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 ;
-
isolation thermique ;
-
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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Mécanisme de formation des couches anodiques1. Surface de l'aluminium et de ses alliages
1.1 Notion d'oxyde naturel
L'aluminium, au contact de l'atmosphère, se recouvre instantanément d'une couche d'oxyde mince, dont la partie externe est plus ou moins hydratée, suivant les conditions de température et d'humidité relative lors de sa formation. Cette couche, atteignant généralement 2 à 4 nm, joue un rôle important dans le bon comportement du métal vis-à-vis de la tenue à la corrosion, du fait de son renouvellement spontané.
Il convient toutefois de nuancer cette vision « idéale » de la protection du métal par son oxyde car, dans la réalité industrielle, de nombreux facteurs vont modifier la structure d'extrême surface de l'aluminium.
Dans la grande majorité des cas, on fait appel à des alliages d'aluminium, dans lesquels sont introduits des éléments d'addition. On retrouvera ces derniers dans la couche d'oxyde naturelle, à des concentrations parfois très différentes de celles à cœur du métal [1].
D'une manière générale, certains éléments, tels le magnésium, vont avoir tendance à renforcer le caractère protecteur de la couche, alors que d'autres, par exemple le cuivre, vont dégrader cette propriété [2].
HAUT DE PAGE1.2 Surface issue de la transformation du métal
L'aluminium utilisé industriellement est issu de procédés de transformations divers (filage, laminage, usinage, tréfilage, emboutissage...) laissant en surface des résidus, tels que les lubrifiants, qui vont parfois réagir chimiquement avec le métal.
Par ailleurs, l'aluminium peut subir un certain nombre de traitements thermiques qui, outre le renforcement de l'oxyde naturel, vont entraîner la ségrégation de certains éléments vers la surface du métal. C'est en particulier le cas du magnésium ([3]...
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Surface de l'aluminium et de ses alliages
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).
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Finimétaux-Tegma (87).
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