Este documento describe diferentes tipos de recubrimientos metálicos como la deposición física de vapor (PVD) y la deposición química de vapor (CVD), así como sus aplicaciones industriales. Explica recubrimientos monocapas y multicapas, dando ejemplos de técnicas como la pulverización catódica magnética y empresas mexicanas que ofrecen servicios de recubrimientos.

2. CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
RECUBRIMIENTOS METÁLICOS
DEPOSICIÓN FÍSICA DE VAPOR (PVD)
DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPOR (CVD)
ARREGLOS
APLICACIONES
EMPRESAS MEXICANAS
CONCLUSIÓN

3. INTRODUCCIÓN
Los productos hechos de metal casi siempre están
recubiertos con: pintura, chapeado u otros procesos. Las
principales razones para recubrir un metal son: 1)
proporcionar protección contra la corrosión, 2) mejorar la
apariencia del producto (por ejemplo, para proporcionar
un color o una textura específicos, 3) aumentar la
resistencia al desgaste y/o reducir la fricción de la
superficie, 4) incrementar la conductividad eléctrica, 5)
aumentar la resistencia eléctrica, 6) preparar una
superficie metálica para un procesamiento posterior y 7)
reconstruir las superficies gastadas o erosionadas durante
el servicio.

4. RECUBRIMIENTOS METÁLICOS
Recubrimiento es un material que es depositado sobre la superficie de
un objeto, por lo general denominado sustrato. En muchos casos los
recubrimientos son realizados para mejorar alguna(s) propiedades o
cualidades de la superficie del sustrato, tales como aspecto, adhesión,
características de mojado, resistencia a la corrosión, resistencia al
desgaste, y resistencia a las rayaduras entre muchas otras. En otras
ocasiones, particularmente en procesos de impresión y fabricación de
dispositivos semiconductores (en los cuales el sustrato es un disco de
material semiconductor), el recubrimiento es una parte esencial para
la funcionalidad del producto terminado.
Los recubrimientos son aplicados mediante procesos en forma de
líquidos, gases o sólidos. Los recubrimientos pueden ser medidos y
ensayados para verificar sus características y espesor de la película
utilizando tarjetas para observación visual del color, opacidad o
contraste (paletas o drawdown card).

5. El recubrimiento metálico, desde el punto de vista de
protección contra la corrosión puede ser: Directa o de
Sacrificio.
En la protección directa el metal de recubrimiento debe de
constituir una capa ininterrumpida, pues si esta se rompe
el metal base entra en contacto con el electrolito; por ella la
calidad de este revestimiento es de vital importancia. En la
protección metálica de tipo sacrificio, en cambio, en caso
de interrupción o desgaste de la película protectora, esta es
la que se convierte en el ánodo del sistema electrolítico y
será el que sufrirá las consecuencias de la corrosión. Sin
embargo, lo que se persigue con ambos recubrimientos es
brindar una protección directa con el metal base.

6. METALES MÁS USADOS EN LOS
RECUBRIMIENTOS
Los metales usados para el recubrimiento se pueden dividir
en dos grupos:
1. Los metales que presentan un potencial positivo respecto
al hierro, por ejemplo: Cu, Ni, Sn , Ag , Cr .
2. Los metales que presentan un potencial negativo, por
ejemplo Zn , Al.
A continuación se describen los metales mas usados en los
recubrimientos en la industria (Cu, Ni, Cr ):

7. Cobre
No se utiliza para fines decorativos.
Aumenta la conductividad.
Para evitar la corrosión por rozamiento.
Níquel
Revestimiento para instalación de productos químicos.
Resistencia a la oxidación.
Resistente a la temperatura.
Cromo
Depósitos gruesos (moldes para inyectar plástico , troqueles,
plantillas, etc.).
Baños concentrados para acabados decorativos (escudos,
molduras, muebles tubulares).

8. TIPOS DE RECUBRIMIENTOS
Recubrimiento monocapa
Recubrimientos multicapas

9. RECUBRIMIENTO MONOCAPA
Una clasificación muy elemental distinguiría tan solo, entre revestimientos de
exterior e interior, o sea entre los que se pueden aplicar en soportes expuestos a la
acción de agentes atmosféricos y los que no. Otra clasificación más exhaustiva, se
haría teniendo en cuenta la naturaleza del conglomerante, el vehículo y el tipo de
consolidación.
En el caso que nos ocupa, al hablar de recubrimientos monocapa, es necesario
precisar que el conglomerante por excelencia es el cemento, el vehículo; el agua y,
que la consolidación tiene lugar por fraguado.
Estamos ahora en condiciones de definir un monocapa, como el tipo de
revestimiento hidráulico en base a cemento, áridos y aditivos. Básicamente podemos
afirmar que el cemento aporta resistencia en el fraguado y que el árido, a modo de
esqueleto, constituye el sustento del mortero. El uso de distintos aditivos como las
metilcelulosas, almidones modificados, estearatos, aireantes, reguladores del
fraguado, pigmentos y otros, confieren al monocapa unas características precisas.

10. Esto se debe, a que a pesar de poderse aplicar el mortero en una sola capa,
también sería preciso aclarar que:
Algunos soportes, debido a su irregularidad, requieren una primera capa de
mortero (revoco) con el fin de uniformar el soporte. Desde este punto de
vista, pudiera parecer más correcto hablar de un “mortero bicapa” o, si
acaso, multicapa.
Por otro lado, desde el punto de vista del fraguado, la aplicación de una
segunda capa sobre la unida directamente al soporte, tendría lugar antes de
que se completase el fraguado de la primera. De esa forma, la mayoría de las
variaciones físico-químicas del material de ambas capas, acabarían teniendo
lugar casi al mismo tiempo, por lo que se podría hablar perfectamente de
una doble capa unificada, que a la postre merecería el calificativo de
monocapa.

12. RECUBRIMIENTOS MULTICAPAS
Los recubrimientos de multicapa, compuestos de
dos (o más) capas alternadas de materiales
diferentes presentan propiedades mecánicas
superiores cuando las capas tienen espesores
nanométricos, esto es, entre 5 y 10 nm. Las capas
individuales pueden ser metálicas, nitruros,
carburos u óxidos de diferentes materiales, o una
combinación de ellas.

17. Magnetrón Sputtering
La pulverización de magnetrón es un proceso de plasma de
deposición de vapor ( PVD ) en la que se crea un plasma y
positivamente iones del plasma cargado son acelerados por un
campo eléctrico superpuesta sobre el electrodo cargado
negativamente.
Los iones positivos son acelerados por los potenciales que van
desde unos pocos cientos a unos pocos miles de voltios de
electrones y golpear el electrodo negativo con la suficiente
fuerza para desalojar y expulsar átomos de la meta . Estos
átomos serán expulsados en una distribución típica línea de
visión del coseno de la cara del objetivo y se condensará en las
superficies que se colocan en la proximidad de la
pulverización catódica magnetrón .

18. Los objetivos se fabrican a partir de materiales que uno
posteriormente desea que se deposite sobre la
superficie del componente hacia el electrodo .
Los materiales conductores pueden ser depositados
utilizando una corriente directa ( DC ) de fuente de
alimentación y los aisladores pueden ser depositados
mediante el uso de una frecuencia de radio (RF ) de
fuente de alimentación . 13,56 MHz es una de las
frecuencias en el espectro de radiofrecuencia que se ha
asignado a los " usos industriales " como es , con
mucho, la frecuencia más común utilizado en la
aplicación de pulverización .

20. La deposición de pulverización catódica utiliza un campo
magnético cerrado para atrapar electrones, mejorando tanto
la eficiencia del proceso de ionización inicial y permitiendo
un plasma que se genere a presiones más bajas, lo que
reduce tanto el fondo incorporación de gas en la película en
crecimiento y la energía pierde en el átomo de pulverización
catódica a través de gas colisiones.
Esta técnica fue iniciada en 1852 y ganó éxito comercial en
la microelectrónica y la industria de vidrio arquitectónico en
los años 1960 y 1970. En la actualidad, las fuentes de
pulverización catódica de magnetrón están disponibles
comercialmente en muchas configuraciones geométricas
donde los objetivos puede ser circular, rectangular, o de
forma tubular. En los últimos años los enfoques basados en
el barrido del campo magnético sobre la superficie del
objetivo se han diseñado e implementado en el campo para
impulsar soluciones específicas de la aplicación.

22. Los recubrimientos se depositaron sobre sustratos
de acero inoxidable AISI 316 L, previamente
pulidos hasta obtener acabado especular,
empleando un blanco de Titanio con 99.997% de
pureza, en un Magnetrón Sputtering marca AJA
Internacional ATC 1500. Las condiciones de
deposición se observan en la tabla 1.

25. Técnicas de deposición química en fase de
vapor (CVD)
La técnica de CVD consiste en la reacción de una
mezcla de gases en el interior de una cámara de vacío
(reactor) para dar lugar a la formación de un
material en forma de capa delgada (fig. 1). Los
subproductos de la reacción son evacuados hacia el
exterior mediante un sistema de alta velocidad de
bombeo (bomba 'roots' apoyada con rotatoria).

27. En particular, nuestro grupo de trabajo se ha
centrado en el desarrollo de la técnica de CVD a baja
presión (LPCVD). En este caso, la presión de trabajo
en el reactor se mantiene habitualmente por debajo
de 1 Torr, (aunque en ocasiones se utilizan presiones
algo mayores) con objeto de aumentar la difusión de
los gases a las regiones del substrato no directamente
expuestas (cavidades, poros, etc.). Con ello se
favorece la reacción en superficie (reacción en fase
heterogénea) y mejora también la homogeneidad en
espesor del recubrimiento.

28. En el laboratorio se dispone de diversos equipos de
preparación de capas delgadas mediante técnicas de CVD,
diferenciándose unas de otras en el método de activación de la
reacción de deposición. Un esquema general de un sistema de
CVD, incluyendo los sistemas de calentamiento, control de
presión, entrada de gases y de vacío puede verse en la fig. 2. El
laboratorio está equipado con un amplio depósito de gases y
líquidos precursores (silano, metano, amoníaco, oxígeno,
hidrógeno, nitrógeno, TEOS, etc.) con objeto de depositar una
gran diversidad de materiales (óxidos y nitruros de silicio,
carbonitruros, carbono en forma grafítica o diamante, etc. ).
Los substratos utilizados son también de diferente naturaleza,
como por ejemplo: obleas de silicio, probetas metálicas, discos
porosos de alúmina, etc.

30. EMPRESAS
WOBE MANTENIMIENTO, S.A. DE C.V.
DESCRIPCIÓN
Recubrimientos Industriales, Protectores para Válvulas, Recubrimientos de
Galvanizado en Frío.
INFORMACIÓN DE CONTACTO:
Av. Uno No. 114 Local C Col. Prof. Cristóbal Higuera, Atizapán de Zaragoza,
México, México
Tel: (+55) 1668-5660
www: http://www.wobe.com.mx/

31. EMPRESAS
SERVAL DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.
DESCRIPCIÓN
Venta de Pinturas, Recubrimientos Industriales Anticorrosivos.
INFORMACIÓN DE CONTACTO:
Industria No. 17 Col. San Francisquito, Querétaro, Querétaro, México
Tel: (+442) 212-2179
RECUBRELEC
DESCRIPCIÓN
Más de 40 Años de Experiencia en Recubrimientos Industriales así como en
Plantas de Tratamiento de Agua, Recubrimientos Resistente a Impacto y Fricción.
Recubrimientos para Altas Temperaturas.
INFORMACIÓN DE CONTACTO:
Pino Suárez No. 234 Col. El Batán, Zapópan, Jalisco, México
Tel: +52 (33) 3366-5824 01800-728-2732
www: http://www.recubrelec.com