Estudio del mecanismo de pasividad del titanio utilizando la técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica

Abstract

RESUMEN: Se llevó a cabo el estudio del mecanismo de pasividad de películas crecidas potenciostáticamente imponiendo los potenciales de 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 y 2.5 V vs ECS en una solución buffer de fosfatos de pH 6.5, sobre diferentes muestras de titanio tratadas térmicamente, utilizando la técnica de EIS. Los diagramas experimentales se simularon utilizando una función de transferencia basado en el modelo de defectos puntuales (MDP), considerando la formación de hidrógeno molecular (ampollamiento). Los parámetros cinéticos evaluados son la capacitancia de la película (Cp), los elementos resistivos ( 2 1,O R , 2,OH R  ), las constantes cinéticas de regreso en la formación de defectos de oxigeno e hidroxilo ( 3a k , 3b k ); así como sus correspondientes coeficientes de difusión ( VO D  y VOH D  ). De los parámetros obtenidos, resaltan los coeficientes de difusión, debido a que están relacionados con la estructura del óxido y su hidratación, respectivamente. Los valores obtenidos para estos parámetros dependen del potencial de formación, variando de 10-17 a 10-20 y 10-19 a 10-20 cm2/s, en la movilidad de estos defectos a través del óxido. Cabe mencionar que estos valores informados para el TiO2, indican la alta pasividad de estos materiales. Con base en estos datos se encontró que la película formada sobre el titanio tratado térmicamente a 1000°C durante 60 minutos, tiene un carácter pasivo mayor con respecto a las otras muestras de titanio. ABSTRACT: It was study the mechanism of passivity films grown potentiostatically imposed potentials 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5 V vs SCE in a phosphate buffer solution pH 6.5, on different heat-treated titanium samples, using the technique of EIS . The experimental plots were simulated using a transfer function based on the model of point defects (MDP), considering the formation of molecular hydrogen (blistering). The kinetic parameters are evaluated from the film capacitance (Cp), the resistive elements ( 2 1,O R , 2,OH R  ), the kinetic constants back in the formation of oxygen defects and hydroxyl ( 3a k , 3b k ) and the corresponding diffusion coefficients ( VO D  y VOH D  ). Of the parameters obtained, highlighting the diffusion coefficients, because they are related to the oxide structure and hydration, respectively. The values obtained for these parameters depend on the formation potential, varying from 10-17 to 10-20 and 10-19 to 10-20 cm2/s, the mobility of these defects through the oxide. It is noteworthy that these values reported for TiO 2, indicating the high passivity of these materials. Based on these data it was found that the titanium film formed on the heat treated at 1000 ° C for 60 minutes, has a more passive with respect to the other samples of titanium.