Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN ISO 2106 d'avril 2011 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 2106 (A91-480) : Anodisation de l'aluminium et de ses alliages - Détermination de la masse surfacique (masse par unité de superficie) des couches d'oxydation anodique - Méthode gravimétrique (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2001 (Février 2020).
RÉSUMÉ
Les alliages d’aluminium sont 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, l'isolation thermique ou électrique. Ils sont utilisés pour des applications allant du transport au bâtiment, en passant parles loisirs, la décoration, les pièces mécaniques ou culinaires. Cet article traite de ces procédés d’anodisation, leurs aspects fondamentaux et leur mise en œuvre industrielle. Les pré et post-traitements sont présentés, ainsi que les propriétés des couches anodiques.
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Aluminium alloys are widely used for their specific characteristics: light-weight, good corrosion resistance, thermal or electrical conductivity, etc. The anodizing treatments add several characteristics to the material such as corrosion resistance, hardness, thermal or electrical insulation, etc. They are used applications from transportation to the building sector and including leisure activities, decoration, mechanical or culinary parts. This article deals with these anodizing processes, their fundamentals mechanisms and their industrial implementation. Surface pre and post-treatments are presented as well as the properties of the anodic layers.
Auteur(s)
-
Jean-Sylvestre SAFRANY : Ingénieur R&D, traitements de surface - Constellium C-TEC, Voreppe, France
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 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 ;
-
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, l’industrie électronique, les pièces mécaniques, les articles culinaires…
Cet article présente différents procédés d’anodisation, leurs aspects fondamentaux, mais également, pour les plus courants, leurs mises en œuvre industrielles. La gamme d’anodisation doit être considérée dans sa globalité, raison pour laquelle on abordera également les traitements préliminaires et consécutifs à l’oxydation anodique.
Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire des termes employés.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
surface | aluminium | anodizing | oxide
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1990 par Jacques LEFEBVRE
- Version archivée 2 de mars 2001 par Jean Sylvestre SAFRANY
- Version archivée 3 de déc. 2008 par Jean Sylvestre SAFRANY
DOI (Digital Object Identifier)
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Accueil > Ressources documentaires > Matériaux > Corrosion Vieillissement > Méthodes de prévention et lutte contre la corrosion > Anodisation de l'aluminium et de ses alliages > Mécanisme de formation des couches anodiques
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Principaux procédés et leurs applications
En anglais
2. 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 2). 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 ...
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Mécanisme de formation des couches anodiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SMELTZER (W.W) - Principles applicable to the oxidation 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) - PARTRIDGE (P.G.) - Oxidation of aluminium-lithium alloys in the solid and liquid states. - International Materials Reviews, Vol. 35, issue 1, p. 37-58 (1990).
-
(6) - WOOD (G.C.), SKELDON (P.), THOMPSON (G.E.), SHIMIZU (K.) - A model for...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Anodisation de l'aluminium et de ses alliages – Détermination de la masse par unité de surface (masse surfacique) des couches anodiques – Méthode gravimétrique. - • NF EN ISO 2106 - Avril 2011
-
Anodisation de l'aluminium et de ses alliages – Détermination de l'épaisseur des couches anodiques – Méthode non destructive par microscope à coupe optique. - • NF EN ISO 2128 - Octobre 2010
-
Revêtements non conducteurs sur métal de base non magnétique – Mesurage de l'épaisseur – Méthode des courants de Foucault. Indice de classement. - • NF EN ISO 2360 - Octobre 2017
-
Anodisation de l'aluminium et de ses alliages. Contrôle de la continuité des couches anodiques minces. Essai au sulfate de cuivre. - • NF EN ISO 2085 - Septembre 2018
-
Anodisation de l'aluminium et de ses alliages. Détermination de la masse par unité de surface (masse surfacique) des couches anodiques. Méthode gravimétrique. Constitué par :ISO 2106 :2011. - • NF EN ISO 2106 - Avril 2011
-
Anodisation de l'aluminium et de ses alliages....
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
(Cette liste n'est pas exhaustive)
Amet anodisation (70).
AB decometal (77).
Aloxan (67).
Aluminium Ferri (51).
http://www.aluminium-ferri.com
Aluminium France Extrusion ST FLO (89)
http://societe.com/etablissement/aluminium-france-extrusion
Anodalu (74).
Anodel (02).
http://europages.fr/ANODEL/FRA016378-00101.html
Anolaq Ets Chalumeau (37).
Anomax (74).
Anoxyd (25).
Aptar (74).
ATEM Courage (27).
Bonnans (13).
Brest Surfaces Technologie (29).
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