Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L’aluminium et ses alliages sont aujourd'hui très utilisés pour leurs propriétés intrinsèques : légèreté, bonne tenue à la corrosion, conductibilité thermique ou électrique... Les traitements d’anodisation ajoutent différentes caractéristiques au matériau telles que la tenue à la corrosion, la dureté, le coefficient de frottement diminué, l'isolation thermique ou électrique… Pour répondre à ces besoins, de nombreux procédés d’anodisation sont utilisés dans l’industrie pour des applications très diverses allant du transport au bâtiment, en passant par les loisirs, la décoration, les pièces mécaniques ou culinaires.
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Jean Sylvestre SAFRANY : Alcan Centre de Recherches de Voreppe
INTRODUCTION
Dans son principe, la découverte de l'oxydation anodique de l'aluminium et de ses alliages suit de près celle du métal lui-même.
Dès 1857, Buff découvre que l'aluminium forme un oxyde lorsqu'il est placé comme anode dans une cellule d'électrolyse. En 1911, De Saint-Martin propose les principes de base de l'anodisation sulfurique. En 1923, c'est au tour de Bengough et Stuart de développer l'anodisation chromique.
Par la suite, de nombreux perfectionnements des procédés de traitement anodique voient le jour, mettant à profit l'importante diversité offerte dans ce domaine ; la modification des électrolytes, des conditions opératoires et des alliages traités permet d'obtenir des propriétés de surface très variées.
En effet, si l'aluminium et ses alliages sont aujourd'hui largement utilisés pour leurs propriétés intrinsèques (légèreté, bonne tenue à la corrosion, conductibilité thermique ou électrique...), il convient de souligner que les traitements d'anodisation permettent d'y ajouter, en fonction des applications visées, des propriétés très spécifiques :
-
renforcement important de la tenue à la corrosion ;
-
amélioration de la dureté et de la résistance à l'abrasion ;
-
diminution du coefficient de frottement ;
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isolation thermique ;
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isolation électrique ;
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possibilité de coloration ;
-
base d'accrochage avant revêtement organique ou dépôt galvanique, etc.
C'est la raison pour laquelle les procédés d'anodisation sont aujourd'hui très répandus dans l'industrie pour des applications très diverses allant du transport au bâtiment, en passant par les loisirs, la décoration, les pièces mécaniques, les articles culinaires...
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1990 par Jacques LEFEBVRE
- Version archivée 2 de mars 2001 par Jean Sylvestre SAFRANY
- Version courante de avr. 2019 par Jean-Sylvestre SAFRANY
DOI (Digital Object Identifier)
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Principaux procédés et leurs applications2. Mécanisme de formation des couches anodiques
L'électrolyse en milieu aqueux et sous courant continu produit normalement un dégagement gazeux aux deux électrodes (hydrogène à la cathode, oxygène à l'anode). En revanche, si l'on utilise de l'aluminium comme anode, aucun dégagement gazeux n'est observé sur celle-ci, alors que l'hydrogène est toujours visible à la cathode.
En première approximation, on peut décrire ce phénomène comme étant une combinaison entre l'aluminium dissous et l'oxygène naissant, selon la réaction :
Cependant, cette description ne peut être que partielle car elle ne suffit pas à expliquer les différences fondamentales de comportement que l'on observe en modifiant l'électrolyte et les conditions opératoires. En particulier, selon l'action dissolvante du milieu, on obtiendra des couches anodiques à caractère barrière ou à caractère poreux.
2.1 Anodisation de type barrière
Si l'on procède, à tension donnée, à une anodisation dans un milieu qui n'a pas d'action dissolvante sur le métal, ni sur son oxyde (solutions à base d'acide borique, d'acide tartrique, d'acide citrique, de tartrate d'ammonium, de carbonate de sodium, de phosphate de sodium...), on constate une chute rapide de l'intensité, qui tend vers une valeur nulle (figure ). D'un point de vue pratique, ce type d'opération n'est possible que si le pH de la solution est compris entre 3,5 et 8,5.
Sous l'action du courant, les espèces Al3+, O2– et OH– sont transportées à travers la couche, la croissance du film se réalisant à l'interface métal/oxyde, voire, en fonction du milieu utilisé, à l'interface oxyde/solution, avec incorporation dans la couche des anions issus de l'électrolyte ([5] [6] [7]).
Le...
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Mécanisme de formation des couches anodiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SMELTZER (W.W) - Principles applicable to the oxydation and corrosion of metals and alloys. - Corrosion, vol. 11, 366 t-374 t (1995).
-
(2) - VARGEL (C.) - Corrosion de l'aluminium. - Éd. Dunod, p. 87 (1999).
-
(3) - WEFERS (K.) - * - Aluminium, 57, p. 722 (1981).
-
(4) - FIELD (D.J.), BUTLER (E.P.), SCAMANS (G.M.) - « Proc. 2nd Int. Conf. On Environmental Degradation of Engineering Materials 1981 ». - Virginia Polytechnic Inst., p. 393.
-
(5) - WOOD (G.C.), SKELDON (P.), THOMPSON (G.E.), SHIMIZU (K.) - A model for the incorporation of electrolyte species into anodic alumina. - J. Electrochem. Soc., vol. 143, no 1, p. 74-83 (1996).
-
(6) - XU (Y.), THOMPSON (G.E.), WOOD (G.C.), BETHUNE (B.) - Anion incorporation and migration during barrier film formation on aluminium. - ...
NORMES
-
Anodisation de l'aluminium et de ses alliages – Vocabulaire. - NF A91-400 - 07-87
-
Traitement de surface des métaux – Anodisation de l'aluminium et de ses alliages – Contrôle de l'isolement électrique par mesurage de la tension de claquage. - NF A91-405 - 03-83
-
Traitements de surface des métaux – Anodisation (oxydation anodique) de l'aluminium et de ses alliages – Contrôle de colmatage par mesurage de la perte de masse après immersion en solution acide. - NF A91-407 - 10-81
-
Traitements de surface des métaux – Anodisation (oxydation anodique) de l'aluminium et de ses alliages – Contrôle de la continuité. Essai au sulfate de cuivre. - NF A91-410 - 10-66
-
Traitement de surface des métaux – Anodisation de l'aluminium et de ses alliages – Essai accéléré de résistance à la lumière artificielle des couches anodiques colorées. - NF A91-412 - 08-82
-
Traitement de surface des métaux – Anodisation de l'aluminium et de ses alliages – Évaluation de la résistance des couches anodiques à la formation de criques par déformation. - NF A91-413 - 09-81
-
...
1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
(Cette liste n'est pas exhaustive)
Alcan France Extrusions (89).
Alcan Pechiney Softal (80).
Alcan Pechiney Softal NGA (21).
Aloxan (67).
Altec Egécor (25).
Alu-Chrome (06).
Anjou Électrolyse (49).
Anodalu (74).
Anodel (02).
Anomax (74).
Anoxyd (25).
Artem (53).
ATEM (27).
Bezault SA (49).
Bonnans (13).
Brest Surfaces Technologie (29).
Brun (69).
Catidom (74).
Chalumeau (37).
CMTP (22).
Dalic (35).
Décoral SA Anodisation (74).
Elmaduc (03).
Eskulanak (64).
Fairchild Fasteners Simmonds (72).
Ferri (51).
Finimétaux-Tegma (87).
Francano (21).
Galvanoplastie (53).
GIT (31).
Graphocolor (74).
Hydro Aluminium (28).
Hydro Aluminium (31).
Impecver (93).
JFCE (77).
L'Électrolyse (33).
LRB Roulier SA (92).
Marquet (74).
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Métal Color France (06).
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Mitjavila (65).
Modertech Industries (42).
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OA France (93).
Octam (69).
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Perrien Industrie Montreuil (93).
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Prébet & Fils (42).
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