The simulation of the temperature effects on the microhardness of anodic alumina oxide layers

Simulación de los efectos de la temperatura en la microdureza de las capas de óxido de alúmina anódica

Con el fin de mejorar las propiedades mecánicas de la capa depositada por oxidación anódica de aluminio sobre el material EN AW-1050 H24, en la contribución se investigó la microdureza de la capa depositada en función de los factores físico-químicos que afectan en el proceso de oxidación anódica a la densidad de corriente anódica constante J = 3 A.dm^-2 en electrolito formado por ácido sulfúrico y ácido oxálico, con énfasis en la influencia de la temperatura del electrolito en el rango - 1,78 °C a 45,78 °C. El modelo de la dependencia estudiada se elaboró basándose en el análisis matemático y estadístico de la matriz de los datos experimentales obtenidos del plan de rotación compuesto del experimento con cinco factores variables independientes (cantidad de ácido sulfúrico en el electrolito, la cantidad de ácido oxálico en el electrolito, electrolito, tiempo de anodización y voltaje aplicado).

INTRODUCCIÓN

Las propiedades superficiales de las películas de óxido de alúmina anódica (AAO) hacen que los productos de aluminio anodizado sean adecuados para una amplia gama de aplicaciones, no sólo en los campos habituales de la maquinaria, el transporte y la construcción, sino también para su uso potencial en el área del almacenamiento magnético [1], las células solares fotovoltaicas [2], los filtros [3], los sensores químicos [4], la fotónica [5] y los nanocables metálicos [6, 7].

En muchas de estas aplicaciones, las propiedades mecánicas, como la microdureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión, desempeñan un papel fundamental.

Dependiendo de las condiciones de anodizado consideradas, estas propiedades pueden variar en gran medida, por lo que la investigación de las condiciones del proceso que influyen en los factores químicos, físicos y tecnológicos de las capas de AAO resultantes ha recibido una gran atención. La información básica al respecto está disponible en la literatura [8 - 10].

La mayoría de los estudios experimentales en el campo de la microdureza se han realizado en condiciones de anodizado duro, que comprenden el uso de bajas temperaturas del electrolito y a menudo una composición química especial de los electrolitos, con el objetivo principal de conseguir capas de óxido anódico con altos valores de microdureza [11]. Según Scott [12], que consideró el anodizado en un electrolito de ácido sulfúrico a una densidad de corriente aplicada constante de 4 A.dm-2 con la temperatura del electrolito variada en el intervalo de -5 °C a +15 °C, la microdureza y la resistencia a la abrasión relacionadas con ella sólo se ven influidas en pequeña medida en tales condiciones de anodizado.