NUEVAS ALEACIONES DE ALTA ENTROPÍA CREADAS EXPERIMENTALMENTE PARA USOS INDUSTRIALES

Abstract

El objetivo principal de este trabajo de tesis es el estudio de la caracterizaciÛn mec·nica y electroquÌmica de cuatro novedosos compuestos elaborados a partir de una matriz de carburo de boro y distintos porcentajes de una aleaciÛn de alta entropÌa (CoCrFeNiMo), para determinar sus posibles aplicaciones industriales. Este objetivo a su vez puede conseguirse mediante la superaciÛn de distintos objetivos especÌficos: 1. Estudiar y evaluar las propiedades mec·nicas y electroquÌmicas de cada una de las muestras por separado. 2. Comparar como afecta el porcentaje de aleaciÛn de alta entropÌa (HEA) en la matriz cer·mica a nivel mec·nico y electroquÌmico. 3. Comparar las muestras con HEA con una muestra de carburo de boro puro (fabricado en las mismas condiciones) para determinar cu·l es mejor y sus posibles aplicaciones industriales. La tesis propuesta se encuentra enmarcada en el programa de doctorado en IngenierÌas QuÌmica, Mec·nica y de FabricaciÛn (QUIMEFA) por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, siendo su lÌnea de investigaciÛn corrosiÛn de los metales. La presentaciÛn de la presente tesis es bajo la modalidad de tesis por compendio de publicaciones, para su correcto desarrollo se han publicado 3 artÌculos. En el primero de los artículos publicados “Corrosion Behavior of New B4C Ceramic Doped with High-Entropy Alloy in an Aggressive Environment”, se realiza un estudio que explora el comportamiento frente a la corrosiÛn de una nueva cer·mica de carburo de boro (B₄C) dopada con 2% de una aleaciÛn de alta entropÌa (HEA) expuesta a un entorno marino agresivo. La investigaciÛn incluye la caracterizaciÛn microestructural y ensayos electroquÌmicos, tratando de entender cÛmo afecta la influencia de la adiciÛn de HEA en las propiedades del material. En el segundo de los artículos publicados “Corrosion Behavior and Microhardness of a New B4C Ceramic Doped with 3% Volume High-Entropy Alloy in an Aggressive Environment”, se analiza el material, fabricado mediante sinterizaciÛn por plasma de chispa, pero en este caso la muestra dopada con un 3% de HEA. Se analizÛ mediante microscopÌa electrÛnica de barrido (SEM), ensayos de microdureza Vickers y una serie de tÈcnicas electroquÌmicas, como el potencial de corrosiÛn, la polarizaciÛn lineal y la espectroscopia de impedancia electroquÌmica (EIS), para realizar una completa caracterizaciÛn mec·nica y electroquÌmica del material. Se presta especial atenciÛn a la microestructura del material, la formaciÛn de pelÌculas pasivas y la resistencia a la corrosiÛn en un entorno altamente corrosivo, de NaCl al 3,5%, lo que permite comprender mejor el comportamiento de las cer·micas dopadas con HEA en condiciones agresivas. El tercero y último de los artículos publicados se titula “Impact of CoCrFeNiMo HighEntropy-Alloy Doping on the Mechanical and Electrochemical Properties of B4C Ceramic” trata de evaluar y comparar las propiedades mec·nicas y electroquÌmicas de estos cuatro nuevos materiales, compuestos por una matriz cer·mica de B4C dopada con vol˙menes de HEA (0,5%, 1%, 2% y 3% de CoCrFeNiMo) frente a una quinta muestra de B4C monolÌtico. Las muestras estudiadas se obtuvieron mediante la tÈcnica de sinterizaciÛn por plasma de chispa. La estructura y dureza de las muestras se analizaron mediante microscopÌa electrÛnica de barrido (SEM) y distintos ensayos de microdureza Vickers, del cual se obtuvo un estudio estadÌstico. Durante la inmersiÛn en agua de mar artificial para simular un entorno marino corrosivo, se realizaron ensayos de potencial de corrosiÛn, velocidad de corrosiÛn y espectroscopia de impedancia electroquÌmica para determinar el comportamiento electroquÌmico de las muestras. Se obtuvieron las pendientes de Tafel y el circuito equivalente que se ajustaban a los datos experimentales de EIS.