Medición del ángulo de contacto estático del agua sobre acero inoxidable AISI 316

FERNANDO ILKOW; JONATHAN M. SCHUSTER; MARIO R. ROSENBERGER

Posadas

Jornada; Jornadas Científicas Tecnológicas - 45 Aniversario de la Universidad Nacional de Misiones; 2018

Universidad Nacional de Misiones

La mojabilidad es la capacidad que tiene un líquido deextenderse sobre un sólido y se puede determinar a partir del ángulo decontacto (AC) del líquido sobre el sólido en cuestión, por ello el valor del ACes comúnmente utilizado en lacaracterización superficial de metales ya que permite clasificar al sustrato enestudio como hidrofóbico o hidrofílico (para el caso del AC del agua). Uno delos métodos para obtener el valor experimental del AC de un líquidosobre un sólido es el método de la gota sésil, que consiste en depositar una microgotasobre su superficie. El objetivo del presente trabajo es determinar lavariabilidad de los valores de ángulo de contacto del agua sobre una superficie(2 x 2 cm) pulida a espejo del acero inoxidable AISI 316, tal superficie seobtuvo por desbaste mecánico con lijas de SiC de #220 a #1500 continuando conpasta de diamante de 1 micrómetro lubricada con etilenglicol durante 15 minutos.El procedimiento comúnmente utilizado para determinarel valor de AC con el método de la gota sésil consiste en depositar sobre unaprobeta limpia (agua y etanol) no menos de 5 gotas de 2 a 5 µL en diferenteslugares y luego calcular la media aritmética, el desvío estándar (DS) y elerror estándar de la media (ES). Se aplicó este procedimiento en 8 probetas deacero AISI 316 obteniendo valores de AC para el agua muy variables tanto dentrode las probetas (diferencias de hasta 20º entre gotas y DS con valores de 4º a9º) como entre probetas (valores medios desde 80º hasta 50º). Se cambiaron lascondiciones de limpieza (acetona-agua-etanol) para descartar un problema decontaminación, sin embargo se obtuvieron valores igualmente variables.Para analizar si existe algún tipo de heterogeneidadde la superficie de acero inoxidable se subdividió a una cara de la probeta enuna cuadricula de 6 columnas (1-6) y 5 filas (A-E), obteniéndose 30 regionescuadradas de aproximadamente 4 x 4 mm. Se midió el AC para el agua en cada unade las 30 regiones, con 5 repeticiones. Se observó que los valores de AC son másvariables en las regiones que se encuentran en los bordes de la probeta. Elvalor medio del AC de todas las mediciones efectuadas en las regiones interioreses de 48.6º con un DS de 3.4º y un rango de 14.4º, mientras que los en las regionesde borde el valor medio fue de 51.9º con un DS de 7.7º y un rango de 45.6º. Losvalores de las regiones interiores siguen una distribución normal (p>0.1)mientras que en las regiones exteriores no siguen una distribución normal(p<0.01) esto último es debido principalmente a la presencia de valores deAC muy altos. Esta heterogeneidad observada puede atribuirse al efecto de bordeconsecuencia del desbaste mecánico producido durante el pulido con las lijas elcual produce una capa deformación plástica profunda que no puede ser eliminadacompletamente por las lijas subsiguientes de menor granulometría.