelagent eformadordecomplej osesnecesarioadicionaraestassolucionesot ros component escomosalesconduct oras,est abilizant esdepHyt ensoact ivos,estosconelfinde mej orarelcomport amient oqumicodelasolucinyporendelacalidaddelosrecubrimientosque se obt ienen. Teniendoencuent aqueset ieneunaampliagamadeposibilidadesparalaobt encinde recubrimient osdecromoaempleandosolucionesdecromot rivalent e,ysiendoest eprocesomas amigabledesdeelpunt odevist aambient alesnecesariorealizarinvest igacionesparadet erminar lascondicionesdeprocesobaj olascualeslosdepsitosdecromopresent anunmej or comport amient o, principalment e una alt a resist encia a la corrosin. 5 CAPITULO I 1.ANTECEDENTES Sehanpublicadopat ent esyresult adosdeinvest igacionesreferidasalaobtencinde recubrimient osapartirdesolucionesdecromot rivalent e.Porej emploBernarden1977[ 7] y Barclayen1977y1981[ 8,9] propusieroncomoformadoresdecomplej os: hipofosfit odesodio, glicina,cidoscarboxlicoso sus sales,urea,t ourea,tiocianat osydimet ilformamidaent reot ros.En est ost rabaj osseobt uvieronrecubrimientosdeaparienciabrillant eenelint ervalode1.2-35A/ dm2 empleandosolucionesconsulfatosy/ oclorurosenconcent racionesde200a250g/ Ldesalde cromoycomocomplej ant e100g/ Ldehipofosfit odesodio.Mient rasquealusar100g/ Ldeurea comocomplej ant eeldepsit obrillant eaparecide8-40A/ dm2.Ademsencont raronquela formacindeloscomplej osdecromot rivalent enoocurredemanerainst ant nea,porelcont rario sedebedarunt iempoalareaccinhast alograrelequilibrio.Laformacindelcomplej odecromo yportant olacalidaddelrecubrimient odependendelpH,t emperat urayt iempodelareaccinde complej acin.Abaj ast emperat urasestasreaccionesdeformacindecomplej ospuedent ardar hast a2mesesenllegaralequilibriomient rasqueatemperat urasmsalt asdelordende90Co ms se puede reducir el tiempo a algunas horas. Szinkarczukycolaboradoresen1988y1989[ 11,12] realizaronvoltamet raslinealesparala deposicin de cromo en soluciones diluidas ( de 0.5 a 2 mM) empelando los cidos act ico y frmicocomoagent escomplej ant es,encont randoqueelprocesodereduccinsedaendoset apas primeroaCr+ 2yfinalment eaCr0,sinembargonosiemprelefueposibleobservarclarament elos picos correspondient es a cada reaccin como se observa en la Figura 1.1. Figura1.1Volt amogramasenCH3COONH40.5M,HClO40.3M,concent racindecromo: 1)0.0M, 2)0.005 M, 3)0.01 M, 4)0.025 M, 5)0.05 M;pH aj ust ado a 4.5, v= 0.5V/ s [ 11] . Porsupart eSongyChinen2002[ 6] emplearonsolucionesde60g/ Ldeclorurodecromo,28g/ L deformiat osy12g/ Ldeacet at osascomoot roscomponent esobt eniendot ambinsuperficies cromadasycomprobadoexperiment alment equelosagent esformadoresdecomplej opart icipan act ivament eenlasreaccionesdereduccindeCr+ 3,cambiandolaeficienciadelareaccinde reduccin y modificando el pot encial de reduccin (Figura 1.2). 6 Figura1.2eficienciacat dicadelasreaccionesdereduccindehidrogenoycromoenunbaode cromo t rivalent e. [ 6] Baralen2005[ 16] realizoelanlisisest adst icosobrelavariacindelaeficienciacat dicadel procesomodificandolasconcent racionesde loscomponent esencont randoquelosparmet rosms relevant eseranlaconcent racindecromoj unt oconlaespecieyconcent racindelformadorde complej o.Losmej oresresult adosseobt uvieronempelandoglicinaenconcent racionescercanasa 0.25M(Figura1.3).Est osresult adoscoincidieronconlosreport adosporMcDougallen1998[ 17] , quienencont rquelamayoreficienciacat dicaseobtenacuandolarelacinmolardecromocon respect oalformadordecomplej oeramuycercaaunoyenconcent racinde0.3Ma0.5M,ademsest eltimo,comoBoasong ySurvillieneen2006[ 18-19] emplearon salesde aluminiopara evit arlapolimerizacindehidrxidosdecromoporelaument odepHenelct odoencont rando result ados posit ivos.

Baralen2005[ 16] ,Boasongen2006[ 18] ySurvillieneen2006y2007[ 19,20] est udiaronel efect odelascondicionesdeoperacin(pH,t emperat ura,densidaddecorrient e),ascomola adicindeot roscomponent es(salesdealuminiohidracinaosusderivados)sobrelaeficiencia cat dica,lamorfologayest ruct uradelosdepsitosobt enidosencont randodependenciadelas variables de respuest a en t odos los casos (Figura 1.4). Pot encial/VvsSCE Eficiencia catdica,% Pot encial/VvsSCE Eficiencia catdica,% Con agente complej ante Sinagente complej ante Sin agente complej ante Con agente complej ante 7 Figura1.3Superficiederespuest adelavariableeficienciadereduccindecromocont ra concent racin de cromo y glicina.[ 16] Figura1.4Efect odelpHydelaadicindeAluminio(BaoA)sobreelint ervalodecorrient e acept ableparacromadoconunasolucinabasedesulfat osehipofosfit odesodiocomoformador de complej o. [ 18] Buscandomej orarlaspropiedadesdelosrecubrimientosdecromosehanrealizadomodificaciones delaformulacinempleada,Dasarat hyen1994[ 21] ySurvillieneen2008[ 22] est udiaronla obt encindealeacionesdeCr-Co,Zhixangycolaboradoresen2006y2008lasaleacionesCr-Cy Cr-P,ascomoelmat erialcompuestoCrAl2O3 [ 23-25] yBoasongen2006 laaleacinCr-Fe-P[ 26] . Encont rando una vez ms que las propiedades del recubrimient o como morfologa, microest ruct ura, B:glicina Eficiencia catdica,% A:Cloruro decromo Baobase Bao A Densidad de corriente admisible (de imin a imax)/(A/dm2) 8 composicinyresistenciaalacorrosin,dependenfuert ement edelaformulacinempleadaenla solucin de cromado ( Figura 1.5 y Figura 1.6). a)b) Figura1.5Morfologadealeacionesde: a)Cr-Fe-Papartirdesulfatodecromoyhierroe hipofosfitodesodiocomoformadordecomplej o[ 26] ; b)Cr-Coapartirdesolucindesulfat ode cromo,cloruro de cobalto y urea-formiat o como formadores de complej o [ 22] . a) b) Figura1.6I mgenesdemicroscopiadefuerzaat omicaensuperficiescromadasapart irdesolucin desulfat odecromoyurea-formiat ocomoformadores decomplej os; a) sinadit ivos; b) conadicin de hidracina [ 20] . EnlaTabla1.1sepresent aunresumendelosresult adosdealgunasinvestigacionesparala obt encindedepsit osdecromousandosolucionesdecromot rivalent e,ascomolacomposiciny condiciones de las soluciones empleadas. 9 Tabla1.1Est udiosreport adossobredepsit osdecromoobt enidosapartirdesolucionesdecromo t rivalent e. ReferenciaSolucin empleadaCondicionesConclusiones Suarez [ 2] CrCl365g/ L; HCOONa 27g/ L; CH3COONa17g/ L;H3BO340g/ L; NH4Cl13g/ L;NaCl 18g/ LSust rat oAI SI 1008;pH2.0-3.0;t emperat ura25-40 C; Densidadde corrient e10A/ dm2;t iempo 30s. Losmej oresdepsit osse obt uvieroncuandolareaccin decomplej acinsellevoa cabo a 60 C durant e 3 horas. Seobt uvierondepsit osde cromobrillant e,sinembargo est ospresent anmenor resist enciaalacorrosinque obt enidos con cromo VI . Song [ 6] CrCL30.4M; HCOONH4 0.6M; NaOOCCH30.2M;NH4Cl0.5M; H3BO30.7M NH4Br0.1M; Dodecilsulfato de sodio 0.2g/ L. Sust rat o Cu; Anodos Ti; pH 2.0;Temperat ura 23 C. Nosepuedenobt ener depsitosdecromosinla presenciadeuncomplej ant e orgnico. Lareduccinsedaendos et apas primero a Cr+ 2 y luego a Cro,ladifusindeCr+ 3al ct odo cont rola reaccin. Szyncarzuk [ 12]Perclorat o de crom o(I I I )5x10-4M5x10-3 M; HCOOH2.0-2.5x10-2M. Sust rat oHg;volt amet ralineal cclica( -EvsSCE):0.7-1.4 V. Lareduccindecromoseda endoset apasprimeroaCr+ 2y luego a Cro.Baral [ 16] CrCl36H2O 138g/ L;NH2CH2COOH26g/ L;H3BO312g/ L; NH4Cl53g/ L;NaCl29g/ L; KBr12g/ L;AlCl3H2O 48,3g/ L. CrCl36H2O 106g/ L; HCOOH 30mL/ L; Na2(COO)220g/ L;H3BO337g/ L; NH4Cl96g/ L;Na2SO471g/ L; KBr15g/ L;t riet ilenglicol 5mL/ L. Sust rat oCu/ Zn;Anodos Grafit o; pH0.0-5.0;t emperat ura10-50 C; Densidadde corrient e5-50A/dm2; t iempo10-60 min. Laint eraccinent relas concent racionesdecromoy glicinapresent anfuert e influenciaestadst icasobrela eficiencia cat dica del proceso. Losdepsit osobt enidos empleandoglicinapresent an unamej orcalidadqueusando formiat o. Lasot rascondiciones: pH, t emperat uraydensidadde corrient eafect ant ambinla eficiencia de corrient e. McDougal [ 17]CrCl30.3-1.1M;NH2CH2COOH0.3-1.1M;B(OH)30.15M; NH4Cl0.5M;NaCl 0.5M;AlCl3 0.5M.

Sust rat oCu;t emperat ura30-50 C; densidadde corrient e40A/ dm2;velocidaddel elect rolit o 0.09= 1.11m/ s;t iempo 20= 60min. Laconcent racindecromo, densidaddecorrient e, t emperat urayvelocidaddel elect rolit omodificanla eficiencia cat dica del proceso. Boasong [ 18]Cr2(SO4)30.15M; NaH2PO2 0.4M; HOOCCH2COOH 0.45M; H3BO30.9M; Na2SO4 0.56M; Surfact ant e0.2g/ L;adicionalment e: Al2(SO4)3 0.12M.pH1.5-4.0;t emperat ura25-40 C; densidadde corrient e1.5-30A/dm2; Nosepuedeobt enerdepsitos decromosinlapresenciade unligant eorgnico,laadicin deAl2(SO4)3mej oralas caract erst icasdeldepsitode cromo. 10 t iempo 1-60 minCondicionesopt imasde operacin :pH 2- 3, t emperat ura35C,densidad de corrient e 3 - 12 A/dm2,Tiempo 2 a 15 min. Lat cnicaXPSmost roqueen lapelculaset ieneCro,Cr+ 3,P, O y C. no se det ect o Cr+ 6.Surviliene [ 19]Cr2(SO4)36H2O0.3M;Na2SO40.6M; H3BO30.5 M; Al2(SO4)318H2O0.2M;NaF0.5M,adems HCOONa0.4Mo(NH2)2CO 0.75 M. Sust rat oacero(99,4 Fe) y Cu; pH 2.0; Temperat ura 20 C. Elespect roFT-I Rmuest raque sepuedenobt enerdepsitos deCrdebuenacalidadcuando comoligandosecundario predominaungrupo carbamidicosobreelgrupo Urea. Lat cnicaXPSmuest rala codeposicin de N y C. Surviliene [ 20]Cr2(SO4)3 0.3M;Na2SO40.6 M; H3BO30.5M; Al2(SO4)30.2 M; NaF0.5M; HCOONa0.4 M;(NH2)2CO0.75My adicionalment ehidrazina4 mMohidroxilaminofosfato 5 mM. Sust rat oacero(99,4 Fe); pH 2.0; Temperat ura50 C;densidadde corrient e20-30A/dm2. Elhidroxilaminofosfat oyla hidracinamodificanla morfologadelosdepsitosde cromoobt enidos,siendoms benficoelefect odel hidroxilaminofosfato. Dasarat hy [ 21]CoCl26H2O30g/ L; CrCl3 6H2O100g/ L; HCOOH 40ml/ L; NaBr15g/ L; NH4Cl 50g/ L; H3BO330g/ L;Na2C6H5O72H2O80g/ L;polietilenglicol 5ml/ L. NH4SO3NH2 210g/ L; KBr 15g/ L; H3BO330g/ L; CrCl3 6H2O12,5g/ L; NH4Cl80 g/ L; HCOOH60ml/ L; CoCl2 6H2O 1.25-12.5 g/ L Sust rat o Cu; Anodos Pt ; pH 3.5; densidadde corrient e2.5-3.0A/dm2; Tiempo30-60min;con agit acin. Seobt uvieronaleacionesde Cr/ Coempelandounoodos complej ant es en solucin. Elusodeacidofrmicoy EDTA present alosmej ores result ados. Surviliene [ 22]Cr2(SO4)36H2O0.3M;Na2SO40.6M; H3BO3 0.5M; Al2(SO4)318H2O 0.2M; NaF0.5M; HCOONa 0.4M; (NH2)2CO0.75My adicionalment eCoCl2(0.15 g l/ L)Suat rat o Cu; pH 2.0;Temperat ura50 C;densidadde corrient e20-30A/dm2. Losespect rosXPSmuest ran queeldepositoconst adedos fases: carburosymet alde amboscromoycobalto(est e lt imoun3%),ademsun pequeoporcent aj edeN sugierelapresenciade nit ruros. Zixhiang [ 23]CrCl3 210g/ L; HCOOH 10g/ L; H3BO312g/ L; NH4Br 12g/ L;NaCl 30g/ L. Sust rat oAI SI 1045;pH 0.5; Temperat ura20 C;densidadde corrient e 60A/dm2.DepsitosamorfosdeCr-Ccon mayorresist enciaala corrosinqueobt enidoscon cromo VI .11 Zixhiang [ 24]CrCl36H20 179g/ L; KCl 60g/ L; H3BO316g/ L; NH4Br 30g/ L; HCOOH8ml/ L;adicionalment eNaH2PO2 20g/ L. Sust rat o Cu; Anodos Ti; pH 1.5;t emperat ura 25 C; Densidadde corrient e 10A/dm2.DepsitosdeCr-Pconcalidad acept ableloscualespresent an mayorresist enciaala corrosinenHClquelos obt enidos por Cr VI . Zixhiang [ 25]CrCl30.5M; CO(NH2)20.5M;NH4Br0.5M; KCl1.0M;H3BO30.5M; AlCl30-10g/ L ; adicionalment eAl2O3 25g/ L.Sust rat o Cu; pH 1.5;Temperat ura 40 C; densidadde corrient e 40A/dm2. DepsitosdeCrconpart culas deAl2O3dispersadasque mej oranlaresistenciaala abrasin y a la fract ura. Boasong [ 26]Cr2(SO4)30.1-0.4M; FeSO4 0.01-0.2M; NaH2PO20.2-0.8M; H2NCHCOOH0.5-2.0 M; Na2SO40.6M; H3BO30.8 M Sust rat o Cu; AnodosTi/ I rO2;t emperat ura30-35 C; densidadde corrient e1.5-25A/dm2; pH 1.5-3.5,Tiempo 1-60 min. DepsitosamorfosdeCr-Fe-P;Elusodeglicinaaument ala est abilidaddelelect rolit o; las condicionesmodificanla microest ruct uraycomposicin del depsit o. Enelmercadoint ernacional,exist enempresasquedist ribuyenact ualment eproduct osparael mont aj edebaosdecromot rivalent edeusodecorat ivo,lascondicionesvaransegnelt ipode piezas y el uso de las mismas. Aunque la composicin de est as es desconocida, los int ervalos de las condicionesdeoperacinrecomendadosporlasfichast cnicas(At ot ech2004[ 27] ,Ent hone2003 [ 28] , Mc Dermid 2004 [ 29] ) coinciden con lo report ado en la literat ura cient fica: Temperat ura 25 - 45 C Densidad de la solucin:1.16 - 1.21 g/ cm3 (20- 25 Be) Corrient e cat dica:3- 20 A/ dm2 Relacin de rea nodo/ ctodo 2: 1 pH:2.5 - 3.5 unidades Cromo t rivalent e:4.5- 25 g/ L Tiempo de proceso:0.5 - 6 minut os Agit acin con aire o mecnica En el t rabaj o de Suarez en 2006 [ 2] , se evalu la apariencia de los recubrimient os obt enidos en una celdaHullascomosuresist enciaalacorrosinencmarasalina,t eniendoencuent alas siguient esvariables: condicionesdeformacindecomplej os,composicindelasolucin, t emperat uraypHdeoperacin(verTabla1.1).Losresult adosnoencont raronlascondicionesms opt imasparalaobt encindeunrecubrimient oconcaract erst icassimilaresosuperioresalasdel cromadoconvencionalconCr+ 6encuant oasuresist enciaalacorrosin(Figura1.7),locual genervariasinquiet udesqueseresolvieronconest ainvest igacininvolucrandonuevas formulacionesyt cnicasdecaract erizacincomo: Volt amet ra,Amperomet ra,Espect roscopiade I mpedancia,MicroscopaSEMyDifraccinderayosX,ydeest aformasepudorelacionarlas propiedadesdelosrecubrimient osconlasdiferentesvariablesimplicadasenelprocesode cromado. 12 Figura1.7.Ensayosderesist enciaalacorrosinencmarasalinasobrecromadosconcromo hexavalent e y cromo t rivalent e [ 2] . 1.1PROBLEMA DE I NVESTI GACI ON Baj oqucondicionesdeprocesoesposibleproducirunrecubrimient odecromoapart irde solucionesdecromot rivalent e,concaract ersticasdeaparienciayresist enciaa lacorrosin, similar o mej or que las de un recubrimient o de cromo convencional? 1.2JUSTI FI CACI ON Elrpidocrecimient odelapoblacinascomolaindust rializacindelasociedadact ualhant rado como consecuencia el mej oramient o en la calidad de vida de las personas,pero el cost o ha sido un granimpact oambient alsobreelaire,elaguayelsuelo.Losdepsit osdecromoobt enidosporva elect rolt icasondegranimport anciadent rodelcampodelosrecubrimient osdecorat ivose indust riales,sinembargoelprocesoconvencionalconsolucionesdecromohexavalent epresent a gravesinconvenient esdesdeelpunt odevist aambient alydesaludocupacional.Comoalt ernativa sehandesarrolladoprocesosbasadosenlaqumicadelcromot rivalent equecorrigendealguna manera los problemas asociados al cromo hexavalent e. Enelmercadoint ernacional,exist enempresasquedist ribuyenact ualment eproduct osparael mont aj edebaosdecromot rivalent e[ 2,27-29] ,concondicionesquevaransegnelt ipode piezasyelusodelasmismassinembargoenelmedioindust rialColombianolosprocesosbasados enCr+ 3nosonut ilizadosprincipalment eporsualt ocost oyeldesconocimient odeest at ecnologa. Teniendoencuent aqueeldesarrollodeest apuedet raerconsigobeneficioseconmicos, ambient alesydeseguridadocupacional; yquelosresult adosobt enidosanivellocalaunnoson pt imosparallevarelprocesoaescalaindust rial[ 2] ,seplant eacont inuarconest ainvest igacin profundizandoenlaopt imizacindelrecubrimient oymej orandolacaract erizacindel mismo ut ilizandotcnicaselect roqumicasdecorrosin(polarizacinDCyEI S)ascomomicroscopia elect rnica (SEM y/ o TEM), y difraccin de rayos X. 13 1.3OBJETI VOS 1.3.1OBJETI VO GENERAL Est udiarcmoinfluyensobreelcomport amient oelect roqumicoysobrelamicroest ruct ura,las variablesdelproceso(formulacindelasolucin,concent racin,t emperat ura,pHydensidadde corrient e)queint ervienenenlaproduccinderecubrimient osdecromoobt enidosmediant e proceso elect rolt ico a part ir de soluciones de Cromo t rivalent e. 1.3.2OBJETI VOS ESPECI FI COS -Evaluarelefect odelsust rat o(Cobre,Hierro/ Cobre/ NquelyHierro/ Nquel) sobreelproceso de reduccin de Cromo t rivalent e. -Est udiarelefect odeloscompuestosformadoresdecomplej oenelprocesodereduccin deCromot rivalent eyenlaspropiedadesdelrecubrimient o(Pot encialdecorrosin, velocidad de corrosin y espesor de pelcula). -Est udiarelefect odeadit ivosenelprocesodereduccindeCromot rivalent eysobrelas propiedadesdelrecubrimiento(Potencialdecorrosin,velocidaddecorrosinyespesorde pelcula). -Det erminarlainfluenciadelaconcent racin,t emperat ura,pHydensidaddecorrient e sobrelaspropiedadesdelrecubrimient o(Pot encialdecorrosin,velocidaddecorrosin, espesor de pelcula). -Det erminarlainfluenciadelaconcent racin,t emperat ura,pHydensidaddecorrient e sobre la microest ruct ura del recubrimient o (crist alina, amorfa, porosa) 14 CAPITULO II 2.MARCO TEORICO 2.1RECUBRI MI ENTOS ELECTROLI TI COS Laproduccinderecubrimient ossobresuperficiesmet licasdat aaproximadament ede4000aos a.c.Eneseentoncesserecubranpiezasconoromediant eprocesosporinmersincomo recubrimient odecorat ivo.Porot roladoapart irdelsigloXI I I sedesarrollaronprocesosde recubrimient osdeoro,plat ayamalgamasporvaaut ocat alt ica,paralocualseempleaban solucionesdeestosmt alesnobles,sinembargolat cnicat alcomoseconoceact ualment ese desarroll hast a el siglo XI X [ 30] . Lagalvanot cniaesunat cnicaqueconsist eenlaelect rodeposicindeunrecubrimient omet lico sobreunasuperficiequepuedeseronomet li ca.Segnelsust rat oempleado,lagalvanot ecniase divideendosramas: lagalvanoplast ia(recubrimient ossobreplsticos)ylagalvanost ega (recubrimient ossobremet ales).Losrecubrimient oselect rolticossonrelat ivament eeconmicosy ampliament eusadosparaobt enermat erialesconcaract erst icassuperiores(mayordureza, conduct ividad, resistencia a la corrosin et c.)que permit en un mayor campo de aplicaciones que de ot ra manera serian limit ados por su alt o cost o. Unagranfraccindelosobj etosmet licosquevemosenlavidadiariacomoloson: component es deaut omviles,ut ensiliosdecocina,envasesdealiment os,t ornillos,t urbinas,engranaj es,circuit os impresos,capacitoresycont act ossonprocesadospor vaelect rolt ica.Comoresult ado set ieneuna amplia gama de procesos para mej orar las propiedades de los mat eriales que se obt ienen, as como investigacionesparaencont rarnuevasaplicaciones.Ladist ribucinsegnsuusoenelmercado mundial se present a en la Figura 2.1. Figura 2.1 Usos de recubrimient os elect rolticos en el mercado mundial. [ 30] La obt encin de recubrimientos elect rolt icos es una de las operaciones ms complej asconocidas ya queint ervienenungrannmerodefenmenosunit arioscrticosyelement alesquepueden cont rolaromodificarlosprocesos.Comoej emplo,semuest raenlaFigura2.2,unesquemaque relacionaalgunasvariablesdelprocesoconladist ribucindemet al.Laelect rodeposicininvolucra fenmenosdesuperficie,procesosdelest adoslidoyprocesosqueocurrenenlafaselquidapor lo que es necesaria la int ervencin de varias disciplinas para su complet a comprensin. 15 Figura2.2.I nt errelacindevariablessobreladist ribucindemet alobt eni doenunproceso elect rolt ico [ 31] . Elobj etivodeunprocesodeelect rodeposicinesobt enerundepsit oqueseadhierabienalsust rat oyquepresent eadecuadaspropiedadesmecnicas,fsicasyqumicas,ademsquelas especificacionesseanlasmismasent odaslasocasiones,esdecirqueelprocesoseapredecibley reproducible.Lamayoradelosmet alespuedenserdeposit adoscondiferent espropiedades variandolascondicionesdelproceso,porest araznnoesposibledefinirunnicoconj unt ode condiciones.Esmuyimportant elapart equmicadelprocesoyaquedelaest abilidaddelas solucionesenperiodoslargosdet iempodependersureproducibilidad,est oimplicaresist enciaa cambiosdet emperat ura,cambiosenlaconcent racindecomponent es,t oleranciaa cont aminant es, ent re ot ros fact ores. Enrelacinalosmecanismosdeoxido-reduccinylasreaccionesinvolucradasenelprocesose encuent rancuat rot ipos,ent odosloscasossepuedenobt enermet alespuros,aleacioneso mat eriales compuestos: 1.Losrecubrimient oselect rolticosconvencionales,conterminalesandicoycat dicodel circuit o,paraloscualesesnecesarioaplicarunacorrient eext ernaqueproporcionela energa para las reacciones. 2.Losrecubrimient osqumicos( aut ocat alticos)enloscualeslapresenciadeunpar redoxenlasolucinpermit elaformacindeldepsitomet licosobreunasuperficie cat altica. 16 3.Elanodizadoqueconsist eenoxidardemaneracont roladalasuperficiedelmet albase (generalment ealuminio)pormediodecorrient eext ernaparaobt enerunapelculade oxido prot ect or. 4.Losrecubrimientosdeconversinenloscualesseformaunapelculadeoxidoporla accin de agent es oxidant es present es en la solucin. 2.1.1FACTORES QUE AFECTAN LOS RECUBRI MI ENTOS ELECTROLI TI COS Enprincipiolaseleccindeunsust ratoyunrecubrimient opuedeabarcarungrannmerode mat eriales,yaqueelsust ratopuedeserunmet al,polmero,cermicoounmat erialcompuest o.El recubrimient oporsupart epuedeserunnicomet al,unaaleacinounamult icapademet ales.En laprct icalaseleccinsolo serest ringepor lasposibilidadest ecnolgicasdisponiblesquevandela manoconelfact oreconmico.Unat endenciaobviaesemplearmat erialeseconmicoscomo sust rat osporej emploelacero,met alesdepreciomediocomoelcobreoelnquelenpelculas relat ivament e gruesas y mat eriales ms cost osos como oro, plat a y plat ino en pelculas delgadas. Laspropiedadesdelsist emarecubrimiento/ sust ratopuedenvariarsegnelproceso,yset ienen cuat ro zonas de import ancia para su evaluacin como se observa en la Figura 2.3:1) El sust rat o, 2) Laint erfasedelsust rat o,3)Elrecubrimient o,y 4)Laint erfaserecubrimient o-ambient ealcual ser expuest o el mat erial. Figura 2.3. Zonas present es en un recubrimient o elect roltico y sus principales caract ersticas [ 28] .

Enelsust rat opuedeocurrirfragilidadporhidrgeno,enlaint erfasesust rat o-recubrimient oson import ant eslaadhesinylosprocesosdent erdi fusin.Enelrecubrimient olacomposicinyla microest ruct uradet erminanpropiedadescomolaresist enciamecnicaylast ransformacionesde faseent reot ras,porltimoenlaint erfaseconelext eriorsonimport ant eslaspropiedadesde resist enciaalacorrosin,resist enciaaldesgast e,conduct ividadt rmicayelct ricaet c.Est ono 17 implicaquecadapropiedaddeest asnoseaimport ant eenlasdemszonasyaqueengeneral dependen del sist ema de recubrimientos empleado y de la aplicacin final [ 31] . 2.2PRI NCI PI OS FI SI COQUI MI COS Durant eunrecubrimient oelect roqumicosedaunprocesoqumicohet erogneoqueinvolucrala t ransferenciadecargadeunelect rodoque; generalment eunmet al,grafit oounsemiconduct or. Mediant eelusodeunafuent edepoderselograt ransport arloselect roneshaciaelct odo,donde sedalaformacindeunafaseslidaapart irdeloselect ronesdisponiblesenlasuperficiedel ct odo que reaccionan con los iones de met al en solucin. Enelprocesodeelect rolisislacarganecesariaparaconvert irunacant idadmdemat erialen solucin a product o est dada por la ecuacin de Faraday. ) 1 . 2 (Ec F n m dt i q = =} Dondeqeslacargat ransferida,ilacorrient eaplicada,dt eldiferencialdet iempo,mlosmolesde react ivo,nloselect ronesinvolucradosenlareaccinest equiomt ricayFlaconst ant edeFaraday (96.485C/ mol).Cuandoelprocesoserealizaacorrient econst ant eesposiblecalcularlamasade met aldeposit adoenunint ervalodet iemporeorganizandolaexpresindeFaraday,comose muest ra en la ecuacin 2.2. ) 2 . 2 (Ec P nFt Imeq| = DondeI eslacorrient et ot alaplicada,Peqeselpesoequivalent edelmet aly|eslaeficiencia cat dica de la reaccin. Mediant e est a ecuacin se puede calcular el espesor de una pelcula elect ro deposit ada al dividir la masa por la densidad del mat erial deposit ado ( ) y por el rea recubiert a. Lafuerzamot rizqueproporcionalat ransferenciaelect rnicaest dadaporelcambiodeenerga libredeGibsqueacompaalareaccinelect roqumicaypuedesercalculadoconlasiguient e expresin. ) 3 . 2 (Ec nFE G = A DondeEeselpot encialdelacelda(pot encialde oxido-reduccin)elcualest dadopor laecuacin de Nernst . ) 4 . 2 ( log 3 . 2 EcaanFRTE Eoxredo = DondeEoeselpot encialest ndar(25 C),Reslaconst ant edelosgases,Tlat emperat ura absolut a y ared, , aox, las act ividades de las especiesen est ado reducido y oxidado del sist ema. 2.2.1PROCESO DE FORMACI ON DE DEPOSI TOS POR VI A ELECTROLI TI CA Losprincipaleselement osquecomponenunprocesoelect roqumicosemuest ranenlaFigura2.4, donde se incluyen: 18 -Unasolucinelect rolt ica(bao) ,quecontieneunaovariassalesdelmet al(es) elcualse encuent raensolucin,ademsest npresent esot roscompuest osqumicoscomosales conduct oras,agent es complej ant es, reguladores de pH y adit ivos. -Un ct odo (conduct or elect rnico) que es la pieza de t rabaj oque va a ser recubiert a. -Un nodo (conduct or elect rnico) que puede ser soluble o insoluble y funciona como cont ra elect rodo. -Un recipient e inert e a la solucin (t anque) -Una fuent e de corrient e direct a (t ransformador o rect ificador). Figura 2.4. Component es de un sist ema de recubrimient os elect roqumicos. Elrecubrimientoseobtieneporlareduccindelmetalensolucinsobreelctodo,mediant ela ecuacin2.5.EnelcasogeneralM + npuedeserunsimpleinensolucinacuosacomoCu+ 2o puedesert ambinuncomplej ometlicocomoel[ Au(CN)]-2 .Estoscomplej ossonempleados para modificar los pot enciales de reduccin y permit ir el cont rol de la reaccin por act ivacin. M + n +ne- M o (Ec 2.5) La reaccin andica con disolucin de met al ocurre de la siguient e manera: M o M + n +ne- (Ec 2.6) Cuandoseempleannodosinert esocurreunareaccindeoxidacindelasespeciespresent esen lasolucinsobrelasuperficiedelnodoquepuededarcomoresultadolaformacindegases(O2, N2, CO2 et c.) o de especies oxidadas en solucin dependiendo de los component es present es. 2.2.1.1Eficiencia catdica Laeficienciacat dicasedefinecomol arelacinent reelpesodemetalrealdeposit adocon respect oalpesoquehubieseresult adosit odalacorrient ehubierasidousadaparaladeposicin, por ej emplo una eficiencia del 96% en un recubrimient o de Nquel significa que el 4% de la energa Fuent ede poderDC Pelcula elect rodeposit ada Piezade t rabaj o Elect rolit o ( Transport e inico)Tanque 19 elct ricasuminist radaseconsumienlaproduccindehidrogenooenot rasreaccionescomo reduccin de impurezas (Fe+ 3/ Fe+ 2 et c.)1. Laeficienciacatdicaesfuncinprincipalment edelaspropiedadesqumicasdelasolucinydela densidaddecorrient eempleada,setieneporej emploqueensolucionescianuradasdecobrela eficienciadisminuyealaument arladensidaddecorrient emient rasqueensolucionesdecromo hexavalent e se present a el caso cont rario. 2.2.1.2Dist ribucin de met al Lasleyesquegobiernanelfluj odecorrient epredicenlaimposibilidaddeobt enerdepsit osde espesoruniforme,amenosqueseempleenelect rodosdeformassimplesyconunordenamiento geomt ricomuycuidadoso.Ladist ribucindecorrient equeseobt endraenausenciade polarizacin2esllamadaprimariayest det erminadaporlasresist enciashmicasqueencuent rael fluj o de corrient e en diferent es punt os del elect rodo. Ladist ribucinprimariadependedelaconduct ividaddelelect rolit oyesindependient edelaescala deperfilesenlasuperficiedelelect rodo.Tanpront ocomoinicialadeposicindemet alaparecela polarizacinyladist ribucinsecundariadecorrient e,quedependedeefect oscint icos(act ivacin) ydifusivos(concent racin).Lapolarizacinaument aligerament econelincrement oenladensidad decorrient eporlocualladist ribucinsecundariadecorrient eequilibralat endenciadela dist ribucinprimariadecorrient eafluirasit iosdealtadensidaddecorrient e.Deest amanerala dist ribucinsecundariadecorrient eesmsuniformeascomo ladist ribucindemet al,en laFigura 2.5 se observa un esquema de las dist ribuciones de primaria y secundaria. Figura2.5.Dist ribucindecorrient e: a)Primaria,dependedelageomet ra; b)Primariay secundaria,elt erminoI * Rrepresent a lacadadepot encialEent reloselect rodos,lacualesmayor enunvallequeenunpicodebidoa ladist ribucinprimaria, sinembargolacadatot aldepot encial dependeademsdelapolarizacinqquedisminuyeladiferenciadelvalordeEent reambos punt os. [ 33] Lainfluenciarelat ivadelaresist enciahmicaydelapolarizacindependedelt amaodelsist ema, ensist emasmacroscpicos(perfilesgrandesyprofundos)laresist enciahmicasehacems 1 El hierro se encuent ra como cont aminant e en las soluciones de niquelado como consecuencia del arrast re de iones Fe+ 2 y Fe+ 3, de las soluciones de decapado, act ivado y desengrase previos. 2 Definida como la desviacin del pot encial de elect rodo conrespect o al pot encial de equilibrio, ( q) nodoElect rolit oCt odo 20 import ant e.Enlaescaladelperfildelasuperficie(morfologa)lainfluenciadelapolarizacin aument a haciendo que la dist ribucin de corrient e y por t ant o el recubrimient o son ms uniformes. Comoresumensetienequeladist ribucindemet alesfuert ement eafect adaporlaeficiencia cat dica,laformaylasdimensionesdelobj etoarecubrir,lageomet raydisposicinenlacelda,la conduct ividad de la solucin y el efect o de las curvas de polarizacin. Lacapacidaddeunasolucinparaproducirdepsitos conespesoresmsomenosuniformes sobre ct odosconirregularidadesmacroscpicashasidodenominadanivelacin(t hrowingpower), cuandosehabladeescalasmicroscpicasseempleaelt rminomicrot hrowingpower.Losdat os cuant it at ivosdeuniformidadaescalamacroscpicase t omanmidiendo larelacinMdelespesorde lapelculaendiferent espunt osdeunespcimenenunaceldadeHaring-BlumodeHullyse comparanconlarelacinPdedensidadesdecorrient eprimariaencadapunt o.Dependiendodesi Mesmenor,igualomayorquePsehabladevalorespositivos,negativosocerodelanivelacin. Engenerallassolucionescidaspresent anmenoresvaloresdenivelacinquelassoluciones alcalinas debido al efect o de la eficiencia cat dica. En la Figura 2.6 se observan ej emplos de la dist ribucin denquel sobre piezas de diferent e geomet ra. Lacapacidaddeproducirundepsit osobretodoslospunt osdelct odoesllamadopenet racin (coveringpower),algunasvecesesnecesarioaplicarpot encialesmuyalt osparaobt ener recubrimient osenaguj erosodiscontinuidades,est epuedeserdet erminadoalmedirladist ancia hast a la cual se obtiene el depsito en una celda Hull. Figura2.6.Dist ribucindelespesordenqueldeposit adoelect rolt icament e,modificandola geomet ra de los obj etos. [ 34] Cuandolaprofundidaddelperfilenconsideracinespequeoencomparacinconelparmet rode Wagner(Ec2.7),dondeKeslaconduct ividadelct ricadelasolucinydE/ dicorrespondeala pendient edelacurvadepolarizacin,ladist ribucindecorrient eydemet aldebeser prct icament e uniforme. W =(k dE / di ) (Ec 2.7) En est e caso el pot encial es idntico en t odos los punt os del perfi l as como la resist encia hmica de lasolucinenpicosyvalles,enest ecasoladiferenciadepot encialent reelmet alylasolucinalser medida por medio de un elect rodo de referencia ser prct icament e uniforme. 2.2.1.3Component es de una solucin elect rolt ica Losprincipalescomponent esdeunasolucinparaelect rodeposicinsepuedenclasificarenlos siguient es grupos:Mximo =65 m Mnimo =2.5 m Promedio =23 m Relacin Promedio = 9.2 Mnimo Mximo =81 m Mnimo =5 m Promedio =28 m Relacin Promedio = 5.6 Mnimo 21 -Saldelmet al: esengenerallafuent edemet alduranteelprocesodeelect rodeposicin,el aninseleccionadopuedeinfluirsobrelaspropiedadesdeldepsit oalafect arlosprocesos cint icos de la reaccin elect roqumica y de difusin de met al en la solucin. -Complej ant es: sonmolculasqueformancompuest osenloscualeselmet alnose encuent ralibreenlasolucinporlocualsedisminuyesuact ividad,porest araznse modificanlospot encialesdereduccinnecesarios,ademsest oscomplej ospuedenser adsorbidossobrelasuperficiedelct odomodificandodeestamaneralacinticaylos procesos difusivos involucrados en la reaccin. -Salesconduct orasyestabilizant esdepH: seadicionansalesinert escomosulfatoso clorurosdesodioypot asio(hidrxidosenelcasodesolucionesalcalinas),suprincipal obj et ivoesaument arlaconduct ividaddelasolucinparadisminuirelefect odela dist ribucinprimariadecorrient e( diferenciadepotencialsobreelct odo),ademsse empleanparaaument aromej orarelprocesodelacorrosinsobrelosnodosycomo reguladores de pH en la superficie catdica. -Humect ant es: Seadicionancompuest osquemodificanlat ensinsuperficialdelasolucin promoviendoladesorcindelhidrogenoqueseformanenelct odo.Deest aformase evit a la aparicin de burbuj as o vacios en el recubrimient o. 2.2.2MECANI SMO DE ELECTRODEPOSI CI ON DE LOS METALES Durant e el proceso de formacin del depsit o se present an dos et apas:1) En los primeros inst ant es delproceso,ladeposicinocurresobreunelect rodocuyasuperficiegeneralment eesdeun mat erialdiferent ealqueseest deposit ando,enest aet apasedarlaformacindencleosdela nuevafaseyelcrecimient odeloscrist alesconlascaract ersticasdelareddelmet alde recubrimient o. 2) Unavezelelect rodoestcomplet ament ecubiert oporunacapadepocostomos deest emet al,lapelculacomienzaacrecersobreunelect rododelaformaM/ M+ n.Ent rminosde lacargat ot alt ransferidaelprocesoconsist ecasiensut ot alidaddelasegundaet apa,sinserla primeramenosimport ant eyaqueesenestaenlaquesedet erminalaest ruct uradelapelcula primaria(fact orescomolaformaynmerodecrist alesencrecimient o)ypropiedadescomola adhesin ent re ot ras caract erst icas del recubrimient o final. Lanucleacinen lasprimeraset apas esunevent oquesegenerapor laaplicacindeunaltosobre pot encial.Lacant idaddencleosdependedelanaturalezadelasolucinyesext remadament e sensiblealpot encialdeelect rodo(yporlot antoaladensidaddecorrient e),unavezformadoslos ncleos,estoscrecenrelat ivament erpidoapot encialesmenores,esdecirqueacorrient e const ant e el pot encial disminuir sust ancialment e una vez la nucleacin a ocurrido. Elcrecimient odeloscrist alesocurreporlaincorporacindet omosindividuales(adatomos)de met alen laredcrist alinayunnuevotomo incorporadoser est ablecuandoent raenun sitiode la reddondeint eract afuert ement econlost omosvecinos.Lossitiosmsest ablesparaformarun crist alperfect osernaquellosdondemst omosvecinoshalla,esdecir,quelostomosquese organicenconunsolot omovecinot endernadifundirsehaciaunsit iomsest ableoa redisolverse en la solucin. La secuencia de crecimientoest dada por al menos cuat ro pasos (Figura 2.7): 1.Transferenciademasadelasolucin(puedeserdifusin,conveccinomigracin)hacia la superficie del elect rodo. 2. Adsorcin del in en solucin sobre la superficie 3. Transferencia de elect rones del elect rodo al in adsorbido y, 4. Difusin de los t omos sobre la superficie hacia una posicin est able en la red crist alina. 22 Figura 2.7. Esquema de la secuencia de crecimiento de crist ales. Laest ruct uradelapelculaencrecimientoest ardet erminadaporlasvelocidadesrelat ivasdelos pasos3y4,yenlosprocesosdeelect rodeposicinambosdependendeladensidaddecorrient e aplicada.Abaj asdensidadesdecorrient e,ladifusinesrpidacomparadaconlat ransferenciade elect ronesylosnuevostomostiendenaocuparposicionesfavorablesenlared.Acorrient esalt as lat ransferenciadeelect ronesaument arpidament eyseformanmsncleosquecrecern desordenadament e.Lapresenciadeaditivosenlasolucinpuedemodificarradicalment eel crecimient odeloscrist ales, esdecir,quelaest ruct uraypropiedadesdeldepsit oestarn t ot alment edet erminadaspor losparmet roselect roqumicoscombinadosconlaspropiedadesde la solucin.Losrecubrimient osqueseobt ienensonpolcrist alinosoamorfos,conmuchoslmit esde granoeimperfeccionescomodislocaciones.Abaj asdensidadesdecorrient et ant oloscrist ales perfect oscomolasdislocacionesseformandemaneraordenadayest aspuedenserobservadas pormicroscopa,mient rasqueadensidadesdecorrient ealt asladifusinenlasolucinsehace import ant eyelcrecimient odesordenadodeloscristalespuedellegaraserdendrt ico,efect oque noesdeseableenlasaplicacionescomunesderecubrimient oselect rolt icos.Laformaenquela est ruct ura depende de la densidad de corrient e se resume en laFigura 2.8.

Figura2.8Variacindelascaract ersticasdelcrecimient odecrist alesenfuncindeladensidadde corrient e. Adapt acin [ 30] . e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e-M+(M+ )* Moe-MoM+MoPolvos dispersos con incremento en el contenido de xidos e hidrxidosPolvos (pobrementeadheridos a la superficie)Nodulos, dendritas y esquirlasPolicristalinosCapas agrupadasBloques, espirales, capas (bien formadas)H++ e- 1/2H2I/ILE023 Enlaprct icalosmt odosqueseempleanparalograralt asvelocidadesdeformacindeldepsit o sin det eriorar las propiedades del recubrimient o son: 1.I ncrement o de la concent racin de met al en la solucin. 2.Aument o de la t emperat ura de la solucin. 3.Propiciar un movimiento relativo ent re el ct odo y el elect rolito (agitacin). Losdosprimerosmt odospresent andificult adenlaprct ica,enelprimercasodebidoallmitede solubilidaddelasalmet licayafactoreseconmicos( alt opreciodelosmet alesydisposicinde residuosgenerados),elsegundoporquealempleartemperat uraselevadasdet rabaj osepueden acelerarprocesosdecorrosinydet eriorodelosmat erialesdeconst ruccindeequiposauxiliares, aument anlasperdidasporevaporacin,laemisindevaporesquepuedensert xicos,puede haberdescomposicinqumicadeaditivosquecont aminanlasolucin,ademssetienent iempos prolongadosparaarrancarlosprocesosdeproduccin(queacarreancostosporcalent amient oy t iempo muert o de produccin). 2.2.3ESTRUCTURA DE RECUBRI MI ENTOS OBTENI DOS POR ELECTRODEPOSI CI ON Laspropiedadesdetodoslosmat erialessondet erminadasporsuest ruct ura,inclusivediferencias pequeast ienenunprofundoefect osobrelaspropiedadesdelosmet alesdeposit adosde solucioneselect rolticas.Est osrecubrimientospuedenpresent arcuat rotiposdeest ruct uras; 1) columnar, 2) fibrosa, 3) grano fino y 4) Laminares o bandas. Lasest ruct urascolumnaresseobtienendesolucionescidassimplesquenocont ienenadit ivos (Figura2.9a),at emperat urassuperioresa50 Cybaj asdensidadesdecorrient e(1-2A/ dm2); los depsitosdeest et ipo,present anbaj aresist enciaybaj adurezaperounalt aduct ilidad.Las est ruct urasfibrosas(Figura2.9b),seobt ienenporlapresenciadeadit ivos,baj ast emperat urasy alt asdensidadesdecorrient e,baj oest ascondicionesdeformacindeldepsitosefavorecela formacindenuevospunt osdenucleacinydebidoaest aest ruct urarefinadamej oranlas propiedadesmecnicasdelrecubrimient o.Lasest ruct urasdegranofino( Figura2.9cyd)se obt ienendesolucionesdondeelmet alseencuentraformandocomplej os,generalment econ cianurouot rosaditivos,est osdepsitossonmenospuros,menosdensosyt ienenunaalt a resist enciaelct ricadebidoalapresenciadexidosohidrxidosco-deposit ados.Lasest ruct uras laminaresoenbandas(Figura2.9e)sondepsit osbrillant esqueenlosqueseempleanadit ivos orgnicosoconcont enidodeazufre,algunasaleacionesdeOro-Cobre,Cobalto-Fsforo,Cobalt o-Tungst eno,Nquel-Fsforo(incluyendorecubrimientosaut o-cat alt icos)present anest et ipode est ruct ura.Est osdepsitospresent analt aresist enciayelevadadurezapero sonmuypocodct iles. Est ruct urassimilares sepuedenobt enerempleandocorrient eporpulsos.Engenerallaformacmo influyendelascondicionesdeprocesosobrelasest ruct uradeunmat erialobt enido elect rolt icament e se puede resumir en laFigura 2.10. 24 a) b) c)d) e) Figura2.9.Mat erialesobt enidosporvaelect rolt ica; a)Oroest ruct uracolumnardeunasolucina basedecit ratos; b)Nquelest ruct urafibrosadeunasolucindeSulfamat odeNquel; c)Cobre est ruct uradegranofinodeunaSolucindeCianurodecobre.d)Cobreconunaest ruct urade granosperfino,SolucindeSulfat odeCobreconpresenciadeadit ivos; e)Oro-Cobreconuna est ruct ura laminar o de bandas [ 31] 25 Figura2.10.I nfluenciadelascondicionesdeoperacinsobrelaest ruct uradeunmat er ialobt enido elect rolt icament e [ 31] . Esimport ant erecalcarquelapresenciademat erialext raoenlosdepsit ospuedemodificar considerablement elasest ruct uras incluso alpunt ode cambiarlaformaest ablede laceldaunit aria. Las pelculas elect ro deposit adas pueden cont ener varios t ipos de inclusiones como se observa en la Figura2.11,est assonoriginadasgeneralment eporlassiguient esfuent es: 1)I mpurezas adicionadasint encionalment ecomoaditivosorgnicosurganomet licos,2)partculasmet licas onomet licasquepuedenseradicionadascuandosebuscaunrecubrimient ocompuest ooest n present escomoimpurezasenlasolucin,3)Productosint ermediosformadosdurant elareaccin cat dicaapartirdecomplej ant esdelmet alodeot roscomponent esdelasolucin(xidos, hidrxidos,cianatos,carbonatoset c.)y4)burbuj asdegashidrgeno.Estasinclusionesson causalesdedefect osdelaest ruct uraquepuedenmodificarnosolament elaaparienciasino t ambin las propiedades del depsit o. Figura 2.11. Tipos de inclusiones que pueden est ar present es en recubrimient os elect rolt icos [ 31] . Concent racin del ion met lico Agent es de adicin Densidad de corrient e Temperat ura Agit acin Polarizacin Met al Adit ivos Part culas Complej o met lico Hidrxidos, hidruros, xidos Burbuj as de gas CATODO 26 2.3RECUBRI MI ENTOS DE CROMO (CROMADOS) Losrecubrimient osdecromocomercialment esedividenendosgrupos: decorat ivoyduro.Parael usodecorativoseempleaunacapadelgada sobreuna capamsgruesadenquel(aprox.1-3%del met altot aldeposit ado)yenelcromodurosedeposit anrecubrimient osgruesosparaserut ilizados enaplicacionesdeingenieraquerequierenresistenciaaldesgast e. Elespesordelaspelculasde cromoenlosrecubrimientosdecorativosseencuent raent re0.1-1.0maproximadament e.Aunque sonpelculasrelativament edelgadasofrecenlaspropi