Comparaison de la résistance à la corrosion de l’aluminium anodisé et colmaté à basse température ou à l’eau bouillante
Question
L’augmentation de la durabilité de l’aluminium anodisé est-elle possible autrement que par un colmatage classique à l’eau bouillante ?
Expertise
Materia Nova possède une expertise dans le développement de revêtements minces obtenus par voie liquide (sol-gel) ainsi que dans l’utilisation de techniques électrochimiques pour évaluer la résistance à la corrosion des couches anodiques.
L’anodisation est un traitement de surface couramment appliqué sur l’aluminium, le titane,… Lorsque les conditions d'utilisation du matériau exigent une bonne résistance chimique et /ou à la corrosion, il est nécessaire de colmater les pores. Souvent, le colmatage des pores se fait par immersion dans l’eau bouillante (étape énergivore). Afin de réduire la consommation énergétique, Materia Nova a développé différents sol-gel réticulables à basse température pour le colmatage de l’aluminium anodisé en milieu sulfurique. Une solution sol-gel réticulable sous UV a ainsi pu être développée et ses performances en termes de résistance à la corrosion sont comparées avec celles obtenues avec un colmatage classique à l’eau bouillante.
Le procédé sol-gel consiste en l'hydrolyse et la condensation d’un sol composé de précurseurs d'alcoxydes de silicium et d’un solvent (eau, éthanol,…). L’application du sol peut être réalisée de différentes façons : spray, dip-coating, enduction, ... Après réticulation, des films minces, denses et chimiquement inertes peuvent être obtenus.
La spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS) a été utilisée pour évaluer la résistance à la corrosion de l’aluminium 1050 anodisé et colmaté à l’eau bouillante ou par un sol-gel réticulable sous UV.
La technique EIS, rapide et non destructive, permet d’obtenir des informations concernant les propriétés barrières initiales des couches et de réaliser un suivi au cours du temps sur le même échantillon. En pratique, le métal est mis en contact avec une solution corrosive (NaCl 0.5M). Un potentiostat permet de surimposer au potentiel de corrosion mesuré une faible tension (20mV) de fréquence variable et de mesurer la réponse en courant du système. Le principe de ces mesures est détaillé dans le cas d’étude « Evaluation de la résistance à la corrosion de l’aluminium anodisé et colmaté »
La valeur du module de l’impédance à basse fréquence permet d’évaluer la résistance à la corrosion d’un système : plus celui-ci est élevé, plus la résistance à la corrosion est élevée. On peut également différencier les contributions respectives des couches barrière et poreuse. Dans le cas du colmatage classique, la résistance globale du système est de l’ordre de 107 Ohms.cm² et passe à 108 Ohms.cm² pour le colmatage sol-gel, soit une valeur 10 fois plus importante. En outre, la contribution de la couche poreuse passe de105 Ohms.cm² pour un colmatage classique à 107 Ohms.cm² pour un système colmaté par le sol-gel, soit une amélioration d’un facteur 100. On voit également que les courbes évoluent peu en fonction du temps de contact avec la solution corrosive, la protection est maintenue jusqu’à 21 jours.
Solution
Materia Nova a développé et appliqué sur l’aluminium anodisé une formulation sol-gel hybride réticulable sous UV. Les résultats montrent que la résistance à la corrosion de l’aluminium anodisé et colmaté avec le sol-gel est plus importante que celle obtenue par un colmatage à l’eau bouillante. L’augmentation de la contribution de la couche poreuse à la résistance globale du système explique la meilleure résistance à la corrosion de la couche anodique imprégnée avec le sol-gel par rapport à celle colmatée à l’eau bouillante.