Degradación De Materiales

DEGRADACIÓN DE MATERIALES

Introducción

La gran mayoría de los materiales de ingeniería (construcción) están sujetos a degradación por acción de agentes físicos (radiación, temperatura,desgaste mecánico, esfuerzo estático, esfuerzo cíclico) y agentes químicos (humedad, corrosión). Así, los metales son susceptibles a la corrosión, las cerámicas y vidrios son sensibles a la humedad y lospolímeros se degradan por acción de la temperatura y la radiación UV.

Muchas fallas en materiales metálicos se deben a la corrosión Fenómeno electroquímico.

1. Oxidación por ataqueatmosférico:

Proceso: metal + oxígeno Óxido metálico

Reacción anódica: M Mn+ + ne (oxidación)

Reacciones catódicas: a) 2H+ + 2e H2
b) oxígeno disuelto: O2 + 4H+ + 4e 2H2OO2 + 2H2O + 4e 4OH–

Las reacciones catódicas ocurren en el cátodo.

Mecanismos de oxidación metálica:

A. Óxido no protector, poroso y permeable al oxígeno.

B. Películano porosa de óxido, difusora de cationes.

C. Película no porosa de óxido, difusora de aniones

D. Película no porosa, difusora de cationes y aniones

Mecanismo B, C y D películasprotectoras contra la permeación de O2.

La tendencia de un metal a formar un recubrimiento protector de óxido se mide mediante el parámetro de Pilling–Bedworth:

Mr es el peso molecular del óxido, D ladensidad del óxido (MaOb), Ar el peso atómico del metal y d la densidad del metal.

R < 1 Óxido no protector y poroso.
R > 2 Fragmentación.
R: entre 1 y 2 Óxidos protectores.Metal | R | Metal | R |
Li | 0,57 | Ag | 1,59 |
Na | 0,57 | Cu | 1,68 |
K | 0,45 | Al | 1,28 |
Mo | 3,40 | Fe | 1,77 |
Sb | 2,35 | Cr | 1,99 |
W | 3,40 | Pb | 1,40 |
Ta | 2,33 | Si | 2,27|

Aplicaciones: aluminio anodizado (Al2O3), acero inoxidable.

2. Corrosión acuosa (electroquímica):

Corrosión: disolución de un metal en agua. Oxidación Reacción anódica, M Mn+ + ne...