O Processo eletroquímico de anodização do alumínio

1. INTRODUÇÃO

        O processo electroquímico de anodização do alumínio é um daqueles que mais contribui para a aplicação da eletrólise na atividade industrial.
        Uma escala de corrosão de materiais é apresentada na tabela 1. O alumínio apresenta um índice de corrosão 10, o que significa que se trata de um dos metais mais vulneráveis à oxidação, estando inclusive à frente do ferro, quando exposto ao ar atmosférico. [pic 1]

Tabela 1. Escala de corrosão de metais comuns.

        O óxido de alumínio, Al203, também conhecido como alumina, pode ser encontrado puro na natureza. As suas variedades de pedras preciosas mais valiosas são a safira (azul) e o rubi (púrpura). O óxido de alumínio quando hidratado com duas moléculas de água é o mineral constituinte do minério designado por bauxita, matéria-prima natural a partir do qual se obtém o alumínio que é o metal mais abundante na superfície terrestre (7,85 %).

        O alumínio quando oxidado apresenta uma grande resistência à corrosão atmosférica devido à película de óxido, Al203, que cobre o metal, logo que o mesmo é exposto ao ar atmosférico.

4AI(s)+3 02(g) → 2AI203(s)

        Entre outras características, esta película protetora apresenta uma grande aderência e elevada dureza, 7 a 8 na escala de Mohs, constituindo-se como um verdadeiro escudo protector da corrosão do metal interior.

        A espessura da película de óxido de alumínio formada naturalmente por exposição ao ar atmosférico é função do tempo de exposição da superfície do metal. Ao fim de um mês poderá ser 0,003 μm e num ano pode atingir 0,030 μm.

        Um método químico de oxidação do alumínio é o tratamento de peças de alumínio com soluções de cromatos ou dicromatos na presença de carbonatos alcalinos a quente. A camada de óxido assim formada apresenta uma espessura de 1 a 2 μm, tendo grande aderência e pouca elasticidade, servindo sobretudo como base de suporte para pintura sobre o alumínio. Esta técnica é usada para o tratamento de materiais para a indústria aeronáutica.

        O tratamento eletrolítico do alumínio por anodização tem como objetivo uma proteção uniforme e duradoura, procurando obter-se uma camada de óxido com uma maior espessura do que aquela que seria produzida naturalmente.

        As reações químicas que ocorrem durante o processo da anodização são traduzidas pelas seguintes equações: [pic 2]

        A estrutura real do Al203 na natureza é romboédrica, onde os íons do óxido estão firmemente compactados em geometria hexagonal.

        A anodização consiste num processo eletrolítico realizado em meio ácido (inerte), normalmente sulfúrico, no qual o metal a ser tratado constitui o ânodo. No processo de anodização é possível controlar a espessura da película superficial de óxido poroso, atingindo-se valores de cerca de 20 a 40 μm, podendo alcançar-se 100 ou 200 μm. Fatores como a temperatura, concentração e composição do banho eletrolítico, densidade de corrente e tempo, são variáveis estudadas para se conseguir uma boa anodização. [pic 3]