Análisis experimental del comportamiento tribocorrosivo de recubrimientos fabricados por MXenos aplicados sobre acero inoxidable

Abstract

En la actualidad, la problemática de la corrosión en el acero inoxidable continúa siendo un tema de gran importancia y atención en una amplia gama de industrias y contextos de aplicación. A pesar de su reputación por ser altamente resistente a la corrosión, el acero inoxidable puede sufrir deterioro cuando se expone a entornos agresivos, como aquellos que contienen agentes químicos corrosivos, temperaturas elevadas o niveles significativos de humedad. Por consiguiente, resulta esencial adoptar estrategias efectivas de prevención y cuidado para asegurar la integridad y longevidad de los componentes de acero inoxidable en uso.

La comprensión del comportamiento del acero inoxidable en entornos corrosivos es esencial para desarrollar alternativas preventivas aplicables al sector industrial. Paralelamente, el estudio de materiales emergentes como los MXenos, que destacan por su alta conductividad, resistencia y estabilidad química, abre nuevas posibilidades para el diseño de recubrimientos protectores que mejoren significativamente la resistencia a la corrosión tanto en el acero inoxidable como en otros metales. Esta sinergia entre la investigación de materiales convencionales y los nuevos avances en materiales como los MXenos fomenta el desarrollo de soluciones más duraderas y eficientes en la ingeniería de materiales.

En este contexto, la investigación se centró en el estudio tribocorrosivo de recubrimientos a base de MXeno, utilizando una concentración de 5 mg/mL y un volumen de deposición de 12 mL, aplicados sobre muestras de acero de 2 cm x 2 cm x 1 mm. Se realizaron 12 muestras con las dimensiones especificadas, que fueron sometidas a ensayos tribológicos y de corrosión de solución acuosa de NaCl al 3.5% p/v. El análisis de los datos resultó en la elaboración de diagramas de velocidad de corrosión y gráficos del coeficiente de fricción (COF), los cuales mostraron un comportamiento mejorado frente al desgaste. Los resultados indicaron que el recubrimiento logró retrasar la corrosión del acero en un 45.5%, evaluando la velocidad de corrosión bajo condiciones controladas.

Además, los ensayos de desgaste demostraron que el recubrimiento aportó una mayor resistencia mecánica, disminuyendo significativamente el coeficiente de fricción. Comparado con el estado sin recubrimiento y expuesto a corrosión, las muestras recubiertas y lubricadas mostraron una reducción del COF del 33%, lo que evidencia una mejora sustancial en las propiedades tribológicas y mecánicas del material. Estos hallazgos destacan el potencial de los recubrimientos basados en MXeno para aplicaciones donde la resistencia a la corrosión y el desgaste son fundamentales.