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 :
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renforcement important de la tenue à la corrosion ;
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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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Surface de l'aluminium et de ses alliages5. Principales propriétés usuelles et contrôle des couches anodiques
5.1 Adhérence
Une couche anodique n'étant pas un revêtement, la notion d'adhérence, par comparaison aux revêtements organiques ou à la galvanoplastie possède ici peu de sens. Il faut donc éviter d'appliquer à l'anodisation les tests spécifiques aux revêtements. Le décollement de la couche d'oxyde du métal sous-jacent ne s'observe en effet que très rarement, par exemple lors des phénomènes de brûlure.
HAUT DE PAGE5.2 Épaisseur
On a vu, dans les différents procédés cités que les couches anodiques peuvent aller de quelques centaines de nanomètres (couches barrières) à une centaine de micromètres (anodisation dure). Il n'est pas toujours aisé de mesurer ces épaisseurs. Deux types de mesures sont possibles.
-
Mesures non destructives
Elles regroupent entre autres :
-
la mesure optique par microscopie interférentielle, malheureusement limitée aux couches minces (de quelques dizaines de nanomètres à environ 3 μm) ;
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la mesure par microscopie à coupe optique (NF EN 12373-3), où l'on mesure l'écartement entre deux lignes lumineuses, l'une provenant d'un faisceau envoyé à 45o et se réfléchissant sur la face externe de la couche, l'autre provenant du même faisceau mais ayant subi une réflexion à l'interface métal/oxyde et deux réfractions dans la couche. L'écartement dépend de l'indice de réfraction de l'oxyde et de son épaisseur. Cette méthode n'est applicable que sur du métal suffisamment lisse et pour des couches relativement transparentes ;
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la mesure par tension de claquage (localement destructive). On admet généralement une épaisseur moyenne de 35 μm/V, mais il faut souligner que cette valeur peut varier de façon importante en fonction de l'alliage utilisé, de la nature de la couche, des conditions d'anodisation et de colmatage. Cette technique est donc à utiliser avec précaution ;
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la mesure par courants de Foucault, très répandue car relativement simple d'emploi. En particulier les appareils de mesure peuvent être amenés sur chantier et plusieurs mesures peuvent être effectuées rapidement à différents endroits d'une même pièce....
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Principales propriétés usuelles et contrôle 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).
Méca Coating (35).
Mécaprotec (31).
Métal Chrome (17).
Métal Color France (06).
Métallogravure Dauphinoise (38).
MIM (57).
Mitjavila (65).
Modertech Industries (42).
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Octam (69).
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Perrien Industrie Montreuil (93).
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Prébet & Fils (42).
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