Analysis of physical factors on chosen properties of anodic alumina oxide (AAO) layers and environment

Análisis de los factores físicos sobre las propiedades elegidas de las capas de óxido de alúmina anódica (AAO) y el medio ambiente

En la contribución se evalúa el impacto de los factores físicos del proceso de anodizado, a saber, la temperatura del electrolito, el tiempo de anodizado y el voltaje, en el cambio de los valores de microdureza Vickers y el espesor de la capa formada de materiales experimentales Al99∙5. Al aumentar la temperatura del electrolito, los valores de microdureza de la capa y el espesor de la capa aumentan, a saber, alrededor del 0,78% al aumentar la temperatura del electrolito en 1 °C. Alargando el tiempo de anodizado aumenta el valor del espesor de la capa, pero sólo hasta el valor del tiempo crítico de deposición, cuando la disolución química de la capa empieza a ser más prominente. Al aumentar el voltaje, los valores del espesor de la capa y la microdureza aumentan en el intervalo de los valores experimentales utilizados.

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 industria de la construcción, sino también para el uso potencial en el área del almacenamiento magnético, las células solares fotovoltaicas, los filtros [1,2], los sensores químicos [3], la fotónica [4] y los nanocables metálicos [5, 6].

En muchas de estas aplicaciones, desempeñan un papel fundamental las propiedades mecánicas, como la microdureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión, que es muy importante en el medio ambiente.

Dependiendo de las condiciones de anodizado consideradas, estas propiedades pueden variar en gran medida; por lo tanto, la investigación de la influencia de las condiciones de proceso de los factores químicos, físicos y tecnológicos en las capas de AAO resultantes ha recibido una amplia atención. La información básica relativa a este asunto está disponible en la bibliografía [7 - 9]. 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 [10].

En la bibliografía se pueden encontrar los resultados para las distintas aleaciones que se muestran en la Tabla 1.

Los resultados de esta tabla muestran que, además de los factores físicos y químicos que intervienen en el proceso de oxidación de anodizado en el valor final de las propiedades tecnológicas de la capa, la mayoría de todos microdureza afecta en el tipo y cantidad de elementos aleados en la aleación, y las propiedades electroquímicas y tipos de matriz de aluminio y aleaciones.