Structure and chemical composition of anodic oxide layers obtained on aluminium alloys

• Autorzy: Skoneczny W.

Warianty tytułu

PL

Struktura i skład chemiczny anodowych warstw tlenkowych otrzymywanych na stopach Al

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The bases for shaping the properties of aluminium alloys' upper layer by electrolytic method are presented in the paper. The structure of the oxide layer of aluminium and its alloys obtained by means of hard anodic coating has been determined. The structure of Al2O3 layers is the basic factor deciding about its functional properties. The structure of oxide layers depends, to a large degree, on the type and concentration of electrolyte as well as on the conditions in which the hard anodizing process is conducted. The anodic density of current applied during the electrolytic process has a significant influence on the structure of anodic oxide coatings. It influences the process speed, which is strictly correlated with the growth and size of crystals in the coating. Also, the temperature of electrolyte, with other parameters of the electrolytic process being constant, affects the formation of coatings of a different grain size, which results from changes in the conditions of secondary oxide dissolution. An analysis of the chemical composition of an oxide layer obtained on the AlMg2 aluminium alloy in a three-component electrolyte SAS, on a transverse microsection, in the middle of its thickness (Fig. 4) has shown that the obtained layer contains: 54.47% Al. and 45.53% of oxygen. According to stechiometric calculations of Al2O3 (oxide layer), its chemical composition should include: 52.92% Al. and 47.08% of oxygen. As results from the investigations carried out, the oxide layers obtained on aluminium alloys have fibrous structures and a developed surface morphology. The obtained oxide layers have a columnar (fibrous) structure oriented under the influence of electric field.

PL

W pracy przedstawiono podstawy kształtowania właściwości warstwy wierzchniej stopów aluminium metodą elektrolityczną. Określono strukturę warstwy tlenkowej aluminium i jego stopów otrzymanej metodą anodowania twardego. Struktura warstw Al2O3 jest podstawowym czynnikiem decydującym o jej właściwościach użytkowych. Struktura warstw tlenkowych w dużym stopniu zależy od rodzaju i stężenia elektrolitu oraz od warunków prowadzenia procesu anodowania twardego. Duży wpływ na strukturę anodowych powłok tlenkowych ma gęstość anodowa prądu, jaka jest stosowana w trakcie procesu elektrolitycznego. Wpływa ona na szybkość procesu, co jest ściśle współzależne ze wzrostem i rozmiarami kryształów w powłoce. Również temperatura elektrolitu, przy stałych pozostałych warunkach procesu elektrolitycznego, wpływa na powstawanie powłok o różnej ziarnistości, co wynika ze zmian warunków rozpuszczania wtórnego tlenku. Dokonana analiza składu chemicznego warstwy tlenkowej otrzymanej na stopie aluminium AlMg2 w elektrolicie trójskładnikowym SAS, na zgładzie poprzecznym w środkowej części według grubości (rysunek 4) wykazała, że uzyskana warstwa zawiera: 54,47% Al oraz 45,53% tlenu. Według obliczeń stechiometrycznych Al2O3 (warstwa tlenkowa) skład chemiczny warstwy powinien zawierać: 52,92% Al oraz 47,08% tlenu. Z przeprowadzonych badań wynika, że otrzymywane warstwy tlenkowe na stopach aluminium posiadają struktury włókniste oraz rozwiniętą morfologię powierzchni. Otrzymywane warstwy tlenkowe posiadają strukturę kolumnową (włóknistą), zorientowaną wskutek wpływu pola elektrycznego.

Słowa kluczowe

EN

surface layer; structure of Al2O3; scanning electron microscopy (SEM); chemical composition

PL

warstwa wierzchnia; struktura Al2O3; mikroskopia skaningowa (SEM); skład chemiczny

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 3
• Strony: 175--184
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys.

Twórcy

autor

Skoneczny W.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Zakład Technologii Warstw Powierzchniowych, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec, Poland,

Bibliografia

• 1. Skoneczny W.: Kształtowanie właściwości warstw wierzchnich aluminium i jego stopów metodą anodowania twardego. Monografia, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej Filii w Bielsku-Białej, Bielsko-Biała 2001.
• 2. Koszkul J., Nitkiewicz Z., Skoneczny W.: Skład i struktura warstw tlenkowych otrzymanych na aluminium w elektrolicie SAS. Postępy Technologii Maszyn i Urządzeń. Z. 3, PAN, Warszawa 1998.
• 3. Skoneczny W.: Model of structure of A12O3 layer obtained with a hard anodising method. Surface Engineering, Vol. 17, No 5, 2001.
• 4. Skoneczny W.: Oxide layers obtained using the electrolytic method on AlMg2 aluminum alloy. Inżynieria Chemiczna i Procesowa. Z. 3, PAN, Wrocław 1999.