Risk management (continued)
CREDIT RISKS
A lo largo de los años, los fundamentos del proceso de anodizado han sido discutidos en diversas investigaciones. Fedotiev y Grililjes [10] han realizado una recopilación de algunas de estas teorías donde se discuten diferentes perspectivas referentes al fenómeno ocurrido durante el proceso.
Principalmente se destaca la formación de una película delgada de óxido que permite al metal protegerse mediante la formación de una capa barrera. Güntherschulze y Bets [11], consideran la película de óxido como una densa y no porosa capa con iones de aluminio y oxígeno ocupando los extremos de la red cristalina. Al aplicar un potencial anódico sobre el metal, el oxígeno se dirige hacia la superficie del metal oxidándolo. Por su parte los iones de aluminio se mueven en la dirección contraria, hacia la superficie de la película, donde se oxidan por el oxígeno desprendido durante el proceso electrolítico. De acuerdo a este postulado, el crecimiento de la capa de óxido se produce por ambas caras de la película.
Rummel [12] discute aspectos comunes a la formación de una capa delgada (tipo barrera) y una gruesa (porosa) sobre la película anterior. La última se inicia con la formación de una delgada película sobre la superficie anódica. Bajo la acción del
electrolito, esta película se hidrata, adquiriendo una
estructura porosa capaz de permitir el paso de la corriente eléctrica asegurando el crecimiento de la capa de óxido. Al utilizar ácido oxálico como electrolito la película sobre el
Proceso electroquímico de oxidación anódica de aluminio
79
metal comprende una muy fina capa de óxido, en la que la caída de tensión puede alcanzar los 60 V, y otra gruesa y porosa formada por encima de la anterior con una resistencia eléctrica proporcional a su espesor. Por su parte, el crecimiento de la capa de óxido se produce desde el interior de la capa (y no del exterior) adjunta al metal. Al teñir muestras oxidadas con alizarina y luego someterlas nuevamente a un proceso de anodizado se observó que la capa de óxido teñida permanecía en la superficie de la muestra y una nueva capa de óxido era formada por debajo de la primera durante la segunda oxidación.
Fischer [13] postula que la oxidación de aluminio utilizando como electrolito ácido oxálico y sulfúrico, se inicia con la disolución del óxido natural del aluminio y el paso del aluminio hacia el electrolito. Cuando la densidad de corriente es lo suficientemente elevada, la capa de electrolito junto al ánodo se satura con los iones del metal formando una delgada película de sales de aluminio sobre la superficie metálica. Esta película aumenta la caída de tensión, debido a la resistencia que ésta ofrece al paso de la corriente, alcanzando rápidamente el potencial de ánodo del oxígeno en relación al electrolito. De este modo se inicia el desprendimiento de oxígeno que se elimina en forma gaseosa sin permanecer sobre la superficie originándose así la primera película de óxido no poroso. Un mayor aumento en el potencial genera que la película se rompa generando una considerable cantidad de calor. Como consecuencia de este proceso, se generan roturas discontinuas en la capa de óxido que recubre el metal. Simultáneamente aumenta la acidez de la capa
Proceso electroquímico de oxidación anódica de aluminio
80
electrolítica adjunta al ánodo y se diluye. Luego el electrolito ácido junto al oxígeno desprendido actúan sobre el metal base a través de las roturas y de los primeros poros generando así las condiciones para repetir el mismo proceso de disolución del metal, saturación de la capa anódica con sales de aluminio, formación de una fina película de recubrimiento y la aparición de poros por rotura eléctrica de la capa superficial de óxido adjunta al aluminio. Se repite el proceso una y otra vez, y el contorno oxidado va profundizando en el aluminio. La diferencia en el mecanismo de formación entre una capa delgada y una gruesa capa de óxido es que la primera se forma con electrolitos menos activos en los que la capa anódica (de electrolito) se satura rápidamente de sales. El film formado inicialmente sobre el metal no se disuelve en el electrolito y la corriente que deja pasar no es capaz de romperlo. En el caso de la formación de capas gruesas, la mayor parte de la corriente pasa a través de los poros, debido a que el óxido tiene una elevada resistencia por sí mismo. El calor generado por el paso de la corriente dentro de los poros facilita la disolución del óxido y aumenta la porosidad. La capa de electrolito saturada con las sales de aluminio se forma en la base de los poros, con lo cual se producen dos procesos en forma simultánea, la disolución de óxido de la capa ya oxidada y la formación de óxido en la base de los poros en contacto con el metal.
Por otro lado, Samartsev [14] afirma que después de la disolución del aluminio en el electrolito, se forma por hidrólisis un precipitado de óxido de aluminio hidratado sobre
Proceso electroquímico de oxidación anódica de aluminio
81
la superficie del metal en forma de película continua. Esta película es deshidratada por la acción de la corriente eléctrica para formar una estructura porosa. Luego, al pasar la corriente por los poros, se desprende calor que contribuye a la deshidratación del óxido de aluminio hidratado.