Examinando por Autor "Collet-Lacoste, Juan"

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    Corrosión de las aleaciones de aluminio AA6061, AA5052 y AA5083 en medios de baja conductividad
    (Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Área Académica. Gerencia Instituto Sabato) Linardi, Evelina; Lanzani, Liliana; Collet-Lacoste, Juan; Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Área Académica. Gerencia Instituto Sabato
    En Argentina los elementos combustibles (EECC) gastados en reactores nucleares experimentales, se almacenan en piletas con agua de alta pureza. La aleación de aluminio AA6061 se utiliza para fabricar los EECC, y para otras estructuras en las piletas junto con aleaciones de la serie 5xxx. Debido a que el almacenamiento en agua puede extenderse hasta 60 años, es necesario estudiar los fenómenos de degradación que podrían afectar la integridad de los EECC y demás estructuras, para prevenir la liberación de productos de fisión al medio. El objetivo de esta tesis es estudiar la corrosión de las aleaciones AA6061, AA5083 y AA5052 en las condiciones óptimas requeridas en las piletas: agua de alta pureza a temperatura ambiente; y en una solución que simula una eventual contaminación del sitio: solución de NaCl 0,001 M. Con fines comparativos también se estudió el aluminio de 99,999 % (Al5N). El crecimiento de óxido en las aleaciones AA6061, AA5083 y AA5052 en agua de alta pureza y NaCl 0,001M aireados, ocurre por un mecanismo de disolución del aluminio como aluminato - reprecipitación de hidróxido. La alcalinización debida a la reducción del H+ y el O2 sobre las partículas con hierro presentes en las aleaciones, disuelve la matriz formando especies solubles que luego reprecipitan sobre la superficie como hidróxido. En particular para la AA6061 en ensayos de inmersión en agua a un tiempo de 6 meses, se observó que las penetraciones de hidróxido provocadas por la disolución/reprecipitación alrededor de los intermetálicos con hierro alcanzan valores máximos del orden de 20 μm en agua. Este tipo de corrosión localizada no representa un riesgo para la conservación de los Elementos Combustibles Gastados, ya que dichos valores son despreciables con respecto al espesor de la tapa o cladding de la placa combustible: 0,4 mm. En el Al5N se verifica el mismo mecanismo, excepto que en este material puro los sitios de emergencia de electrones para las reacciones catódicas son las impurezas y defectos en los límites de grano. En la solución de NaCl se encontró que el espesor de óxido formado, tanto en las aleaciones como en el Al5N, es menor que en agua debido a la formación de complejos estables y solubles del tipo Al(OH)xCly, la cual inhibe en parte la reprecipitación del hidróxido. A partir de ajustar un modelo a los datos experimentales de aumento de peso en función del tiempo en ensayos de inmersión de 21 meses de duración, se obtuvieron parámetros para estimar el espesor de la capa de hidróxido formado (fase bayerita) que crecería sobre las aleaciones luego de 60 años de inmersión en piletas con agua desmineralizada. Para las tres aleaciones se estimaron espesores de ~13 μm en agua y de ~7 μm para agua contaminada con cloruro 0,001 M. Las partículas ricas en hierro también influyen en el potencial de picado (EP) de la AA6061. Se demostró mediante análisis estadístico que en cloruro 0,001 M aireado el EP es ~100 mV menor que en la solución desaireada. En el Al5N en la misma solución de cloruro, la presencia de oxígeno no influye en el EP. La mayor susceptibilidad al picado de la AA6061 en solución aireada está relacionada con la cavidad producida por el ataque alcalino, la cual favorece la nucleación de picaduras. La diferencia entre los EP en esta aleación puede explicarse en base al modelo de acidificación localizada. Por otra parte, se estudió el comportamiento de la fase Mg2Si en la AA6061 mediante ensayos de inmersión a potencial de circuito abierto (ECA) y de polarización en soluciones de pH 7 a 14. Se encontró que el magnesio se disuelve de las partículas de Mg2Si a pH menor a 8, mientras que es estable a pH mayor a 9. La disolución es independiente del potencial. Además, se realizaron mediciones de EIS para estudiar el óxido pasivo en la AA6061, y se ajustó un circuito eléctrico equivalente (CEE) a los resultados. Se utilizó un modelo para describir la formación del óxido pasivo, y mediante un tratamiento matemático se relacionaron las ecuaciones que describen el modelo con los parámetros obtenidos del CEE. A partir de éstos, se calculó un gradiente de potencial relacionado al campo eléctrico de 1-5∙106 V/cm, el cual está en buen acuerdo con un proceso de migración a través del óxido pasivo.