La tecnología refinada de tratamiento de superficies aporta aplicaciones nuevas para los metales
El tratamiento de superficies mejora de manera significativa la durabilidad y funcionalidad de los materiales utilizados en diversas industrias. La oxidación electrolítica por plasma(se abrirá en una nueva ventana) (PEO, por sus siglas en inglés) se ha revelado como una tecnología puntera en este campo. Al utilizar descargas de plasma de alta energía, la PEO no solo mejora la resistencia a la corrosión y al desgaste de las superficies metálicas, sino que también permite integrar funcionalidades adicionales, como las propiedades fotocatalíticas y magnéticas. Financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, el equipo del proyecto FUNCOAT(se abrirá en una nueva ventana) se centró en las formas innovadoras de mejorar la tecnología de PEO mediante la adición de partículas. El objetivo principal era diseñar, desarrollar y escalar los nuevos tratamientos superficiales de PEO para crear revestimientos multifuncionales. Con estos revestimientos mejorados se pretendía resolver retos clave como proteger los materiales de la corrosión, evitar las incrustaciones y ofrecer propiedades antimicrobianas. Mediante la adición de partículas especiales (incluidos los nanocontenedores) y compuestos químicos al proceso de tratamiento de PEO, los investigadores trataron de aumentar la eficacia de estos revestimientos.
Convertir los retos de la porosidad en ventajas
Un aspecto único del proyecto FUNCOAT fue que se abordaron los problemas de porosidad en los revestimientos de PEO. «La porosidad (pequeños agujeros en la superficie) es un efecto secundario natural del proceso de PEO causado por las descargas que forman el revestimiento. Aunque estos poros suelen mermar la resistencia a la corrosión, son un subproducto inevitable del proceso, dado que las descargas son esenciales para crear el revestimiento», explica Maria Serdechnova, coordinadora del proyecto. «Exploramos cómo utilizar esta porosidad a nuestro favor, manteniendo al mismo tiempo el rendimiento deseado del revestimiento».
Desbloquear funciones nuevas e inesperadas
«Intentamos avanzar en los tratamientos de superficies desarrollando revestimientos mejorados que ofrecen ventajas clave para industrias como el transporte, la electrónica y la protección del medio ambiente. En el sector del transporte, la atención se centró en mejorar la tolerancia a los fallos, la protección activa contra la corrosión y la resistencia al desgaste (comportamiento tribológico)», explica Serdechnova. Los investigadores también exploraron funcionalidades nuevas como las propiedades fotocatalíticas, el magnetismo y la conductividad térmica o eléctrica para ampliar las aplicaciones de tratamiento de PEO. Para lograr sus objetivos, el equipo del proyecto incrustó partículas y especies funcionales directamente en el revestimiento de PEO en un solo paso, lo que evita la necesidad de tratamientos posteriores. Este método suponía una desviación significativa de las prácticas habituales, pero planteaba un reto clave. Muchos materiales funcionales, como los hidróxidos dobles laminares (HDL) cargados con inhibidores orgánicos de la corrosión, eran muy sensibles al calor y a las intensas descargas de plasma durante el proceso de PEO. Esto provocó su descomposición e impidió que sus funciones originales fueran efectivas en los revestimientos. «Sorprendentemente, la descomposición de estas partículas también tuvo efectos positivos. Por ejemplo, cuando se introdujeron partículas de HDL, su descomposición dio lugar a una estructura cerámica espumosa en el recubrimiento que mejoró mucho sus propiedades fotocatalíticas», subraya Serdechnova. «Aunque este resultado fue menos eficaz para la protección contra la corrosión, abrió la puerta a nuevas posibilidades de aplicación en ámbitos como la limpieza medioambiental». Para abordar los retos que plantean las partículas y compuestos sensibles, los investigadores realizaron ajustes específicos en el diseño del proceso de PEO y en el control de la entrada de energía. También propusieron nuevos diseños, como las carcasas de silicio, los nanocontenedores de HDL, los materiales magnéticos y los compuestos fotoactivos para funcionalizar los recubrimientos desarrollados. Estas innovaciones ampliaron los límites de la tecnología de PEO, lo que allana el camino para los recubrimientos con propiedades multifuncionales adaptadas a las diversas necesidades de las industrias.
Palabras clave
FUNCOAT, revestimientos multifuncionales, corrosión, tratamiento de superficies, porosidad, oxidación electrolítica por plasma, propiedades fotocatalíticas, resistencia al desgaste
