ЗОЛОЧЕНИЕ
[no_toc]
Оптические покрытия (толщиной обычно около 0,1—0,2 мкм) отличаются значительной стабильностью, высокой (более 90%) отражательной способностью в инфракрасной области спектра и уступают покрытиям из др. металлов лишь в его ближней видимой и ультрафиолетовой частях. Электропроводящие покрытия (толщиной 1-1-3 мкм) обеспечивают стабильную и высокую электропроводность поверхности изделий. Антифрикционные покрытия характеризуются низким коэфф. трения их толщина около 15—20 мкм. Многоцелевые покрытия обладают комплексом различных св-в (напр., высокой электропроводностью и значительной коррозионной стойкостью), толщина таких покрытий ~ 0,01 ÷ 3,5 мкм. Золочение осуществляют способами гальваническим (самый распространенный), вакуумного осаждения, катодного распыления, электроискровым, контактным, контактно-мех., газофазного осаждения и листовым.
10 фактов о золоте
- Золото можно проковать до полупрозрачной пленки
- В древнем Египте использовалось для продления жизни человека
- Переизбыток золота в организме приводит к опасным заболеваниям
- Применяется для производства ювелирных изделий
- Добавление к золоту палладия обеспечивает его
- Золото является одним из самых востребованных и ценных металлов в мире
- Чистое золото легко царапается, режется ножом
- Находиться в малых дозах во всех окружающих нас веществах, а также в человеке
- Золото было одним из первых металлов открытых человеком
- Всегда ассоциируется с первенством, победой, достижением
Гальванический способ заключается в нанесении слоя золота из раствора цианистого (реже — железисто-синеродистою) электролита под действием внешнего источника тока. Адгезия покрытий достигает 140 — 150 кгс/см2, их миним. толщина около 0,1 мкм; св-ва покрытий изменяют, вводя в электролит спец. добавки и регулируя режим процесса. Гальванический способ пригоден для 3. изделий из любых металлов и наиболее экономичен в отношении расхода золота. Способ вакуумного осаждения, основанный на термическом испарении и конденсации золота на поверхности в высоком вакууме, обеспечивает золочение изделий практически из любых материалов и довольно сложной формы; адгезия покрытий на металле до 400 кгс/см2, на стекле до 130 кгс/см2, их толщину изменяют в широких пределах. Этот способ получил широкое распространение и успешно конкурирует с гальваническим, поскольку, несмотря на большой расход золота, дает возможность получать покрытия менее пористые и с лучшими оптическими св-вами .
Способ катодного распыления золота с помощью тлеющего разряда или низковольтной дуги сочетает положительные св-ва гальванического осаждения и вакуумного распыления. Он получает все большее распространение, однако трудно применим для золочения изделий сложного профиля. Электроискровой способ — импульсный вариант катодного распыления и реализуется, как правило, в миниатюрном или микроминиатюрном исполнении. Контактный способ отличается от гальванического тем,что вместо внешнего источника электр. тока используется гальваническая пара из золота (или золотосодержащего сплава) и другого, более электроотрицательного металла.
Качество получаемых покрытий, как правило, невысокое. Контактно-механическим способом золото втирают в поверхностные слои (при локально повышающейся вследствие трения т-ре). Перспективен способ газофазного осаждения, основанный на термическом разложении летучих соединений золота. Он сочетает достоинства гальванического, вакуумного и катодного способов; покрытия получаются с совершенной структурой и максимальной (что недостижимо при др. способах) адгезией.
Листовой способ заключается в наклеивании на поверхность изделия тончайших лепестков золота. Золочение применяют в ювелирном и часовом производстве, для покрытия аналитических разновесов, калориметрических бомб и др. изделий, находящихся под воздействием агрессивных сред и повышенных т-р (обычно гальваническим способом), в полупроводниковой технике, при произ-ве электронных вычислительных устройств и деталей к ним (вакуумным осаждением или катодным распылением), для нанесения надписей и рисунков на керамику и стекло (контактно-мех. способом), нанесения слоя золота на острия, контакты и острые кромки электро- и радиотехнических изделий (электроискровым способом), в прикладном искусстве (листовым способом).
Электролитическое золочение
По своим высоким декоративным свойствам золотые покрытия выделяются среди прочих металлических покрытий. Золото отличается высокой химической стойкостью и не тускнеет с течением времени. Несмотря на высокую стоимость, золотые покрытия имеют достаточно широкое применение. Кроме ювелирного дела и часового производства, золотые покрытия применяют для защиты от коррозии точных приборов или отдельных деталей.
В последнее время электролитическое золочение получило довольно широкое применение в электротехнике и радиотехнике для покрытия электрических контактов, печатных схем и в целом ряде других случаев. Недостатком золотых покрытий является их малая твердость.
Для золочения применяют главным образом цианистые и реже железистосинеродистые электролиты. В цианистых электролитах равновесный потенциал золота настолько сильно сдвигается в область электроотрицательных значений, что предварительного амальгамирования не требуется.
В целях экономии золота стараются применять минимальные концентрации его в электролите, однако это влечет за собой необходимость работы при малых плотностях тока. При низких концентрациях свободного цианида наступает пассивация золотых анодов, в особенности при замене цианида калия цианидом натрия, образующим труднорастворимую пленку Na[Au(CN)2]. В электролит обычно вводят поташ для повышения электропроводности. Рассеивающая способность золотых цианистых электролитов высокая. Для золочения может быть использован электролит следующего состава (в г/л).
K[Au(CN)2] (в пересчете на металл) — — — 4
KCN (свободный) — — — 15
К2СО3 — — — 10—15
Процесс проводят при температуре электролита 60—70° С с катодной плотностью тока 0,2—0,3 а/дм2 и выходом по току 60—80%.
Аноды золотые, но могут быть использованы нерастворимые из графита или платины.
При увеличении содержания золота в электролите до 15—25 г/л катодная плотность тока может быть повышена до 2—3 а/дм2.
С целью повышения твердости и износоустойчивости золотых покрытий в цианистый электролит вводят добавки солей серебра, меди, никеля, кобальта, сурьмы и других металлов.
В тех случаях, когда не представляется возможным применить цианистый электролит используют железистосинеродистый, содержащий соединение K[Au(CN)4]. Электролит готовится аналогично серебряному железистосинеродистому электролиту. Суммарная реакция может быть написана в следующем виде:
3AuCl3 + 2К4[Fe(CN)6] + 2K2CO3 + 3Н2O + 1/2O2 → 3K[Au(CN)4]+9KCl +c2Fe(OH)3 + 2CO2
Выпадающую гидроокись железа удаляют фильтрованием. При концентрации золота 1—2 г/л и при температуре электролита 18—25° С плотные осадки золота получаются лишь при плотностях тока 0,1—0,2 а/дм2 с выходом по току 25—35%. Для депассивации золотых анодов в электролит вводят сегнетову соль. При применении более концентрированных по металлу электролитов (10—25 г/л Аu) и нагревании электролита до 70° С возможна интенсификация процесса (катодная плотность тока до 6 а/дм2). При работе с нерастворимыми анодами (графит, платина, нержавеющая сталь) в электролите могут накапливаться ионы CN—.
Лит.: Темкина Б. Я. Прогрессивная технология нанесения гальванических и химических покрытий.