Determinación de la solubilidad de hidrógeno en TiO2 formado sobre Ti6Al4V a partir del concepto de impedancia de warburg

Resumen

Se obtuvieron películas anódicas porosas de TiO2 sobre una aleación Ti6Al4V mediante crecimiento galvanostático para densidades de corriente de 10, 20 y 35 mA/cm2 en una solución de H3PO4. La morfología superficial de las películas fue analizada mediante SEM y AFM. Un aumento en la densidad de corriente genera superficies más homogéneas y poros más redondeados y de menor tamaño. La caracterización composicional realizada mediante EDS, mostró especies fosfatadas incorporadas a la película porosa, influencia por la cantidad de fósforo sobre el voltaje de rompimiento dieléctrico y su efecto como inhibidor en la disolución del óxido.
La solubilidad del hidrógeno se determinó mediante EIS, en una solución de NaOH, obteniendo modelos de circuitos eléctricos equivalentes que representan la fenomenología del proceso. El coeficiente de difusión de hidrógeno, se calculó para cada densidad de corriente a partir de la impedancia de Warburg simulada, encontrando valores entre 10-21 y 10-20. Los resultados mostraron que un mayor espesor de película depositada conlleva a una mayor solubilidad de hidrógeno y menor permeabilidad; indicando que hay atrapamiento de hidrógeno en el recubrimiento, incluso, si no hay suficiente hidrógeno para formar hidruros, estas cantidades pueden causar deterioro del recubrimiento y una posterior falla del material.