Please wait a minute...
Frontiers of Chemical Science and Engineering

ISSN 2095-0179

ISSN 2095-0187(Online)

CN 11-5981/TQ

Postal Subscription Code 80-969

2018 Impact Factor: 2.809

Front. Chem. Sci. Eng.    2017, Vol. 11 Issue (3) : 465-482    https://doi.org/10.1007/s11705-017-1641-3
REVIEW ARTICLE
Towards Cr(VI)-free anodization of aluminum alloys for aerospace adhesive bonding applications: A review
Shoshan T. Abrahami1,2, John M. M. de Kok3, Herman Terryn2,4, Johannes M. C. Mol2()
1. Materials innovation institute (M2i), 2628 XG, Delft, The Netherlands
2. Delft University of Technology, Department of Materials Science and Engineering, 2628 CD, Delft, The Netherlands
3. Fokker Aerostructures BV, 3351 LB, Papendrecht, The Netherlands
4. Department of Materials and Chemistry, Research Group Electrochemical and Surface Engineering (SURF), Vrije Universiteit Brussel, 1050 Brussels, Belgium
 Download: PDF(778 KB)   HTML
 Export: BibTeX | EndNote | Reference Manager | ProCite | RefWorks
Abstract

For more than six decades, chromic acid anodizing (CAA) has been the central process in the surface pre-treatment of aluminum for adhesively bonded aircraft structures. Unfortunately, this electrolyte contains hexavalent chromium (Cr(VI)), a compound known for its toxicity and carcinogenic properties. To comply with the new strict international regulations, the Cr(VI)-era will soon have to come to an end. Anodizing aluminum in acid electrolytes produces a self-ordered porous oxide layer. Although different acids can be used to create this type of structure, the excellent adhesion and corrosion resistance that is currently achieved by the complete Cr(VI)-based process is not easily matched. This paper provides a critical overview and appraisal of proposed alternatives to CAA, including combinations of multiple anodizing steps, pre- and post anodizing treatments. The work is presented in terms of the modifications to the oxide properties, such as morphological features (e.g., pore size, barrier layer thickness) and surface chemistry, in order to evaluate the link between fundamental principles of adhesion and bond performance.

Keywords aluminum      Cr(VI)-free      surface pre-treatments      anodizing      adhesive bonding     
Corresponding Author(s): Johannes M. C. Mol   
Just Accepted Date: 07 April 2017   Online First Date: 16 May 2017    Issue Date: 23 August 2017
 Cite this article:   
Shoshan T. Abrahami,John M. M. de Kok,Herman Terryn, et al. Towards Cr(VI)-free anodization of aluminum alloys for aerospace adhesive bonding applications: A review[J]. Front. Chem. Sci. Eng., 2017, 11(3): 465-482.
 URL:  
https://academic.hep.com.cn/fcse/EN/10.1007/s11705-017-1641-3
https://academic.hep.com.cn/fcse/EN/Y2017/V11/I3/465
Fig.1  The production of metal-to-metal bonding at Fokker Aerostructures: (a) surface pre-treatment (panels hanging above the anodizing bath), (b) parts drying on the rack after pre-treatment, (c) primer application, (d) adhesive application, (e) a bonded part
Fig.2  Schematic illustration of the possible failure modes in structural adhesive joint: (A) cohesive fracture of the adhesive film, (B) interfacial disbonding between adhesive and primer, (C) cohesive fracture of primer layer, (D) interfacial disbonding between primer and anodic coating, (E) fracture within anodic oxide coating and (F) corrosion of aluminum substrate at metal/oxide interface and (G) failure of the metal substrate
Fig.3  Schematic illustration of the modified composition of the aluminum alloy surface present after metallurgical processing [22]
Fig.4  Schematic representations of the process steps and the modifications that take place during the complete Cr-based pre-treatment that is currently applied in the European aerospace industry
Fig.5  Schematic representation of the aluminum/electrolyte interface, showing the ionic processes involved in oxide growth during anodizing [30]
Fig.6  An idealized illustration of the anodic oxide structure formed on clad alloys following the 40/50 V CAA process [33]
Fig.7  Cross section of the anodic oxide produced on 2024-T3 clad by (a) TSA+PSA process1) and (b) PSA dynamic anodizing, with voltage decrease from 18 V to 9 V [59]
Fig.8  Cross section of AA2024-T3 clad after EPAD and SAA [62]
Parameter H 3PO4 H 2SO4
Acid concentration /wt-% 10 15
Temperature /°C 50 80
Time /min 12 30
Current /(A·dm?2) 4 10
Tab.1  Anodizing parameters [63]
Fig.9  High-resolution SEM micrograph after boiling water treatment on AA2024-T3 clad for (a) 30 s, (b) 60 min and (c) 240 min. Edited from [72]
Electrolyte H 2CrO4 H 3PO4 H 2C2O4 H 2SO4
Anion concentration (at-%) 0.1 – 0.3 6 – 8 2 – 3 10 – 13
Tab.2  Percentage of incorporated anions in the porous oxide layer [76]
Fig.10  Schematic representations of the sectional and plan views of, respectively: (a) the duplex and (b) triplex structures of porous alumina cell walls formed in sulfuric and phosphoric acids, respectively [76]
Fig.11  Schematic representation of an ideally hexagonal columnar cell of a porous anodic alumina film [86]
Fig.12  SEM of the oxide layer depending on the bath temperature and the dwell time- surface views (anodizing potential E= 50 VSCE) [92]. Longer time and higher temperatures lead to their collapse and the formation of a ‘bird’s nest’
Fig.13  CAA 40/50 V processed, 2024-T3 bare: (a) plan view and (b) cross-section; 2024-T3 clad: (c) plan view and (d) cross-section. Reprinted from [62]. Copyright (2016), with permission from Elsevier
1 Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Toxicological Profile for Chromium, U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, 2012
2 Sueker J K. 5-Chromium A2-Morrison, Robert D. In: Murphy B L, ed. Environmental Forensics. Burlington: Academic Press, 1964, 81–95
3 Royle H. Toxicity of chromic acid in the chromium plating industry (1). Environmental Research, 1975, 10(1): 39–53
https://doi.org/10.1016/0013-9351(75)90072-9
4 Murray R. Health of workers in chromate producing industry. British Journal of Industrial Medicine, 1957, 14(2): 140–141
5 Alexander B H ,  Checkoway H ,  Wechsler L ,  Heyer N J ,  Muhm J M ,  O’Keeffe T P . Lung cancer in chromate-exposed aerospace workers. Journal of Occupational and Environmental Medicine, 1996, 38(12): 1253–1258
https://doi.org/10.1097/00043764-199612000-00011
6 Vallero D. Chapter 11: Cancer and Air Pollutants. Fundamentals of Air Pollution (Fifth Edition). Boston: Academic Press, 2014, 271–311
7 Occupational Safety and Health Administration (OSHA) 1910: Toxic and Hazardous Substances Occupational Exposure to Hexavalent Chromium, 2006
8 Ebnesajjad S. Introduction and Adhesion Theories. In: Ebnesajjad S, ed. Handbook of Adhesives and Surface Preparation. Oxford: William Andrew Publishing, 2011, 3–13
9 Brockmann W, Geiß  P L, Klingen  J, Schröder B. Adhesive Bonding. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2009: 1–28
10 Marshall S J, Bayne  S C, Baier  R, Tomsia A P ,  Marshall G W . A review of adhesion science. Dental Materials, 2010, 26(2): e11–e16
https://doi.org/10.1016/j.dental.2009.11.157
11 Bishopp J. Adhesives for Aerospace Structures. In: Ebnesajjad S, ed. Handbook of Adhesives and Surface Preparation. Oxford: William Andrew Publishing, 2011, 301–344
12 Higgins A. Adhesive bonding of aircraft structures. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2000, 20(5): 367–376
https://doi.org/10.1016/S0143-7496(00)00006-3
13 Sargent J P. Durability studies for aerospace applications using peel and wedge tests. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2005, 25(3): 247–256
https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2004.07.005
14 Zanni-Deffarges M P ,  Shanahan M E R . Diffusion of water into an epoxy adhesive: Comparison between bulk behaviour and adhesive joints. International Journal of Adhesion and Adhesives, 1995, 15(3): 137–142
https://doi.org/10.1016/0143-7496(95)91624-F
15 Posner R, Ozcan  O, Grundmeier G . Water and Ions at Polymer/Metal Interfaces. In: Silva M L F, Sato C, eds. Design of Adhesive Joints under Humid Conditions. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2013, 21–52
16 Sheasby P G, Pinner  R. Surface Treatment and Finishing of Aluminium and its Alloys. 6th ed. England: Finishing Publications Ltd., 2001, 5–8
17 Sukiman N L, Zhou  X, Birbilis N ,  Hughes A E ,  Mol J M C ,  Garcia S J ,  Zhou X, Thompson  G E. Durability and Corrosion of Aluminium and Its Alloys: Overview, Property Space, Techniques and Developments. Aluminium Alloys—New Trends in Fabrication and Applications: InTech, 2012, 47–97
18 Lyle J P, Granger  D A, Sanders  R E. Aluminum Alloys. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2000, 1–47
19 Boag A, Hughes  A E, Glenn  A M, Muster  T H, McCulloch  D. Corrosion of AA2024-T3 Part I: Localised corrosion of isolated IM particles. Corrosion Science, 2011, 53(1): 17–26
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2010.09.009
20 Hughes A E, Boag  A, Glenn A M ,  McCulloch D ,  Muster T H ,  Ryan C, Luo  C, Zhou X ,  Thompson G E . Corrosion of AA2024-T3 Part II: Co-operative corrosion. Corrosion Science, 2011, 53(1): 27–39
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2010.09.030
21 Glenn A M, Muster  T H, Luo  C, Zhou X ,  Thompson G E ,  Boag A, Hughes  A E. Corrosion of AA2024-T3 Part III: Propagation. Corrosion Science, 2011, 53(1): 40–50
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2010.09.035
22 Afseth A. Metallurgical control of filiform corrosion of aluminium alloys. Dissertation for the Doctoral Degree. Trondheim: Norwegian University of Science and Technology, 1999: 173
23 Zhou X, Liu  Y, Thompson G E ,  Scamans G M ,  Skeldon P ,  Hunter J A . Near-surface deformed layers on rolled aluminum alloys. Metallurgical and Materials Transactions. A, Physical Metallurgy and Materials Science, 2011, 42(5): 1373–1385
https://doi.org/10.1007/s11661-010-0538-2
24 Critchlow G W ,  Brewis D M . Review of surface pretreatments for aluminium alloys. International Journal of Adhesion and Adhesives, 1996, 16(4): 255–275
https://doi.org/10.1016/S0143-7496(96)00014-0
25 Wegman R F, Van Twisk  J. Aluminum and Aluminum Alloys. In: Wegman R F, Twisk J V, eds. Surface Preparation Techniques for Adhesive Bonding, 2nd ed. New York: William Andrew Publishing, 2013, 9–37
26 Pocius A V. The electrochemistry of the FPL (Forest Products Laboratory) process and its relationship to the durability of structural adhesive bonds. Journal of Adhesion, 1992, 39(2-3): 101–121
https://doi.org/10.1080/00218469208026543
27 Venables J D, McNamara  D K, Chen  J M, Sun  T S, Hopping  R L. Oxide morphologies on aluminum prepared for adhesive bonding. Applications of Surface Science, 1979, 3(1): 88–98
https://doi.org/10.1016/0378-5963(79)90063-1
28 Thompson G E. Porous anodic alumina: Fabrication, characterization and applications. Thin Solid Films, 1997, 297(1-2): 192–201
https://doi.org/10.1016/S0040-6090(96)09440-0
29 Su Z, Zhou  W. Porous anodic metal oxides. Science Foundation in China, 2009, 16(1): 36–53
https://doi.org/10.1088/1005-0841/16/1/004
30 Aerts T. Study of the influence of temperature and heat transfer during anodic oxide growth on aluminium. Dissertation for the Doctoral Degree. Brussels: Vrije Universiteit Brussel, 2009, 9–22
31 Keller F, Hunter  M S, Robinson  D L. Structural features of oxide coatings on aluminum. Journal of the Electrochemical Society, 1953, 100(9): 411–419
https://doi.org/10.1149/1.2781142
32 O’Sullivan J P ,  Wood G C . The morphology and mechanism of formation of porous anodic films on aluminium. Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences, 1970, 317(1531): 511–543
33 Critchlow G W ,  Yendall K A ,  Bahrani D ,  Quinn A ,  Andrews F . Strategies for the replacement of chromic acid anodising for the structural bonding of aluminium alloys. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2006, 26(6): 419–453
https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2005.07.001
34 Brockmann W, Hennemann  O D, Kollek  H. Surface properties and adhesion in bonding aluminium alloys by adhesives. International Journal of Adhesion and Adhesives, 1982, 2(1): 33–40
https://doi.org/10.1016/0143-7496(82)90064-1
35 Olsson-Jacques C L ,  Wilson A R ,  Rider A N ,  Arnott D R . Effect of contaminant on the durability of epoxy adhesive bonds with Alclad 2024 aluminium alloy adherends. Surface and Interface Analysis, 1996, 24(9): 569–577
https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9918(19960916)24:9<569::AID-SIA170>3.0.CO;2-7
36 Kinloch A J, Little  M S G, Watts  J F. The role of the interphase in the environmental failure of adhesive joints. Acta Materialia, 2000, 48(18-19): 4543–4553
https://doi.org/10.1016/S1359-6454(00)00240-8
37 G. Pape  P . Adhesion Promoters. In: Ebnesajjad S, ed. Handbook of Adhesives and Surface Preparation. Oxford: William Andrew Publishing, 2011, 369–386
38 Abel M L, Digby  R P, Fletcher  I W, Watts  J F. Evidence of specific interaction between γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and oxidized aluminium using high-mass resolution ToF-SIMS. Surface and Interface Analysis, 2000, 29(2): 115–125 
https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9918(200002)29:2<115::AID-SIA702>3.0.CO;2-6
39 Tchoquessi Doidjo M R ,  Belec L ,  Aragon E ,  Joliff Y ,  Lanarde L ,  Meyer M ,  Bonnaudet M ,  Perrin F X . Influence of silane-based treatment on adherence and wet durability of fusion bonded epoxy/steel joints. Progress in Organic Coatings, 2013, 76(12): 1765–1772
https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2013.05.014
40 Ooij W, Zhu  D, Palanivel V ,  Lamar J A ,  Stacy M . Overview: The potential of silanes for chromate replacement in metal finishing industries. Silicon Chemistry, 2006, 3(1-2): 11–30
https://doi.org/10.1007/s11201-005-4407-6
41 Thiedmanu W, Tolan  F C, Pearce  P J, Morris  C E M. Silane coupling agents as adhesion promoters for aerospace structural film adhesives. Journal of Adhesion, 1987, 22(3): 197–210
https://doi.org/10.1080/00218468708071243
42 Cabral A, Duarte  R G, Montemor  M F, Zheludkevich  M L, Ferreira  M G S. Analytical characterisation and corrosion behaviour of bis-[triethoxysilylpropyl]tetrasulphide pre-treated AA2024-T3. Corrosion Science, 2005, 47(3): 869–881
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2004.07.024
43 Cabral A M, Duarte  R G, Montemor  M F, Ferreira  M G S. A comparative study on the corrosion resistance of AA2024-T3 substrates pre-treated with different silane solutions: Composition of the films formed. Progress in Organic Coatings, 2005, 54(4): 322–331
https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2005.08.001
44 Song J, Van Ooij  W J. Bonding and corrosion protection mechanisms of γ-APS and BTSE silane films on aluminum substrates. Journal of Adhesion Science and Technology, 2003, 17(16): 2191–2221
https://doi.org/10.1163/156856103772150788
45 Franquet A, Terryn  H, Vereecken J . Study of the effect of different aluminium surface pretreatments on the deposition of thin non-functional silane coatings. Surface and Interface Analysis, 2004, 36(8): 681–684
https://doi.org/10.1002/sia.1735
46 Park S Y, Choi  W J, Choi  H S, Kwon  H, Kim S H . Recent trends in surface treatment technologies for airframe adhesive bonding processing: A review (1995‒2008). Journal of Adhesion, 2010, 86(2): 192–221
https://doi.org/10.1080/00218460903418345
47 Hughes A E, Cole  I S, Muster  T H, Varley  R J. Designing green, self-healing coatings for metal protection. NPG Asia Materials, 2010, 2(4): 143–151
https://doi.org/10.1038/asiamat.2010.136
48 Kinloch A J, Welch  L S, Bishop  H E. The locus of environmental crack growth in bonded aluminium alloy joints. Journal of Adhesion, 1984, 16(3): 165–177
https://doi.org/10.1080/00218468408074915
49 Visser P, Terryn  H, Mol J M . Aerospace Coatings. In: Hughes A E, Mol J M C, Zheludkevich M L, Buchheit R G, eds. Active Protective Coatings. Berlin: Springer, 2016, 315–372
50 Sulka G D, Parkoła  K G. Temperature influence on well-ordered nanopore structures grown by anodization of aluminium in sulphuric acid. Electrochimica Acta, 2007, 52(5): 1880–1888
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2006.07.053
51 Arrowsmith D J ,  Clifford A W . Morphology of anodic oxide for adhesive bonding of aluminum. International Journal of Adhesion and Adhesives, 1983, 3(4): 193–196
https://doi.org/10.1016/0143-7496(83)90093-3
52 Kock E, Muss  V, Matz C ,  De Wit F . Patent EP0607579 A1,  1994-07-27
53 Abrahami S T, Hauffman  T, de Kok J M M ,  Mol J M C ,  Terryn H . XPS analysis of the surface chemistry and interfacial bonding of barrier-type Cr(VI)-free anodic oxides. Journal of Physical Chemistry C, 2015, 119(34): 19967–19975
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b05958
54 Abrahami S T, de Kok  J M M, Gudla  V C, Ambat  R, Terryn H ,  Mol J M C . Interface strength and degradation of adhesively bonded porous aluminum oxides. NPJ Materials Degradation, 2017, in press
55 Kape J M. Electroplating. Metal Finishing, 1961, 11: 407–415
56 Curioni M, Skeldon  P, Koroleva E ,  Thompson G E ,  Ferguson J . Role of tartaric acid on the anodizing and corrosion behavior of AA 2024 T3 aluminum alloy. Journal of the Electrochemical Society, 2009, 156(4): C147–C153
https://doi.org/10.1149/1.3077602
57 García-Rubio M ,  de Lara M P ,  Ocón P ,  Diekhoff S ,  Beneke M ,  Lavía A ,  García I . Effect of postreatment on the corrosion behaviour of tartaric-sulphuric anodic films. Electrochimica Acta, 2009, 54(21): 4789–4800
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.03.083
58 García-Rubio M ,  Ocón P ,  Climent-Font A ,  Smith R W ,  Curioni M ,  Thompson G E ,  Skeldon P ,  Lavía A ,  García I . Influence of molybdate species on the tartaric acid/sulphuric acid anodic films grown on AA2024 T3 aerospace alloy. Corrosion Science, 2009, 51(9): 2034–2042
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.05.034
59 van Put M, Abrahami  S T, Elisseeva  O, de Kok J M M ,  Mol J M C ,  Terryn H . Potentiodynamic anodizing of aluminum alloys in Cr(VI)-free electrolytes. Surface and Interface Analysis, 2016, 48(8): 946–952
https://doi.org/10.1002/sia.5919
60 Domingues L, Fernandes  J C S, Da Cunha Belo  M, Ferreira M G S ,  Guerra-Rosa L . Anodising of Al 2024-T3 in a modified sulphuric acid/boric acid bath for aeronautical applications. Corrosion Science, 2003, 45(1): 149–160
https://doi.org/10.1016/S0010-938X(02)00082-3
61 Zhang J S, Zhao  X H, Zuo  Y, Xiong J P . The bonding strength and corrosion resistance of aluminum alloy by anodizing treatment in a phosphoric acid modified boric acid/sulfuric acid bath. Surface and Coatings Technology, 2008, 202(14): 3149–3156
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2007.10.041
62 Yendall K A, Critchlow  G W. Novel methods, incorporating pre- and post-anodising steps, for the replacement of the Bengough-Stuart chromic acid anodising process in structural bonding applications. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2009, 29(5): 503–508
https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2008.11.001
63 Johnsen B B, Lapique  F, Bjørgum A . The durability of bonded aluminium joints: A comparison of AC and DC anodising pretreatments. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2004, 24(2): 153–161
https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2003.09.003
64 Critchlow G, Ashcroft  I, Cartwright T ,  Bahrani D . US Patent, 0213618 A1,  2008-09-04
65 Arrowsmith D J ,  Clifford A W . A new pretreatment for the adhesive bonding of aluminium. International Journal of Adhesion and Adhesives, 1985, 5(1): 40–42
https://doi.org/10.1016/0143-7496(85)90044-2
66 Digby R P, Packham  D E. Pretreatment of aluminium: topography, surface chemistry and adhesive bond durability. International Journal of Adhesion and Adhesives, 1995, 15(2): 61–71
https://doi.org/10.1016/0143-7496(95)98739-9
67 Chung C K, Liao  M W, Chang  H C, Lee  C T. Effects of temperature and voltage mode on nanoporous anodic aluminum oxide films by one-step anodization. Thin Solid Films, 2011, 520(5): 1554–1558
https://doi.org/10.1016/j.tsf.2011.08.053
68 Underhill P R ,  Rider A N . Hydrated oxide film growth on aluminium alloys immersed in warm water. Surface and Coatings Technology, 2005, 192(2-3): 199–207
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.10.011
69 Rider A N. The influence of porosity and morphology of hydrated oxide films on epoxy-aluminium bond durability. Journal of Adhesion Science and Technology, 2001, 15(4): 395–422
https://doi.org/10.1163/156856101300157524
70 Özkanat Ö ,  Salgin B ,  Rohwerder M ,  Mol J M C ,  de Wit J H W ,  Terryn H . Scanning Kelvin probe study of (oxyhydr)oxide surface of aluminum alloy. Journal of Physical Chemistry C, 2011, 116(2): 1805–1811
https://doi.org/10.1021/jp205585u
71 Özkanat Ö ,  de Wit F M ,  de Wit J H W ,  Terryn H ,  Mol J M C . Influence of pretreatments and aging on the adhesion performance of epoxy-coated aluminum. Surface and Coatings Technology, 2013, 215: 260–265
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.07.096
72 Rider A N, Arnott  D R. Boiling water and silane pre-treatment of aluminium alloys for durable adhesive bonding. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2000, 20(3): 209–220
https://doi.org/10.1016/S0143-7496(99)00046-9
73 Din R U, Piotrowska  K, Gudla V C ,  Jellesen M S ,  Ambat R . Steam assisted oxide growth on aluminium alloys using oxidative chemistries: Part I Microstructural investigation. Applied Surface Science, 2015, 355: 820–831
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.07.182
74 Din R U, Jellesen  M S, Ambat  R. Steam assisted oxide growth on aluminium alloys using oxidative chemistries: Part II corrosion performance. Applied Surface Science, 2015, 355: 716–725
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.07.184
75 Din R U, Jellesen  M S, Ambat  R. Role of acidic chemistries in steam treatment of aluminium alloys. Corrosion Science, 2015, 99: 258–271
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2015.07.018
76 Sulka G D. Highly Ordered Anodic Porous Alumina Formation by Self-Organized Anodizing. Nanostructured Materials in Electrochemistry. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2008, 1–116
77 Parkhutik V P . The initial stages of aluminium porous anodization studied by Auger electron spectroscopy. Corrosion Science, 1986, 26(4): 295–310
https://doi.org/10.1016/0010-938X(86)90050-8
78 Xu Y, Thompson  G E, Wood  G C, Bethune  B. Anion incorporation and migration during barrier film formation on aluminium. Corrosion Science, 1987, 27(1): 83–102
https://doi.org/10.1016/0010-938X(87)90121-1
79 González-Rovira L ,  López-Haro M ,  Hungría A B ,  El Amrani K ,  Sánchez-Amaya J M ,  Calvino J J ,  Botana F J . Direct sub-nanometer scale electron microscopy analysis of anion incorporation to self-ordered anodic alumina layers. Corrosion Science, 2010, 52(11): 3763–3773
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2010.07.027
80 Ono S, Ichinose  H, Masuko N . The high resolution observation of porous anodic films formed on aluminum in phosphoric acid solution. Corrosion Science, 1992, 33(6): 841–850
https://doi.org/10.1016/0010-938X(92)90048-8
81 Thompson G E, Wood  G C. Anodic Films on Aluminium. In: J.C S, ed. Treatise on Materials Science and Technology. Amsterdam: Elsevier, 1983, 205–329
82 Alexander M R ,  Thompson G E ,  Beamson G . Characterization of the oxide/hydroxide surface of aluminium using x-ray photoelectron spectroscopy: A procedure for curve fitting the O 1s core level. Surface and Interface Analysis, 2000, 29(7): 468–477
https://doi.org/10.1002/1096-9918(200007)29:7<468::AID-SIA890>3.0.CO;2-V
83 van den Brand J ,  Blajiev O ,  Beentjes P C J ,  Terryn H ,  de Wit J H W . Interaction of anhydride and carboxylic acid compounds with aluminum oxide surfaces studied using infrared reflection absorption spectroscopy. Langmuir, 2004, 20(15): 6308–6317
https://doi.org/10.1021/la0496845
84 Abrahami S T, Hauffman  T, de Kok J M M ,  Mol J M C ,  Terryn H . Effect of anodic aluminum oxide chemistry on adhesive bonding of epoxy. Journal of Physical Chemistry C, 2016, 120(35): 19670–19677
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b04957
85 Wood G C, O’Sullivan  J P. The anodizing of aluminium in sulphate solutions. Electrochimica Acta, 1970, 15(12): 1865–1876
https://doi.org/10.1016/0013-4686(70)85024-1
86 Patermarakis G, Moussoutzanis  K. Transformation of porous structure of anodic alumina films formed during galvanostatic anodising of aluminium. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2011, 659(2): 176–190
https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2011.05.023
87 Curioni M, Skeldon  P, Thompson G E . Anodizing of aluminum under nonsteady conditions. Journal of the Electrochemical Society, 2009, 156(12): C407–C413
https://doi.org/10.1149/1.3230642
88 Han X Y, Shen  W Z. Improved two-step anodization technique for ordered porous anodic aluminum membranes. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2011, 655(1): 56–64
https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2011.02.008
89 Aerts T, Dimogerontakis  T, De Graeve I ,  Fransaer J ,  Terryn H . Influence of the anodizing temperature on the porosity and the mechanical properties of the porous anodic oxide film. Surface and Coatings Technology, 2007, 201(16-17): 7310–7317
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2007.01.044
90 Stȩpniowski W J ,  Bojar Z . Synthesis of anodic aluminum oxide (AAO) at relatively high temperatures. Study of the influence of anodization conditions on the alumina structural features. Surface and Coatings Technology, 2011, 206(2-3): 265–272
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.07.020
91 Aerts T, Jorcin  J B, De Graeve  I, Terryn H . Comparison between the influence of applied electrode and electrolyte temperatures on porous anodizing of aluminium. Electrochimica Acta, 2010, 55(12): 3957–3965
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.02.044
92 Schneider M, Kremmer  K, Weidmann S K ,  Fürbeth W . Interplay between parameter variation and oxide structure of a modified PAA process. Surface and Interface Analysis, 2013, 45(10): 1503–1509
https://doi.org/10.1002/sia.5248
93 Terryn H. Electrochemical investigation of AC electrograining of aluminium and its porous anodic oxidation. Dissertation for the Doctoral Degree. Brussel: Vrije Universiteit Brussel, 1987: 155–174
94 Zaraska L, Sulka  G D, Szeremeta  J, Jaskuła M . Porous anodic alumina formed by anodization of aluminum alloy (AA1050) and high purity aluminum. Electrochimica Acta, 2010, 55(14): 4377–4386
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.12.054
95 Curioni M, Scenini  F. The mechanism of hydrogen evolution during anodic polarization of aluminium. Electrochimica Acta, 2015, 180: 712–721
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.08.076
96 Curioni M, Saenz de Miera  M, Skeldon P ,  Thompson G E ,  Ferguson J . Macroscopic and local filming behavior of AA2024 T3 aluminum alloy during anodizing in sulfuric acid electrolyte. Journal of the Electrochemical Society, 2008, 155(8): C387–C395
https://doi.org/10.1149/1.2931522
97 Schneider M, Yezerska  O, Lohrengel M M . Anodic oxide formation on AA2024: Electrochemical and microstructure investigation. Corrosion Engineering, Science and Technology, 2008, 43(4): 304–312
https://doi.org/10.1179/174327808X286211
98 Saenz de Miera M ,  Curioni M ,  Skeldon P ,  Thompson G E . The behaviour of second phase particles during anodizing of aluminium alloys. Corrosion Science, 2010, 52(7): 2489–2497
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2010.03.029
99 Garcia-Vergara S J ,  El Khazmi K ,  Skeldon P ,  Thompson G E . Influence of copper on the morphology of porous anodic alumina. Corrosion Science, 2006, 48(10): 2937–2946
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2005.10.017
100 Kollek H. Some aspects of chemistry in adhesion on anodized aluminium. International Journal of Adhesion and Adhesives, 1985, 5(2): 75–80
https://doi.org/10.1016/0143-7496(85)90019-3
101 Packham D E. Surface energy, surface topography and adhesion. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2003, 23(6): 437–448
https://doi.org/10.1016/S0143-7496(03)00068-X
102 Packham D E, Johnston  C. Mechanical adhesion: Were McBain and Hopkins right? An empirical study. International Journal of Adhesion and Adhesives, 1994, 14(2): 131–135
https://doi.org/10.1016/0143-7496(94)90008-6
103 Allen K W. Some reflections on contemporary views of theories of adhesion. International Journal of Adhesion and Adhesives, 1993, 13(2): 67–72
https://doi.org/10.1016/0143-7496(93)90015-2
104 van den Brand J ,  Blajiev O ,  Beentjes P C J ,  Terryn H ,  de Wit J H W . Interaction of ester functional groups with aluminum oxide surfaces studied using infrared reflection absorption spectroscopy. Langmuir, 2004, 20(15): 6318–6326
https://doi.org/10.1021/la049456a
105 Özkanat Ö ,  Salgin B ,  Rohwerder M ,  Wit J, Mol  J, Terryn H . Interactions at polymer/(oxyhydr) oxide/aluminium interfaces studied by Scanning Kelvin Probe. Surface and Interface Analysis, 2012, 44(8): 1059–1062
https://doi.org/10.1002/sia.4942
106 Abrahami S T, Hauffman  T, de Kok J M M ,  Terryn H ,  Mol J M C . The role of acid-base properties in the interactions across the oxide-primer interface in aerospace applications. Surface and Interface Analysis, 2016, 48(8): 712–720
https://doi.org/10.1002/sia.5907
[1] Chao Wang, Jun Chen, Jihua He, Jing Jiang, Qinyong Zhang. Effect of electrolyte concentration on the tribological performance of MAO coatings on aluminum alloys[J]. Front. Chem. Sci. Eng., 2020, 14(6): 1065-1071.
[2] Xiu-Tian-Feng E, Lei Zhang, Fang Wang, Xiangwen Zhang, Ji-Jun Zou. Synthesis of aluminum nanoparticles as additive to enhance ignition and combustion of high energy density fuels[J]. Front. Chem. Sci. Eng., 2018, 12(3): 358-366.
[3] Weichao Yue, Xiaofang Chen, Weihua Gui, Yongfang Xie, Hongliang Zhang. A knowledge reasoning Fuzzy-Bayesian network for root cause analysis of abnormal aluminum electrolysis cell condition[J]. Front. Chem. Sci. Eng., 2017, 11(3): 414-428.
[4] Jing DONG, Huilong WANG. A study on rapid acid chrome black (MB 7) spectrophotometric determination of ClO2 and catalytic degradation of 2,6-dinitro-p-cresol (DNPC) by ClO2[J]. Front Chem Sci Eng, 2011, 5(2): 245-251.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed