EFFECTS OF CARBOXYLIC ACID ADDITIVE ON HARD ANODIZING OF AL7075 ALUMINUM ALLOY

Abstract

The effect of adding organic acid on the hard-anodizing coating on AA7075 aluminum alloy was investigated. Five different acid mixtures as electrolytes (Sulfuric acid (SA) + Acetic acid (AA), Sulfuric acid (SA) + Pyruvic acid (PA), Sulfuric acid (SA) + Malonic acid (MA), Sulfuric acid (SA) + Tartaric acid (TA), Sulfuric acid (SA) + Citric acid (CA)) were used as electrolysis bath. Scanning electron microscopy (SEM) analysis, EDS and elementary distribution analyzes were performed on the material surfaces after anodic oxidation, and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analyzes were performed to determine the functional groups and molecular structures formed on the surfaces. As a result of the application, the highest coating thickness value was measured as 129.5 µm for tartaric acid. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis generally shows that amorphous alumina contains Al-O bonds, Al-O-Al bonds and Al-OH bonds. The highest hardness value of 420 HV was obtained as a result of anodic oxidation by adding tartaric acid into a sulfuric acid bath

Keywords

• Hard Anodizing
• Carboxylic Acid
• Al7075
• Vickers Microhardness

Project Number

FBA-2021-8792

KARBOKSİLİK ASİT KATKISININ AL7075 ALÜMİNYUM ALAŞIMININ SERT ELOKSALLANMASINA ETKİLERİ

Abstract

Al7075 alüminyum alaşımının sert eloksal kaplamasına organik asit ilavesinin etkisi araştırılmıştır. Elektrolit olarak beş farklı asit karışımı (Sülfürik asit (SA) + Asetik asit (AA), Sülfürik asit (SA) + Pirüvik asit (PA), Sülfürik asit (SA) + Malonik asit (MA), Sülfürik asit (SA) + Tartarik asit (TA), Sülfürik asit (SA) + Sitrik asit (CA)) elektroliz banyosu olarak kullanıldı. Malzeme yüzeylerinde anodik oksidasyon sonrası taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizi, EDS ve elementer dağılım analizleri, yüzeylerde oluşan fonksiyonel grupların ve moleküler yapıların belirlenmesi amacıyla Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopi (FTIR) analizleri yapıldı. Uygulama sonucunda en yüksek kaplama kalınlığı değeri tartarik asit için 129,5 µm olarak ölçülmüştür. Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) analizi genel olarak amorf alüminanın Al-O bağları, Al-O-Al bağları ve Al-OH bağları içerdiğini göstermiştir. En yüksek sertlik değeri 420 HV ile Sülfürik asit (SA) + Tartarik asit (TA) elektroliz banyosu ile elde edilmiştir.

Keywords

• Sert Eloksal Kaplama
• Karboksilik Asit
• Al7075
• Vickers Mikrosertlik

Supporting Institution

Atatürk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Araştırma Birimi

Project Number

FBA-2021-8792

References

1. Akyıldız, U., Poyrazoglu, O., Demirel, M.Y., 2023. The effect of Anodic Coating on Fatigue Performance of AA7050-T7451 Alloy. Journal of Polytechnic 26(1), 191-198.
2. Anjos, O., Campos, M. G., Ruiz, P.C., Antunes, P., 2015. Application of FTIR-ATR spectroscopy to the quantification of sugar in honey. Food Chem.,169, 218–223, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.138
3. Cabral-Miramontes, J., Facundo A. C., Francisco E. L., María L. B., Javier O. C., Luis Daimir L. L., Ivan C. R., Miguel Ángel E.A., Patricia Z.R., and Citlalli G.T., 2021. Citric Acid as an Alternative to Sulfuric Acid for the Hard-Anodizing of AA6061. Metals, 11: 1838, https://doi.org/10.3390/met11111838
4. Gok, S., Severcan, M., Goormaghtigh, E., Kandemir, I., Severcan, F., 2015. Differentiation of Anatolian honey samples from different botanical origins by ATR-FTIR spectroscopy using multivariate analysis. Food Chem. 2015, 170, 234–240, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.08.040
5. Goksahin, E., 2007. Sert eloksal ile kaplanmış 6XXX serisi aluminyum alaşımlarının aşınma davranışının incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
6. Jagmınas, A., Kuzmarskyte, J., Malferrarı, L., Cuffıanı, M., 2007. A New Route of Alumina Template Modification into Dense-Packed Fibrilous Material. Materials Letters, 61 (14-15), 2896-2899, https://doi.org/10.1016/j.matlet.2006.10.013
7. Keller, F., Hunter, M. S., Robinson, D. L., 1953. Structural features of oxide coatings on aluminum. J. Electrochem. Soc. 100, 411–419, https://doi.org/10.1149/1.2781142.
8. Kikuchi, T., Yamamoto, T., Suzuki, R.O., 2013. Growth behavior of anodic porous alumina formed in malic acid solution. Appl. Surf. Sci. 284, 907–913, https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.08.044.

9. Kocer, S. S., 2019. Alümina esaslı hammadde ve atıklardan alümina esaslı aerojel tozu üretimi ve karakterizasyonu. Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya Üniversitesi
10. Kushwaha, M. K, 2014. A Comparative Study of Different Electrolytes for Obtaining Thick and Well-Ordered Nano-Porous Anodic Aluminum Oxide (AAO) Films. Procedia Materials Science, 5, 1266 – 1273, https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.07.438
11. Lee, W., Nielsch, K., Gosele, U., 2007. Self-ordering behavior of nanoporous anodic aluminum oxide (AAO) in malonic acid anodization. Nanotechnology 18, https://doi.org/10.1088/0957-4484/18/47/475713.
12. Machado, T. V., Dick, P. A., Knörnschild, G. H., Dick, L. F. P., 2020. The Effect of Different Carboxylic Acids on The Sulfuric Acid Anodizing of AA2024. Surface and Coatings Technology, 383, https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.125283
13. Mansfeld, F., Chen, C., Breslin, C.B., and Dull, D., 1998. Sealing of anodized aluminum alloys with rare earth metal salt solutions. Journal of the Electrochemical Society, 145: 2792.
14. Ono, S., Saito, M., Ishiguro, M., Asoh, H., 2004. Controlling factor of self-ordering of anodic porous alumina. J. Electrochem. Soc. 151, 473–478, https://dx.doi.org/10.1149/1.1767838
15. Ono,S., Masuko,N., 2003. Evuluation Of Pore Diameter Of Anodic Porous Films Formed On Aluminium, Surf. & Coat. Tech., 169-170, 139-142
16. Se, K. W., Ghoshal, S. K., Wahab, R. A., Ibrahim, R.K.I., Lani, M.N., 2018. A simple approach for rapid detection and quantification of adulterants in stingless bees (Heterotrigona itama) honey. Food Res. Int.,105, 453–460, https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.11.012
17. Surganov, V. F., Gorokh, G. G., 1993. Anodic oxide cellular structure formation on aluminum films in tartaric acid electrolyte, Mater. Lett. 17,121–124, https://doi.org/10.1016/0167-577X(93)90069-A.
18. Yaniv, A. E., Fin, N., Dodiuk, H., and Klein, I. E., 1985. Oxide treatments of Al1100 for adhesive bonding surface characterization. Applications of surface science, 20: 538-48, https://doi.org/10.1016/0378-5963(85)90173-4
19. Yavuz, S., 2018. Silah Gövde Malzemesi AA7075-T6 Alaşımının Anodik Oksidasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.