Estudio de la corrosión de diferentes aleaciones en sales de carbonatos fundidos con la técnica de espectroscopía de impedancia electroquímica

Abstract

En el presente trabajo se compara el comportamiento frente a la corrosión de diferentes aleaciones (aceros inoxidables AISI 304 y AISI 310S y aleación TiAl6V) en un electrolito de carbonatos fundidos a 650°C. Con la técnica de impedancia se determina "in situ" la velocidad de corrosión de las aleaciones, la resistencia del electrolito, es decir, la concentración del óxido disuelto y otras características de las capas de productos de corrosión. Teniendo en cuenta la caracterización de los productos de corrosión mediante difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido (SEM) y los resultados de espectroscopía de impedancia (EIS), se propone un mecanismo para cada una de las aleaciones. En todos los casos, el mecanismo de corrosión es similar a un mecanismo de oxidación a alta temperatura durante las primeras horas. Cuando se establece el equilibrio, comienza el mecanismo de litiación, formándose diferentes capas de óxido doble de Li-metal sobre la superficie. Al final del proceso de corrosión, se forman una o dos capas internas de óxidos metálicos y una o dos capas externas porosas de óxidos de Li-metal. El mecanismo de corrosión de los aceros inoxidables AISI 304 y AISI 310S es función de su contenido en cromo. Las aleaciones de titanio muestran el mejor comportamiento frente a la corrosión en carbonatos fundidos debido a la formación de una capa protectora de óxidos mixtos de Li-Ti. Palabras clave: Espectroscopía de impedancia electroquímica, carbonatos fundidos, mecanismo de corrosión, aleación de titanio Study of the corrosion of different alloys in molten carbonate salts by electrochemical impedance spectroscopyIn the present work the corrosion behavior of different alloys (AISI 304, AISI 430 and TiAl6V) in molten carbonates at 650EC are compared. By using the Electrochemical Impedance Technique different corrosion parameters such as the corrosion rate and the oxyde concentration and others features of the different layers of corrosion products are "in situ" determined. Take into account, the corrosion product characterization by X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Electrochemical impedance Spectroscopy (EIS) a corrosion mechanism for every tested alloy is proposed. In all cases, the corrosion mechanisms during the first hours are similar to a high temperature oxidation mechanism. When the equilibrium is established, the lithiation began by the formation of different double-layers on the surface of Li-metal oxydes. At the end of the corrosion process, one or two inner layers of metallic oxydes and one or two outer layers of Li-metal oxydes were formed. The corrosion mechanisms of the stainless steels (AISI 304 ans AISI 310S) are a function of their chromium contents. TiAl6V alloy showed the best behavior against the corrosion of molten carbonates by the formation of a protective layer of mixed Li-Ti oxydes.Keywords: Electrochemical Impedance Spectroscopy, molten carbonates, corrosion mechanism, stainless steels, titanium alloy. INTRODUCCIONLa corrosión de los materi...