¿Qué son los Recubrimientos de Óxido de Aluminio?
Los recubrimientos de óxido de aluminio son un tipo de tratamiento superficial que forma artificialmente una película de óxido en la superficie del aluminio.
El aluminio se oxida fácilmente al combinarse con el oxígeno del aire, y se forma una película de óxido muy fina en su superficie cuando se expone al aire.
Esta película formada de forma natural ofrece protección y se considera relativamente resistente a la corrosión.
Además, el aluminio es ligero y muy manejable, y se utiliza en todo tipo de productos, incluidos los electrodomésticos.
Sin embargo, su alta trabajabilidad también significa que su superficie se raya fácilmente con la flexión y la fricción.
Además, la película de óxido que se forma naturalmente en la superficie del aluminio es muy fina. Dependiendo del entorno de funcionamiento, la película de óxido puede corroerse por reacciones químicas o dañarse por flexión o fricción, como se ha mencionado anteriormente, y la corrosión puede progresar significativamente desde la zona dañada.
Por lo tanto, los recubrimientos de oxido de aluminio se utilizan para formar artificialmente una película de óxido para proteger la superficie de aluminio haciendo pasar una corriente eléctrica a través del aluminio en una solución electrolítica para promover la oxidación.
Se espera que la formación de esta película de óxido mejore la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste, el aislamiento y la resistencia.
Los recubrimientos de óxido de aluminio se utilizan en una amplia gama de productos, como teteras, fajas y teléfonos inteligentes de uso cotidiano, y componentes ópticos, automóviles, aeronaves, semiconductores y equipos médicos para aplicaciones industriales.
Principios de los Recubrimientos de Óxido de Aluminio
Recubrimientos de óxido de aluminio forma una película de óxido por electrólisis de aluminio en un electrolito de ácido sulfúrico en el ánodo.
Un ánodo y un cátodo se colocan en el electrolito, y cuando el producto de aluminio se coloca en el lado del ánodo y se energiza desde el electrodo, se forma una película de óxido en la superficie del producto de aluminio.
Esta película de óxido es un agregado de células prismáticas hexagonales con poros en su interior.
Los recubrimientos de óxido de aluminio se basan en este principio, pero como las propiedades varían en función del método de tratamiento, el proceso de anodizado debe adaptarse a la aplicación.
Tipos de Recubrimientos de Óxido de Aluminio
1. Recubrimientos de Óxido de Aluminio Generales
Es el recubrimientos de óxido de aluminio utilizado normalmente y puede aplicarse tanto a piezas pequeñas con estructuras complejas como a productos de gran tamaño. Este método se utiliza para mejorar la resistencia a la corrosión y la dureza.
2. Recubrimientos de Óxido de Aluminio Duro
Este método de tratamiento se utiliza para conseguir una dureza aún mayor que la de los recubrimientos de óxido de aluminio generales y se lleva a cabo en un electrolito a bajas temperaturas durante un periodo de tiempo. El espesor de la película de óxido es varias veces superior al del anodizado general y se utiliza para piezas de motores de automóviles y aviones, donde se requiere una gran durabilidad.
3.Recubrimientos de Óxido de Aluminio Brillante
Antes de aplicar recubrimientos de óxido de aluminio, se lleva a cabo un proceso de pulido químico para dar brillo a la superficie. Esto da un aspecto bonito y se utiliza para materiales decorativos y reflectantes.
4.Recubrimientos de Óxido de Aluminio de Color
Inmediatamente después de que se forme una película de óxido, la superficie se sumerge en una solución de colorante y se colorea. La coloración puede controlarse mediante la concentración de colorante, el tiempo de inmersión y el espesor de la película de óxido. Se utiliza para botellas de agua, etc., cuando se requiere ligereza y diseño.
Factores de Variación del Espesor de la Película de Aluminio Anodizado
1. Espesor de la Película de Recubrimientos de Óxido de Aluminio
El espesor de la película de óxido de aluminio anodizado formada por recubrimientos de óxido de aluminio generales, el tipo más común de anodizado, suele estar entre 5 y 25 micras y se fija teniendo en cuenta las condiciones de uso.
El grosor de la película de óxido de aluminio anodizado formada por recubrimientos de óxido de aluminio duros oscila entre 20 y 70 micras.
Los recubrimientos de óxido de aluminio duros suelen aplicarse a componentes que requieren propiedades de deslizamiento, como piezas de motores de automóviles, y se fija un espesor de película mayor que para los recubrimientos de óxido de aluminio generales a fin de proporcionar resistencia al desgaste.
2. Factores que Causan Variaciones en el Espesor de la Película
Los recubrimientos de óxido de aluminio se realizan de esta forma, pero pueden producirse variaciones en el espesor de la película de óxido anodizado, siendo uno de los factores la distribución de la corriente y el otro la distribución de la temperatura.
Variaciones causadas por la distribución de la corriente
Los recubrimientos de óxido de aluminio se realizan mediante una reacción electroquímica, por lo que una distribución eléctrica desigual provoca variaciones en el espesor de la película de óxido de recubrimientos de óxido de aluminio.
Pueden producirse variaciones en el espesor de la película entre varios productos de aluminio, dependiendo de la distancia entre el ánodo y el cátodo a la que se mantengan los productos de aluminio. Además, cuando se anodizan varios recubrimientos de óxido de aluminio a la vez, la distribución de la corriente difiere en función de la posición de los productos, lo que provoca variaciones en el espesor de la película.
Cuando se anodizan varios recubrimientos de óxido de aluminio a la vez, se cuelga aluminio ficticio cerca de los recubrimientos de óxido de Aluminio en posiciones y condiciones en las que es probable que el espesor de la película sea mayor, para liberar la corriente.
Variaciones causadas por la distribución de la temperatura
Los recubrimientos de óxido de aluminio se realizan en un electrolito, y la distribución de la temperatura del electrolito puede provocar variaciones en el espesor de la película de óxido anodizado.
Durante los recubrimientos de óxido de aluminio, la temperatura en el baño electrolítico se mantiene uniforme porque el baño se agita. Cuando la temperatura se mantiene uniforme, el electrolito puede fluir libremente y la distribución de la temperatura del electrolito es uniforme.
Sin embargo, en la zona de la capa de difusión próxima al producto de aluminio, es relativamente difícil que el electrolito se mueva y la distribución de la temperatura se vuelve no uniforme. Esto provoca variaciones en el espesor de la película de óxido de aluminio anodizado. Para contrarrestar este problema se utilizan métodos que favorecen el flujo del electrolito, como el uso de boquillas de inyección.
Desventajas de los Recubrimientos de Óxido de Aluminio
La película de óxido de aluminio anodizado formada en la superficie de aluminio por recubrimientos de óxido de aluminio tiene el inconveniente de ser inflexible y quebradiza, lo que puede provocar el agrietamiento y la descamación de la película de óxido anodizado cuando la zona anodizada se flexiona o se procesa.
También presenta una debilidad en la resistencia al calor, y existe la preocupación de que la película de óxido de aluminio anodizado normal pueda agrietarse o pelarse debido a la expansión térmica en entornos de altas temperaturas superiores a 100 °C.
Los recubrimientos de óxido de aluminio mejoran la resistencia a la corrosión y la dureza, pero son débiles en soluciones de ácidos y bases fuertes, y hay problemas de disolución en tales disolventes.
Por lo demás, el contacto húmedo con los metales aumenta el riesgo de corrosión. Por lo tanto, es necesario idear métodos de tratamiento en función del uso previsto.