Evaluación de la corrosión de aluminio, cobre y latón sumergidos en la mezcla ternaria LiNO3 – CaCl2 – LiBr/H2O

Resumen En este trabajo se evalúa el efecto del CaCl2 y el LiNO3 sobre la corrosión del aluminio cobre y latón, en la mezcla LiBr H O2. Las pruebas se hicieron a 25, 50 y 80°C, y se varió la concentración individual del CaCl2 y el LiNO3, así mismo se hicieron pruebas en la mezcla ternaria CaCl -LiNO -LiBr H O 2 3 2. Para esto se utilizaron las mediciones de potencial a circuito abierto (OCP), curvas de polarización (CP), espectroscopia de impedancia (EIS) y ruido electroquímico (ENA). Las muestras corroídas se analizaron en el microscopio electrónico de barrido (MEB). Se mostró que el valor de Ecorr a 25°C para el cobre sumergido en la mezcla LiBr H O2 es el más activo, con la adición por separado y en conjunto de CaCl2 y LiNO3 el valor de Ecorr se tornó hacia valores más nobles. Este comportamiento se conserva con la elevación de la temperatura, a excepción de la mezcla CaCl -LiBr H O 2 2, la cual presento los valores de Ecorr más activos. Las curvas de polarización de las diferentes mezclas en la rama anódica presentan un máximo de corr I y una corriente limite catódica, sin embargo, la corriente limite catódica desaparece con la adición de LiNO3. Los diagramas de impedancia electroquímica no muestran una modificación en el mecanismo de corrosión del cobre con la adición por separado y en conjunto de CaCl2 y LiNO3, a su vez las pruebas de ruido electroquímico señalan como principal mecanismo de corrosión a la generación de picaduras sobre la superficie, las cuales aumentan en presencia con la elevación de la temperatura de trabajo de acuerdo a lo observado en el microscopio electrónico de barrido. El latón obtuvo un comportamiento similar al cobre para la prueba de OCP y CP las cuales muestran una zona de pasivación adicional previa al máximo de densidad de corriente, generada por la presencia de Zn en la aleación, dicha zona de pasivación se ve disminuida con la adición de CaCl2 y aun mas con el aumento de temperatura. El mecanismo de corrosión mostrado por la prueba de EIS fue similar al observado en Cu , así mismo la prueba de ENA confirmó que el mecanismo de corrosión por picadura es el que predomina sobre la superficie del material. Bajo el microscopio se observó que la presencia y el tamaño de las picaduras aumentaba con el incremento de la temperatura. El valor de Ecorr a 25°C para el aluminio sumergido en la mezcla LiBr H O2 presenta el valor más noble, con la adición por separado y en conjunto de CaCl2 y LiNO3 el resultado de Ecorr se tornó hacia valores más activos. Este comportamiento se conserva con el aumento de temperatura, a excepción de la mezcla LiNO -LiBr H O 3 2, la cual presento los resultados de Ecorr más nobles. La curva de polarización de la mezcla LiBr H O2 mostro una zona de pasivación la cual con la adición de LiNO3 se veía favorecida. Sin embargo, con la adición de CaCl2 y el aumento de temperatura dicha zona se veía mitigada y a su vez se veía favorecía la formación de una corriente limite catódica. Los diagramas de impedancia electroquímica muestran una modificación en el mecanismo de corrosión del aluminio con el aumento de la temperatura y no por la adición por separado y en conjunto de CaCl2 y LiNO3, a su vez las pruebas de ruido electroquímico señalan como principal mecanismo de corrosión a la generación de picaduras sobre la superficie, las cuales aumentan en presencia con el aumento de la temperatura de trabajo de acuerdo con lo observado en el microscopio electrónico de barrido.

Abstract A study on the effect of the addition of CaCl2 and LiNO3 on the corrosion behaviour of aluminum, copper, and Brass, in the LiBr H O2 mixture had been caried out. Tests were done at 25 , 50 y 80°C at different CaCl2 and LiNO3 concentrations. Used techniques include open circuit potential monitoring, potentiodynamic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy and noise. Corroded specimens were analyzed by detailed scanning electron microscopy studies. Results show that value of Ecorr at 25°C for copper inmersed in the LiBr H O2 mixture is the most active, with the separate and join addition of CaCl2 and LiNO3, the value of Ecorr turned towards more noble values. This behavior is perserved with the increase in temperature, except for the CaCl -LiBr H O 2 2 mixture, which resented the most active Ecorr values. The polarization curves of the different mixture in the anodic branch present a maximum of corr I and cathodic current limit, however, the cathodic limit current disappears with the addition of LiNO3. Thee electrochemical impedance diagrams did not show a modification in the corrosion mechanism of copper with the separe and joint addition of CaCl2 and LiNO3, in turn, the electrochemical noise test point to the generation of pitting on the surface as the main corrosion mechanism, which increase in presence with the increase of the working temperature according to what is observed in a scanning electron microscope. Brass showed a behavior similar to copper for the OCP test and, in turn, for the CP they showed a passivation zone prior to the maximum current density generated by the presence of Zn in the alloy, said passivation zone is reduced with the addition of CaCl2 and even more with the increase in temperature. The corrosion mechanism shown by the EIS test was like that observed in Cu, likewise the ENA test confirmed that the pitting corrosion mechanism is the one that predominates on the surface of the material. Under the microscope it was observed that the presence and size of the pits increased with increasing temperature. Results show that value of Ecorr at 25°C for aluminum inmersed in the LiBr H O2 mixture is the most noble value, and that with the separate and joint addition of CaCl2 and LiNO3, the Ecorr value turned towards more active values. This behavior is preserved with the increase in temperature, except for the LiNO3 mixture, which presented the most noble Ecorr values. The polarization curve of the LiBr H O2 showed a passivation zone which with the addition of LiNO3 was favored, however, with the addition of CaCl2 and the increase in temperature, said zone was mitigated and in turn favored the formation of a cathodic current limit. The electrochemical impedance diagrams show a modification in the corrosion mechanism of aluminum with the increase in temperatura and not by the addition of CaCl2 y LiNO3 separately and together, in turn, the ENA test confirmed that the pitting corrosion mechanism is the one that predominates on the surface of the material. Under the microscope it was observed that the presence and size of the pits increased with increasing temperature.