Los métodos de tratamiento de superficies en tribología implican diversas técnicas destinadas a mejorar el rendimiento y la durabilidad de los materiales en condiciones de fricción y desgaste. Estos métodos incluyen el recubrimiento de superficies sólidas, el pretratamiento mecánico, el tratamiento con láser excimer, la unión mecanoquímica y la radiación láser.
Recubrimiento de superficies sólidas: Este método consiste en aplicar películas finas de materiales como carburos, siliciuros, nitruros y boruros a la superficie de los componentes. Estos recubrimientos mejoran la resistencia al desgaste, reducen el coeficiente de fricción y aumentan la resistencia a la corrosión. Los recubrimientos de carbono tipo diamante (DLC) son especialmente apreciados por su disipación del calor, dureza, aislamiento eléctrico y resistencia a las altas temperaturas y a la radiación de alta energía. También se utilizan en aplicaciones biomédicas para mejorar la osteointegración y las propiedades de adhesión.
Pretratamiento mecánico: Este proceso suele incluir el esmerilado y el pulido, que pueden introducir irregularidades en la superficie, como arañazos, surcos y crestas. Estas irregularidades pueden afectar a la topografía de la película fina depositada, influyendo en su rendimiento. El pretratamiento mecánico es crucial para preparar las superficies para su posterior procesamiento y puede ir seguido de refinamientos adicionales como la purificación y el recubrimiento con materiales como el carburo de silicio.
Tratamiento con láser excímer: Este método utiliza láseres como ArF, KrF o XeCl para tratar materiales, en particular polímeros como el PTFE. El tratamiento puede provocar la fotodescomposición de sustancias gaseosas, dando lugar a la formación de átomos o grupos activos que modifican la superficie del material. Este proceso puede reducir el contenido de flúor en la superficie, aumentando la energía superficial y la hidrofilicidad. El tratamiento con láser excimer es altamente selectivo y duradero, lo que lo convierte en una opción popular para la modificación de superficies.
Adhesión mecanoquímica: Esta técnica consiste en frotar una superficie polimérica recubierta de adhesivo para degradar mecánicamente la superficie y formar radicales libres macromoleculares. A continuación, estos radicales forman enlaces covalentes con las moléculas de adhesivo, lo que aumenta la resistencia de la unión. La unión mecanoquímica es rentable, sencilla y mejora la durabilidad de la unión.
Método de radiación láser: Este método consiste en colocar PTFE en monómeros polimerizables e irradiarlos con Co-60 para injertar y polimerizar químicamente una capa de polímero injertado en la superficie de PTFE. Este proceso hace más rugosa la superficie, aumentando el área de unión y la resistencia. Aunque este método es sencillo y rápido, la superficie modificada puede tener poca durabilidad y la fuente de radiación puede ser perjudicial para los seres humanos.
Cada uno de estos métodos de tratamiento de superficies ofrece ventajas y aplicaciones únicas, en función de los requisitos específicos del sistema tribológico, como la resistencia al desgaste, la fricción y los factores medioambientales.
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