Zirconia Coating on Stainless Steel Sheets from Organozirconium Compounds

Izumi, Keiji; Murakami, Megumi; Deguchi, Takao; Morita, Arihiko; Tohge, Noboru; Minami, Tsutomu

doi:10.1111/j.1151-2916.1989.tb07677.x

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“…TABLA Por otro lado, al evaluar la influencia de la composición deben diferenciarse dos variables: el efecto de la modificación en la proporción Zr/Si y el carácter híbrido de las capas, que aumenta con el contenido de MTES. Ambos efectos contribuyen de manera similar, ya que cuando se incrementa el contenido de MTES, la estructura disminuye su rigidez (debido a una menor proporción de ZrO 2 ) y aumenta la flexibilidad y carácter híbrido de la capa por el aumento de CH 3 .…”

Section: [4]unclassified

“…La formación de defectos que permitan el contacto de áreas reducidas del sustrato con el electrolito aumenta la susceptibilidad a las picaduras, incluso respecto a la del metal desnudo. La incorporación de ZrO 2 a los recubrimientos de SiO 2 debería permitir aumentar la resistencia a medios básicos, eliminando esta situación (3). Sin embargo, para que dicho efecto sea realmente beneficioso, debe obtenerse una red homogénea, sin separaciones de fase ni segregaciones.…”

Section: Introduccionunclassified

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Síntesis y estructura de recubrimientos híbridos de ZrO2-SiO2 obtenidos por sol-gel

Lopes¹,

Gallardo²,

Durán³

2001

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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La resistencia a la corrosión de aceros inoxidables en medios acuosos neutros, ácidos y ricos en Cl -mejora notablemente con la aplicación de recubrimientos híbridos de SiO 2 preparados por sol-gel. La incorporación de ZrO 2 a estos recubrimientos permitiría su empleo en medios alcalinos, siempre que se obtenga una composición homogénea. En este trabajo se ha estudiado dentro del sistema ZrO 2 /SiO 2 el efecto de la variación de las condiciones de preparación del sol precursor y de sinterización en las características finales de las capas. Se prepararon soles por hidrólisis y policondensación de tetrabutóxido de Zr y metiltrietóxisilano (MTES). La naturaleza híbrida de los recubrimientos permitió obtener espesores críticos aproximados a 0.5µm para la composición con mayor contenido de MTES. Por FT-IR y DRX se determinaron altas concentraciones de enlaces Si-O-Zr para temperaturas de síntesis T s <700ºC, con cristalización de ZrO 2 (t) a temperaturas superiores. La resistencia electroquímica, evaluada mediante polarización cíclica del acero AISI304 recubierto con estas capas, revela estabilidad en medio alcalino, conservando la resistencia a medios ricos en Cl -característica de los recubrimientos de SiO 2 . Palabras Clave: síntesis sol-gel, ZrO 2 -SiO 2 , estructura, separación de fases, recubrimientos protectores Synthesis and structure of hybrid sol-gel ZrO 2 -SiO 2 coatingsCorrosion resistance of stainless steel can be enhanced through the application of SiO 2 coatings. However, these coatings are sensitive to alkaline attack, that produces the partial dissolution of the SiO 2 network. An homogeneous structure incorporating ZrO 2 to the SiO 2 coatings would increase their resistance in basic media. In this work, hybrid ZrO 2 /SiO 2 coatings were prepared and the effect of processing conditions was analysed, including the variation of sol synthesis, coating deposition and sintering treatments. Sols were prepared by hydrolysis and polycondensation of complexed zirconium tetrabuthoxide and pre-hydrolysed methyltriethoxisilane (MTES). For the higher MTES content, critical thickness around 0.5µm were measured. High concentrations of Si-O-Zr bonds were revealed for sintering temperatures lower than 700ºC from FT-IR and DRX studies, and crystallisation of ZrO 2 (t) from T=700ºC. The electrochemical resistance and coating stability were evaluated from cyclic polarisation tests, performed on coated AISI304 stainless steel. The coatings revealed a high resistance against alkaline media preserving an excellent electrochemical behaviour in Cl -rich solutions. INTRODUCCIONLa utilización de recubrimientos obtenidos por la técnica sol-gel sobre diversos materiales ha sufrido un amplio desarrollo en los últimos 20 años (1). Una de sus aplicaciones más atractivas es el incremento de la resistencia a la oxidación y/o corrosión de metales y aleaciones, con particular éxito para el caso de los recubrimientos híbridos orgánico-inorgánicos de SiO 2 (2).Los aceros inoxidables son extensamente utilizados en la industria química tan...

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Section: [4]unclassified

Section: Introduccionunclassified

Síntesis y estructura de recubrimientos híbridos de ZrO2-SiO2 obtenidos por sol-gel

Lopes¹,

Gallardo²,

Durán³

2001

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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“…Other studies on resistance to oxidation are those on ZrO 2 and ZrO 2 -Y 2 O 3 coatings (Izumi 1989;Miyazawa 1995), on CeO 2 -TiO 2 coatings , on Al 2 O 3 coatings (Özer 1999) and on silica films through salt fog tests (Kato 1992;1993). Kato found that the corrosion resistance depended on the structure of the SiO 2 coating and is enhanced by repeating the coating cycle and the temperature of the heat treatment.…”

Section: Inorganic Coatings On Different Substratesmentioning

confidence: 99%

“…In general, it can be considered that the coating behaviour is conditioned by thickness (Kato 1992;Izumi 1989), although other parameters also have an influence such as the medium of attack, the sintering temperature and the conditions for processing the coating. An important conclusion is the power of protection of these coatings against oxidation or nitridation in anhydrous media, but also the sensitivity to corrosion in electrolytic media caused by the presence of micro-cracks or defects in the coating.…”

Section: Inorganic Coatings On Different Substratesmentioning

confidence: 99%

Sol–Gel Protective Coatings for Metals

Durán

Castro

Conde

et al. 2016

Handbook of Sol-Gel Science and Technology

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“…Mediante la utilización del proceso sol-gel, se pueden conseguir capas densas, sin defectos y resistentes al rayado [2,3]. Este método no es muy costoso, es fácil de aplicar y posee la gran ventaja de permitir la sinterización a temperaturas tan bajas como 500ºC [4].…”

Section: Introductionunclassified

Recubrimientos sol-gel obtenidos por deposición electroforética (EPD) sobre metales

Castro¹,

Ferrari²,

Moreno³

et al. 2000

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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El proceso sol-gel es un método de gran interés para la producción de películas vítreas sobre metales, que actúan como barrera protectora frente a la oxidación y aumentan su resistencia a la corrosión. Se han obtenido recubrimientos inorgánicos e híbridos de distintas composiciones sobre distintos metales usando técnicas como inmersión, centrifugado y pulverización. Aunque estos métodos proporcionan recubrimientos con buenas propiedades los espesores obtenidos son bajos (inferiores a 2 mm), lo que limita sus posibilidades de aplicación. La deposición electroforética (EPD) se perfila como una técnica de gran versatilidad para la obtención de recubrimientos homogéneos de mayor espesor. El objetivo de este trabajo es la preparación de recubrimientos sobre metal por EPD a partir de soluciones híbridas de SiO 2 (TEOS, MTES) y de suspensiones coloidales de SiO 2 en las que las propias soluciones híbridas actúan como medio de dispersión. Tanto las soluciones como las suspensiones se han estudiado mediante medidas de viscosidad, densidad y conductividad. Asimismo, se han estudiado los pará-metros físicos asociados a la EPD, tales como el tiempo de deposición y la densidad de corriente, teniendo en cuenta el efecto adicional de formación de capa por inmersión durante la extracción. Los recubrimientos se han caracterizado mediante perfilometría y microscopía óptica, comparando las capas depositadas por inmersión y las obtenidas por EPD. Palabras Clave: Sol-gel, recubrimientos, inmersión, deposición electroforética, sílice coloidal. Sol-gel coatings obtained from electrophoretic depositions (EPD) on metalsSol-gel process is a suitable method for the production of glass-like coatings onto metals, acting as barrier against oxidation and providing an increased resistance to corrosion. Hybrid and inorganic coatings of different compositions have been used for coating several metals by using techniques like dipping, spin-coating and spraying. Although these methods lead to good properties the final coatings are restricted by the thin thickness (up to 2 µm), thus limiting the application range. Electrophoretic deposition (EPD) is considered a highly versatile technique for producing homogeneous thicker coatings. The aim of this work deals with the preparation of coatings onto metals by EPD from hybrid silica sols (TEOS, MTES) and from colloidal silica suspensions where the hybrid sols constitute the suspending medium. Both the solutions and the suspensions have been studied in terms of viscosity, density and conductivity. Furthermore, the physical parameters associated to EPD, such as deposition time and current density, have been also studied, taking into account the additional contribution to the layer formed by EPD occurring by dipping during withdrawal. The coatings obtained by dipping and by EPD have been characterised by perfilometry and optical microscopy.Key words: Sol-gel, coatings, dipping, electrophoretic deposition, colloidal silica. INTRODUCCIÓNLa exposición de metales a condiciones de pH agresivas, a la presencia ...

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Zirconia Coating on Stainless Steel Sheets from Organozirconium Compounds

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Síntesis y estructura de recubrimientos híbridos de ZrO<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub> obtenidos por sol-gel

Síntesis y estructura de recubrimientos híbridos de ZrO<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub> obtenidos por sol-gel

Sol–Gel Protective Coatings for Metals

Recubrimientos sol-gel obtenidos por deposición electroforética (EPD) sobre metales

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