Italiano 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Français 
العربية 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
Cosa c'è da sapere sulla placcatura in oro e sulle leghe d'oro
La guida definitiva alle tecniche e alle soluzioni di placcatura in oro per la gioielleria
Introduzione:
Quali sono i diversi tipi di soluzioni per la doratura e le loro caratteristiche? Come si possono utilizzare i vari composti dell'oro per la placcatura? Perché scegliere una doratura sottile o spessa per i vostri progetti? Questa guida completa copre tutto, dalle basi delle soluzioni per la placcatura dell'oro, comprese le opzioni acide, neutre e prive di cianuro, ai processi dettagliati per la placcatura dell'oro sottile e spessa. Scopri la storia e le tecniche moderne utilizzate nel settore, perfette per i creatori di gioielli, i designer e i rivenditori che desiderano migliorare i loro prodotti con finiture in oro belle e durature.
Classificazione delle soluzioni di doratura
Indice dei contenuti
Sezione I Panoramica
Nel 1800 il professor Lugi V. Brougnatell inventò la tecnica della doratura. Negli oltre 100 anni successivi, la galvanotecnica del nichel, del rame e dell'ottone era molto diffusa in Europa, dove solo poche fabbriche di galvanotecnica eseguivano la doratura di orologi, ornamenti personali e stoviglie in metallo per soddisfare le richieste di pochi ricchi. Nel frattempo, negli Stati Uniti, l'attenzione era rivolta soprattutto alla doratura legata alla lavorazione delle pietre preziose.
Nel 1913, Frary ha creato un sistema di galvanizzazione dell'oro relativamente completo, pioniere della galvanotecnica moderna.
Nel 1950, E.C. Rinker è stato il primo a sviluppare una tecnologia di placcatura in oro brillante aggiungendo tracce di argento alle soluzioni di placcatura in oro.
Successivamente, sono state sviluppate e ampiamente applicate soluzioni acide per la doratura a base di acidi organici.
Nel 1952, E.A. Parker è stato un pioniere nell'applicazione del cianuro d'oro (I) di potassio e ha riferito che l'aggiunta di acidi organici deboli (come l'acido citrico, l'acido tartarico, ecc.) a soluzioni di placcatura di cianuro d'oro (I) di potassio parzialmente neutralizzate con sali di ammonio alcalini poteva mantenere la soluzione di placcatura stabile a pH=3.
Nel 1959, E.C. Rinker ha reso nota la tecnologia di placcatura acida dell'oro nell'intervallo di pH 3~5.
In seguito, la tecnologia dell'oro galvanico è stata oggetto di ricerche più ampie e approfondite, compresi i principi di deposizione e l'analisi delle proprietà fisico-chimiche.
Con l'aumento della domanda di produzione industriale moderna, molte tecnologie di placcatura in oro applicate sono maturate e diventate pratiche.
1. Tipi e caratteristiche delle soluzioni di placcatura in oro
Tabella 1-1 Classificazione delle soluzioni di doratura
Tabella 1-2 Caratteristiche dei vari tipi di soluzioni per la doratura
| Soluzione galvanica | Ligando d'oro | Acidità e alcalinità | pH | Aspetto | Elettrodomestici |
|---|---|---|---|---|---|
| Placcatura in oro acido Placcatura in oro duro | KAu(CN)2 | Debolmente acido | 3~5 | Lucentezza | Connettori, contatti, terminali, parti decorative |
| Placcatura oro neutro Placcatura in oro dolce Placcatura in oro puro | KAu(CN)2 | Neutro | 6~9 | Nessuna lucentezza | Circuito, semiconduttore |
| Placcatura in oro al cianuro | KAu(CN)2 | Alcalino | 10~13 | Lucentezza | Parti decorative |
| Placcatura in oro senza cianuro | Na3Au(SO3)2 | Neutro | 6〜8 | Nessuna lucentezza | Schemi di circuito in oro, schede di circuito |
| Alcalino | 8~12 | Lucentezza |
2. Composti dell'oro utilizzati per la doratura
L'oro ha molti stati di valenza, tra i quali i composti a valenza +3 sono i più stabili, seguiti dai composti a valenza +2, mentre i composti a valenza +5 si decompongono facilmente. L'oro (I) in soluzione acquosa ha diversi leganti stabili, come i tipici sali di coordinazione acidi di dialogenoaurato (I), i sali di coordinazione dicanoaurato, i sali acidi di tiosolfato di oro (I), ecc.28. Pertanto, i composti dell'oro (I) e dell'oro (III) sono i più utilizzati e i più comuni, mentre anche i composti dell'oro (II) e dell'oro (V) sono sempre più conosciuti e applicati.
Finora, il cianuro d'oro (I) di potassio è il sale principale più diffuso e comune per la doratura. Negli ultimi anni sono stati utilizzati con maggiore frequenza il cianuro d'oro (III) di potassio e le soluzioni di solfito d'oro (I) di sodio.
1.1 Cianuro di oro(I) di potassio, KAu(CN)2 (di seguito denominato cianuro d'oro di potassio)
(1) Molecolare relativo massa: 288,10. I metodi di preparazione includono metodi chimici e metodi di elettrolisi.
(2) Proprietà: Il cianuro d'oro di potassio preparato con questo metodo è cristallino incolore, facilmente solubile in acqua, leggermente solubile in etanolo e insolubile in acetone ed esadecanolo. Si decompone facilmente se riscaldato in condizioni acide, è stabile alla luce dell'aria e la sua stabilità è significativamente superiore a quella di analoghi ligandi di rame e argento cianuro.
(3) Metodi di preparazione
① Metodo chimico
a. Scioglimento dell'oro: Mettere l'oro puro in acqua regia diluita (il rapporto in volume tra acqua e acqua regia è 1:4) e riscaldare per sciogliere→ dopo che il blocco d'oro è completamente sciolto, abbassare opportunamente la temperatura→ aggiungere ripetutamente acido cloridrico a goccia fino a quando non si produce biossido di azoto marrone→ concentrare lentamente fino a quando la soluzione diventa marrone-rossastra profonda, con la comparsa di polvere d'oro ridotta minuscola e lucida.
b. Reazione di neutralizzazione: Raffreddare la soluzione a circa 25℃. Sotto agitazione→aggiungere a goccia la soluzione satura di idrossido di sodio →fino a formare un semisolido rosso-brunastro→aggiungere cianuro di potassio fino a quando la soluzione diventa incolore e trasparente (con una piccola quantità di particelle d'oro in polvere aggregate che precipitano).
c. Acidificazione (preparazione del cianuro d'oro): Raffreddare la soluzione a circa 25℃→ sotto agitazione, aggiungere acido cloridrico a goccia a goccia→ fino alla formazione di un precipitato di cianuro d'oro di colore giallo brillante→ agitare e lasciare riposare a bassa temperatura→ lasciare riposare per stratificazione, raffreddare naturalmente a temperatura ambiente, rimuovere il liquido di scarto superiore, filtrare e lavare il precipitato giallo con acqua calda.
d. Sintesi del cianuro d'oro di potassio: Mettere il cianuro d'oro in una piccola quantità d'acqua→ sotto agitazione, aggiungere una quantità misurata di soluzione satura di cianuro di potassio→ fino a quando la soluzione diventa incolore e trasparente→Filtrare per rimuovere la polvere d'oro→Concentrare→Far raffreddare per cristallizzare→Eliminare l'acqua madre→Essiccare il cianuro d'oro di potassio cristallino bianco a 80℃→Sigillare e confezionare.
Utilizzando questo metodo per preparare il cianuro d'oro di potassio, l'attrezzatura di produzione è semplice e può separare efficacemente le tracce di impurità nell'oro per preparare cianuro d'oro di potassio di maggiore purezza.
② Elettrolisi a membrana: Metodo L'Unione Sovietica è stata la prima a utilizzare l'elettrolisi a membrana ceramica microporosa per produrre vari metalli e composti metallici. Le aziende nazionali e straniere utilizzano generalmente l'elettrolisi a membrana organica per produrre cianuro d'oro di potassio. Tuttavia, questo metodo di elettrolisi presenta il problema della corrosione delle membrane organiche da parte degli elettroliti alcalini e i prodotti della corrosione danneggiano in modo significativo i circuiti integrati di alta qualità, le schede di circuiti ad alta densità e gli strati di placcatura in oro sui contatti (la Suzhou University Special Chemical Reagent Industrial Company ha sviluppato con successo un'applicazione pratica).
1.2 Tiocianato di potassio (III), K[Au(CN4)]-H2O
(1) Massa molecolare relativa: 358.15.
(2) Proprietà: Cristalli incolori, facilmente solubili in acqua, se riscaldati al di sopra dei 200℃, diventano un sale anidro, si sciolgono al calore rosso e si decompongono a temperature più elevate.
(3) Metodi di preparazione:
Riscaldare il cianuro d'oro di potassio nella soluzione di cianuro di potassio;
② Sciogliere tricloruro d'oro in K3[Fe(CN)6];
③ Sciogliere oro(III) dicianuro in K3[Fe(CN)6];
④ Trattare il cianuro d'oro di potassio con bromo e il risultante K[Au(CN)2Br2] reagisce con cianuro di potassio in metanolo per preparare il prodotto.
1.3 Cloruro d'oro
(1) Cloruro di oro(I), AuCl
① Massa molecolare relativa: 232,46.
Proprietà: cristalli non igroscopici di colore giallo pallido iniziano a decomporsi lentamente se riscaldati a temperature superiori a 150℃. Si decompone in acqua ed etanolo e si scioglie in soluzione cloralcalina per formare diclorato d'oro.
③ Metodo di preparazione: Clorato d'oro (HAuCl4, III) viene posto sotto vuoto spinto e riscaldato a 156℃ per decomporsi e ottenere il prodotto.
(2) Cloruro d'oro (III), HAuCl4
① Massa molecolare relativa: 303.37.
Proprietà ②: Cristalli aghiformi rossi, punto di fusione di 229℃, punto di ebollizione di 254 (decomposizione), igroscopici, la soluzione acquosa è bruno-rossastra, forma H2[AuCl3O] in soluzione acida. Si decompone lentamente in una soluzione acquosa neutra, facendo precipitare l'oro. L'evaporazione della soluzione acquosa produce un sale diidrato cristallino arancione, solubile in etanolo ed etere.
③ Metodo di preparazione: A una temperatura compresa tra 225~250℃, il cloro gassoso viene fatto passare attraverso la polvere d'oro da preparare a 120〜127kPa (900-950mmHg). In alternativa, sciogliere l'oro in acqua regia, aggiungere ripetutamente acido cloridrico per rimuovere l'acido nitrico, quindi riscaldare lentamente a bassa temperatura per rimuovere l'acido cloridrico in eccesso, concentrare, raffreddare e cristallizzare per ottenere il prodotto.
1,4 Ossido di oro(III), Au2O3
(1) Massa molecolare relativa: 441.93.
(2) Proprietà: Polvere nera (marrone) o struttura polimerica cristallina, un composto d'oro circondato da atomi di ossigeno che formano un complesso planare tetracoordinato. Si decompone lentamente alla luce del sole, inizia a rilasciare ossigeno se riscaldato a 110℃, diventa ossido di oro (I) a 160℃ e perde tutto l'ossigeno a 250℃, diventando un ossido anfotero insolubile in acqua ma solubile in acido cloridrico e soluzioni acquose alcaline.
(3) Metodo di preparazione: Sciogliere l'oro in acqua regia, aggiungere ripetutamente acido cloridrico e riscaldare (5 volte) per rimuovere l'acido nitrico, aggiungere carbonato di sodio fino ad ottenere un precipitato alcalino, lavare con acqua, centrifugare, eseguire l'elettrodialisi per 2 settimane, quindi essiccare a 140~150℃ per ottenere il prodotto.
Sezione II Placcatura in oro sottile
La soluzione d'oro sottile per elettroplaccatura, o soluzione d'oro a pennello, si differenzia dalla soluzione d'oro per placcatura istantanea (strike plating). La soluzione d'oro a pennello è solitamente basata su liquidi alcalini al cianuro, con molti tipi che vanno dall'oro puro alle leghe, come le soluzioni di placcatura al cianuro d'oro di potassio con vari sistemi di leganti. Alcune aziende utilizzano anche soluzioni di placcatura sviluppate appositamente. Le soluzioni di placcatura flash sono per lo più acide e possono servire come strato di placcatura di base per strati d'oro spessi, utilizzando densità di corrente più elevate in breve tempo per placcare uno strato d'oro sottile per migliorare la dispersione e l'adesione dello strato d'oro superiore spesso.
La Tabella 1-3 mostra la composizione e le condizioni operative di alcune soluzioni rappresentative per la placcatura a pennello di oro sottile. Tra queste, il fosfato agisce come tampone e funge anche da agente conduttivo. Dalla soluzione di placcatura appena preparata è possibile ottenere un buon rivestimento, ma le impurità che si formano rapidamente nella soluzione di placcatura dopo l'elettrificazione, fanno sì che lo strato di placcatura sviluppi facilmente differenze di colore. Il motivo principale è che quando la temperatura della soluzione di placcatura aumenta, il cianuro subisce una reazione di decomposizione. Pertanto, la soluzione di placcatura deve essere trattata dopo un periodo di utilizzo, di solito filtrando con carbone attivo.
Tabella 1-3 Varie soluzioni rappresentative di placcatura a spazzola in oro sottile
| Componenti | Soluzione di placcatura in oro puro | Colore Hamilton | Bianco 1 | Bianco 2 | Oro verdastro | Oro rosso | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Giallo | Rosa | Verde | ||||||
| KAu (CN)2/(g/L) | 1.23 ~ 2.0 | 1.23 ~ 2.0 | 1.23 ~ 2.0 | 1.23 ~ 2.0 | 0.41 | 0.33 | 2 | 0.82 |
| KCN libero/(g/L) | 7.5 | 7.5 | 2.0 | 2.0 | 15 | 15 | 7.5 | 4 |
| K2HPO4/(g/L) | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| K2Ni(CN)4/(g/L) | - | 0.26 | 0.26 | 0.26 | 1.1 | - | - | 0.21 |
| K2Cu(CN)3/(g/L) | - | 0.13 | 1.1 | - | - | - | - | 2.64 |
| K2Ag(CN)2/(g/L) | - | - | - | 0.05 | - | - | 0.26 | - |
| K2Sn(OH)6/(g/L) | - | - | - | - | - | 2.11 | - | - |
| Temperatura della soluzione di placcatura /℃ | 60 ~ 70 | 60 ~ 70 | 60 ~ 70 | 60 ~ 70 | 65 ~ 70 | 65 ~ 70 | 55 ~ 70 | 55 ~ 70 |
| Densità di corrente/(A/dm2) | 1 ~ 4 | 1 ~ 3.5 | 2 ~ 5 | 1 ~ 4 | 3 ~ 6 | 3 ~ 5 | 1 ~ 3 | 3 ~ 4 |
Nella galvanizzazione dell'oro puro, i metalli diversi dall'oro presenti nella soluzione di placcatura influiscono in modo significativo sul colore dello strato di placcatura. Il rame rende lo strato di placcatura sensibilmente rosso, il nichel e lo zinco lo rendono bianco e il piombo fa aderire facilmente alla superficie dello strato di placcatura sostanze nere, macchiate, ruvide e grigio-marroni. Pertanto, il colore degli strati di placcatura in lega d'oro può essere ottenuto aggiungendo vari metalli. Tuttavia, non è facile ottenere l'effetto ideale di tonalità di colore nei processi di galvanizzazione reali.
L'anodo della soluzione di placcatura dell'oro utilizza solitamente materiali anodici insolubili, come l'acciaio inossidabile e le piastre nere in maglia di platino-titanio; a seconda della soluzione di placcatura, possono essere utilizzate anche piastre di carbonio. Dopo aver consumato una certa corrente, la soluzione di placcatura deve essere analizzata regolarmente per reintegrare la concentrazione di ioni d'oro, ligandi e altri componenti attivi. Per il calcolo automatico e l'aggiunta al lavoro quotidiano si può utilizzare un misuratore di ampere-ora. Durante il processo di placcatura in oro sottile si verifica anche l'assorbimento di molta soluzione galvanica, che deve essere pre-calcolata prima della placcatura per reintegrare il consumo e la perdita di tempo. Il flusso del processo di doratura sottile è illustrato nella Figura 1-1.
Nel flusso del processo, la concentrazione della soluzione di placcatura flash è circa 1/5~1/3 della concentrazione della soluzione di placcatura principale (strato superficiale o strato superiore di oro). Dopo che la superficie della parte placcata è stata completamente ricoperta da uno strato d'oro estremamente sottile, viene posta nella soluzione di placcatura principale per placcare lo strato d'oro con la tonalità di colore desiderata.
Il cianuro residuo sulla superficie dello strato di doratura può formare delle macchie d'acqua, compromettendo l'aspetto e le prestazioni elettriche della placcatura. Pertanto, le parti placcate devono essere accuratamente pulite e asciugate dopo la doratura. Oltre al riscaldamento per l'asciugatura, i prodotti speciali possono utilizzare solventi organici per il trattamento di disidratazione. Ad esempio, la disidratazione e l'asciugatura con etanolo anidro non influiscono sul colore dello strato di placcatura in oro e la velocità di asciugatura è elevata.
Lo strato di doratura a pennello è molto sottile e generalmente controllato al di sotto di 0,1μm. Sul sottile strato d'oro, quando viene utilizzato come strato di placcatura superficiale, vengono per lo più applicate varie pellicole protettive organiche per prevenire la facile usura e lo scolorimento. La protezione organica più comunemente utilizzata è la resina acrilica della serie melamminica, con una durezza del film approssimativamente equivalente alla durezza di una matita 3H~4H e uno spessore di 10~15μm. Il rivestimento elettroforetico utilizza spesso la resina acrilica melamminica anionica.
Poiché la superficie sottile dello strato di placcatura d'oro deposita rapidamente un colore uniforme e consistente in breve tempo, il processo di placcatura adotta generalmente il movimento del catodo o l'agitazione a getto della soluzione di placcatura. Controllando la temperatura della soluzione di placcatura, la concentrazione di ioni d'oro e la densità di corrente, si regolano le condizioni per eliminare le differenze di colore nello strato di placcatura.
Sezione III Placcatura in oro a spessore
Tabella 1-4 Composizione e condizioni operative della soluzione di placcatura e proprietà dello strato di placcatura
| Composto d'oro | Tipi di galvanizzazione | Sali conduttori | Lega Metallo pH | Composizione | Struttura del precipitato | Caratteristiche |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cloruro d'oro di potassio | Acidità debole | Acido citrico, acido fosforico di origano, acido amino-solfonico, acido tartarico, acido ossalico | Oro puro, cobalto, nichel, ferro, indio, stagno 3,0～5,0 | Acido citrico + citrato di sodio 80~100g/L Cianuro d'oro di potassio 8g/L Solfammato di nichel 3,0g/L Acetato di zinco 0,5g/L | Struttura stratificata, con polimero organico eutettico tra gli strati | Può ottenere precipitati brillanti e duri; la soluzione di placcatura è facile da regolare ed è possibile la placcatura a bassa temperatura. |
| Neutro | Acido fosforico, acido solforico, acido borico, acidi organici | Oro puro, precipitato, modificatore di cristallo: titanio, selenio 5,0 ～ 8,0 | Potassio oro cianuro 2 ~16g/L Citrato di potassio 120 ~150g/L Fosfato di potassio 10~50g/L Solfato di ammonio 20~150g/L Uno di Ti, Ce, Te, Bi 0,01~40mg | Cristalli colonnari o aghiformi, impurezze meno co-precipitate | Strato di placcatura in oro puro 99,99%; strato di placcatura pratico precipitato morbido, semi-luminoso o opaco; l'accumulo di impurità influisce sulla durata della soluzione di placcatura. | |
| Alcalino | Cianuro, carbonato, acido piroforico | Oro, argento, cadmio, zinco, antimonio puri 8. 5 〜 13. 0 | Oro, argento, cadmio, zinco, antimonio puri 8. 5 〜 13. 0 | Confini di grano con precipitazione di polimeri di cianuro | È possibile ottenere uno strato d'oro spesso e molto uniforme di circa 300μm; è possibile ottenere uno strato di placcatura in oro puro o in lega 9K; insensibile alle impurità, facile gestione della soluzione di placcatura. |
(1) Il ruolo della polietilenimina - composti organici poliammidici ad alto peso molecolare: I composti organici vengono adsorbiti selettivamente all'interno del doppio strato elettrico di Helmholtz, potenziando l'effetto di polarizzazione. Durante il processo di elettrodeposizione, le sostanze organiche si adsorbono continuamente sui punti di crescita attivi, inibendo la deposizione e il movimento dell'oro sulla superficie del catodo, ottenendo una finitura liscia e brillante. Tuttavia, una certa quantità di materia organica co-depositata nel reticolo dei cristalli depositati influisce negativamente sulle proprietà fisiche dello strato di placcatura, in particolare sulla sua resistenza all'usura. In genere, questo aspetto viene migliorato con l'aggiunta di altri metalli per produrre una co-deposizione che migliori gli effetti negativi delle sostanze organiche.
(2) Il ruolo di altri semimetalli come arsenico, tallio, selenio e piombo: L'aggiunta di semimetalli non solo produce un buon strato di doratura brillante dalla soluzione di doratura al cianuro, ma consente anche di ottenere uno strato di doratura molto brillante dalla soluzione di solfito. In genere, una quantità aggiuntiva inferiore al 10-6 può produrre un effetto caratteristico molto evidente.
Il principio di schiaritura dei semimetalli: le sostanze semimetalliche si adsorbono uniformemente sulla superficie del catodo, catalizzano, promuovono la nucleazione dei cristalli d'oro, generano un maggior numero di punti di crescita e favoriscono la cristallizzazione e la deposizione uniforme.
(3) Il ruolo dell'eutettica dei metalli di transizione cobalto, nichel, ferro, ecc. Se il contenuto di carbonio è inferiore a 0,1%, non è possibile ottenere uno strato di doratura brillante anche se il cobalto subisce un'eutettica.
Isotopo 14Gli esperimenti con C hanno dimostrato che il carbonio proviene dal ligando del complesso cobalto-cianuro. Sciogliendo con acqua regia lo strato di placcatura d'oro contenente cobalto e soluzione acida di nichel si possono separare le sostanze contenenti carbonio. Al microscopio, l'aspetto del materiale trattato con acqua regia assomiglia alla plastica. Questo polimero simile a una membrana forma una grande resistenza di contatto sulla superficie dello strato di placcatura.
1. Placcatura in oro alcalino
Tra tutte le soluzioni di doratura, la soluzione di doratura alcalina al cianuro è la più antica soluzione di doratura elettrolitica. La soluzione di doratura alcalina al cianuro è ampiamente utilizzata per la placcatura dell'oro puro, delle leghe d'oro e per la placcatura decorativa dell'oro e può essere utilizzata anche per la placcatura funzionale dell'oro elettronico. La soluzione di placcatura è generalmente composta da cianuro d'oro di potassio, cianuro libero, carbonato di potassio, ecc. Per la placcatura delle leghe d'oro si possono aggiungere vari sali metallici in base alle diverse esigenze.
La placcatura dell'oro con una soluzione alcalina al cianuro garantisce una buona uniformità e bagnabilità del rivestimento ed è molto adatta per la placcatura di rivestimenti in lega d'oro a basso contenuto d'oro. Può placcare strati d'oro da valori K bassi a valori K elevati. La soluzione di placcatura ha un elevato contenuto di cianuro libero, che la rende meno sensibile alle impurità. Il cianuro libero può dissolvere l'oro, pertanto gli oggetti placcati devono essere puliti immediatamente dopo la rimozione dal bagno di placcatura; in caso contrario, la soluzione di placcatura residua sulla superficie causerà difetti come l'aspetto ondulato.
Gli strati di doratura privi di cianuro sono utilizzati principalmente per i wafer, i circuiti integrati driver per gli schermi a cristalli liquidi, le piazzole di saldatura a urto in oro per l'imballaggio, le linee dei circuiti, i terminali e altri punti di contatto del substrato. Sui wafer di cablaggio con film di resistenza fotosensibile, l'altezza dell'angolo delle piazzole di saldatura a urto in oro è di diverse decine di micrometri e lo spessore è di 15~20μm. Il CN- prodotto nella soluzione di placcatura d'oro al cianuro può corrodere il film di resistenza fotosensibile e il film protettivo intorno al substrato; per questo motivo, si utilizzano prevalentemente soluzioni di placcatura prive di cianuro e debolmente acide.
Le soluzioni di doratura alcalina sono principalmente soluzioni di doratura al cianuro, con metalli aggiunti da binari a quaternari; gli strati pratici di doratura in lega d'oro sono leghe d'oro binarie o ternarie. Nella Tabella 1-5 sono riportate composizioni e condizioni operative rappresentative delle soluzioni alcaline per la placcatura di leghe d'oro.
Tabella 1-5 Composizione e condizioni operative della soluzione alcalina per la placcatura di leghe d'oro
| Tipi di leghe | Composizione e condizioni operative | |
|---|---|---|
| Leghe binarie | Lega oro-rame |
Cianuro d'oro di potassio 12g/L Potassio cianuro di rame 7g/L Tiocianuro di potassio 10g/L Acido carbossilico 2-piridina 8g/L pH 8 (regolato con KOH) 70℃, 0,4A/dm2 |
| Lega oro-argento |
Cianuro d'oro di potassio 15g/L Cianuro di potassio e argento 3g/L Cianuro di potassio e nichel 20g/L Potassio cobalto cianuro 10g/L Cianuro di potassio 80g/L Idrossido di ammonio 20g/L 15℃, 0,6A/dm2 |
|
| Lega oro-stagno |
Cianuro d'oro di potassio 30g/L Nitrato stannoso 7g/L Pirofosfato di potassio 100g/L Temperatura ambiente, 1A/dm2 |
|
| Leghe ternarie | Lega oro-rame-cadmio |
Cianuro d'oro di potassio 15g/L Cianuro di potassio e rame 200g/L Cadmio cianuro di potassio 5g/L Acido L-Glutammico 50g/L 70℃,1A/dm2 pH 8 (regolato con KOH) Au:Cu:Cd=70:15:15 |
1.1 Placcatura in lega oro-argento
Tabella 1-6 Composizione della soluzione di placcatura in lega oro-argento
| Composizione e condizioni operative | Parametri | Composizione e condizioni operative | Parametri |
|---|---|---|---|
| Cloruro d'oro di potassio (calcolato come Au)/(g/L) | 8 | Tensioattivo | Piccola quantità |
| Potassio cloruro d'argento (calcolato come Ag)/(g/L) | 2.5 | Temperatura /℃ | 27 |
| Potassio tiocianato libero/(g/L) | 100 | Densità di corrente /(A/dm2) | 1 |
| Sale amminico/(g/L) | 5 |
La concentrazione di cianuro di potassio libero non deve essere inferiore a 90g/L, in genere è più appropriata quella superiore a 100g/L. Il superamento di 120g/L aumenta la polarizzazione, sopprime la deposizione di argento, aumenta il tasso di deposizione dell'oro e forma uno strato d'oro di alta qualità.
Il contenuto d'oro viene regolato in base al valore K della lega aurea, regolando le concentrazioni di oro e argento nella soluzione di placcatura. e argento nella soluzione di placcatura. Ad esempio, quando la concentrazione di argento è di 2,5 g/L nello strato di placcatura della lega, la concentrazione di oro deve essere controllata entro un intervallo di 7~10 g/L, per ottenere un oro a 18 carati.
Influenza della concentrazione di argento: quando la concentrazione di argento è bassa, la gamma di luminosità dello strato di placcatura è ampia e il contenuto di oro è elevato.
Influenza della concentrazione di ammina: Quando la quantità di ammina viene aggiunta a 30g/L, il tasso di deposizione dell'oro non cambia, ma rispetto a nessuna aggiunta, aumenta la luminosità dello strato di placcatura. Quando la quantità di ammina aggiunta aumenta a 50g/L, il tasso di deposizione dell'oro aumenta, causando un fenomeno di "bruciatura" nelle aree ad alta densità di corrente. Lo scopo principale dell'aggiunta di ammina è quello di ridurre lo stress degli strati di doratura spessi. L'aggiunta di leganti come la trietilentetramina (10~30g/L) alle soluzioni di placcatura di leghe oro-argento brillanti può produrre risultati migliori.
La Figura 1-4 mostra la relazione tra la temperatura della soluzione di placcatura, la densità di corrente e la velocità di deposizione dell'oro. La durezza dello strato d'oro depositato è Hv25170~210. Condizioni della superficie e della sezione trasversale dello strato di placcatura d'oro: dopo aver placcato direttamente l'oro con uno spessore di 4μm sullo strato di placcatura di nichel, lo strato d'oro pelato è stato osservato al microscopio a scansione elettronica. I risultati sono mostrati nelle figure 1-5 e 1-6 e indicano che la superficie e la sezione trasversale dello strato di placcatura non presentano pori e sono dense. La cristallinità dello strato di placcatura d'oro è stata testata mediante diffrazione di raggi X dopo aver placcato direttamente circa 10μm di oro su una piastra di rame. Il picco dello strato di rame di base non è stato rilevato; sono stati misurati solo i picchi dello strato di placcatura in lega oro-argento e la cristallizzazione è cresciuta nel piano (111).
Figura 1-5 Stato superficiale della placcatura in lega oro-argento
Figura 1-6 Struttura organizzativa dei rivestimenti in lega oro-argento
Lo stato delle leghe della serie oro-argento è mostrato nella Figura 1-7, appartengono a una soluzione solida a pieno titolo e sia l'oro che l'argento hanno una struttura fcc (cubica a facce centrate), con raggi atomici entrambi di 1,44Å (1Å= 10-10m). Pertanto, il reticolo non subisce distorsioni.
E. Raub ha inoltre condotto studi di diffrazione dei raggi X sugli strati di doratura, confermando che le leghe della serie oro-argento formano un solo tipo di soluzione solida e possiedono un'eccellente resistenza alla corrosione.
E. A. Parker ha riferito che questa serie di leghe oro-argento ha un'eccellente resistenza alla corrosione e conduttività, è molto preziosa per la produzione di parti di apparecchiature di comunicazione, e la sua esclusiva tonalità oro-verde e la resistenza alla corrosione la rendono adatta come strato di base per la doratura a spessore.
1.2 Lega di rame placcata oro
Figura 1-8 Curva di polarizzazione della soluzione di ramatura
Figura 1-9 Variazione dei componenti precipitati nello strato di placcatura in lega oro-argento
Tabella 1-7 Composizione e condizioni operative della soluzione di placcatura in lega
| Composizione e condizioni operative | Parametri | Composizione e condizioni operative | Parametri |
|---|---|---|---|
| KAu(CN)2/(g/L) | 7.5 ~ 9.0 | Na2SeO4/(g/L) | 0.5 |
| K2Cu(CN)2/(g/L) | 130 | Temperatura dell'elettrolito/℃ | 60 |
| K2Cd(CN)4/(g/L) | 0.4 ~ 2 | Densità di corrente/(A/dm2) | 0.75 |
| KCN/(g/L) | 15 |
L'aggiunta di sali di nichel alla soluzione di placcatura della lega oro-rame aumenta la durezza dello strato di placcatura. Quando il pH della soluzione di placcatura è prossimo all'acido, la quantità di nichel depositato aumenta. Lo strato di placcatura contenente cadmio ha un colore simile all'oro rosa, con un tono decorativo molto nobile.
Lo strato di placcatura in oro 18K contenente cadmio è una soluzione solida con elevata durezza, resistenza allo snervamento, alla trazione ed eccellente resistenza alla corrosione. Purtroppo, a causa di problemi di tutela ambientale, l'uso di metalli come il cadmio è limitato dalle convenzioni dell'Organizzazione Internazionale per la Protezione dell'Ambiente e deve essere rigorosamente controllato entro le quantità di tracce consentite. Il cadmio è sempre più regolamentato e generalmente viene utilizzato solo per regolazioni di colore molto speciali, per la placcatura di leghe e per l'elettroformatura dell'oro cavo da 200~300μm, dove viene utilizzato solo durante la placcatura in lega oro-rame-cadmio 18K.
2. Placcatura acida dell'oro
La soluzione acida di doratura è stabile in un intervallo di pH di circa 3, in grado di depositare nichel o cobalto che non subiscono elettrolisi nelle soluzioni alcaline di doratura, formando rivestimenti in lega oro-nichel o oro-cobalto. I cristalli fini del rivestimento non si distorcono o dislocano e non presentano vuoti, consentendo una crescita stabile a lungo termine.
Il rivestimento depositato dalla soluzione di placcatura acida ha un aspetto brillante e viene chiamato soluzione di placcatura brillante. Il rivestimento depositato da una soluzione di placcatura acida ha un'elevata durezza ed è noto anche come soluzione di placcatura aurea dura (Tabella 1-8). I vari metalli aggiunti alle soluzioni organiche di placcatura acida sono chiamati sbiancanti metallici.
Tabella 1-8 Componenti principali e variazioni della soluzione acida per doratura
| Composizione e condizioni operative | Parametri di riferimento | Condizione della soluzione di placcatura |
|---|---|---|
| KAu(CN)2 (g/L) | 4 ~ 6 (calcolato come Au) | Alta concentrazione (circa 16g/L), adatta alla doratura ad alta velocità |
| Acido citrico idrato (g/L）) | 50 〜 100 | Aggiungere acido citrico come ligando per la punta e come tampone per la soluzione di placcatura, oppure aggiungere altri ligandi di cobalto. |
| CoSO4 - 7H2O/(g/L) | 0. 1 〜 3. 0(calcolato come Co) | In generale, aggiungere cobalto e placcatura Aggiungere acido solforico (calcolato come Co) quando si lega Au-Ni |
| pH | 3. 5 〜 4. 5 | L'efficienza della corrente è elevata quando il pH è alto, ma la nebbia si genera facilmente. |
| Temperatura/℃ | 30 〜 40 | L'alta temperatura del liquido genera facilmente nebbia |
Tabella 1-9 Proprietà della soluzione acida per doratura
| Effetto del valore del pH | Proprietà della soluzione di placcatura | Applicazione | |
|---|---|---|---|
| pH 3 | pH 3 ~ 5 | ||
|
① Leghe oro-cobalto, oro-nichel ② Il cobalto e il nichel sono altamente attivi e precipitano di più; il sovrapotenziale di evoluzione dell'idrogeno è basso, l'efficienza di corrente aumenta, l'efficienza di placcatura è bassa |
① Lega eutettica brillante e dura; il sovrapotenziale di evoluzione dell'idrogeno è alto, l'efficienza di corrente è bassa, l'efficienza di placcatura è alta ② Assenza di cianuro libero nella soluzione di placcatura ③ Durante la precipitazione dell'oro da KAu(CN)2, parte di CN- forma HCN, che si diffonde nell'aria, influenzando l'ambiente. |
① Non è presente cianuro libero, durante la precipitazione dell'oro da KAu(CN)2, CN- formando HCN ②Con l'aumento del tempo di galvanizzazione, a causa dell'accumulo di K+, aumento del pH della soluzione di placcatura ③ La soluzione di placcatura è acida; sull'anodo Pt/Ti, il sovrapotenziale di evoluzione dell'idrogeno è elevato e gli acidi carbossilici organici, come l'acido citrico, subiscono la reazione di Kolbe per formare polimeri viscosi, pertanto è necessaria una piastra anodica di grande superficie per sopprimere questa reazione |
① Galvanica decorativa ② Oltre alla rimozione di cobalto e nichel, è possibile aggiungere indio, zinco e ferro per la regolazione del colore. |
Quando nella soluzione di placcatura non è presente cianuro libero, il cianuro d'oro di potassio deposita oro e gli ioni complessi di cianuro (CN – ) formano HCN, che entra nell'atmosfera e si diffonde.
Nella vasca di galvanizzazione, le piastre d'oro sono raramente utilizzate come anodi; in genere si utilizzano piastre di acciaio inossidabile o piastre di Pt/Ti. Nelle soluzioni di placcatura acide, il sovrapotenziale di evoluzione dell'ossigeno all'anodo è elevato e gli acidi carbossilici come l'acido citrico tendono a subire reazioni di Kolbe all'anodo. Metodi come l'aumento dell'area anodica possono prevenire la formazione di depositi polimerici appiccicosi.
La co-deposizione di nichel e cobalto aumenta la durezza dello strato di placcatura in oro duro al cianuro. Dopo la saldatura a riflusso a 260℃, la resistenza di contatto aumenta notevolmente. L'aggiunta di composti alifatici come l'etanolo alla soluzione di placcatura può inibire le variazioni della resistenza di contatto dopo la saldatura a riflusso e aumentare significativamente l'intervallo di densità di corrente della soluzione di placcatura. Ad esempio, quando si placca l'oro su circuiti stampati flessibili (rame), l'aggiunta di composti mercapto può inibire la dissoluzione del tubo di rame e placcare stabilmente l'oro spesso per lungo tempo.2.1 Placcatura in lega di oro e cobalto
La doratura acida utilizza generalmente soluzioni di doratura acide organiche della serie dell'acido citrico e del citrato. Il ligando cianuro d'oro di potassio nella soluzione acquosa di acido organico si dissocia per produrre cianuro libero, rendendo la soluzione un bagno galvanico con un pH di circa 3. Se necessario, vengono aggiunti vari componenti, come ligandi diversi dall'acido citrico, tra cui l'EDTA. Il regolatore di pH utilizzato è il bisolfato di sodio. I sali conduttori includono idrogenofosfato di potassio, diidrogenofosfato, idrogenofosfato di ammonio, pirofosfato di sodio, ecc. I tamponi utilizzati sono solfato di potassio, solfato di sodio, ecc. Condizioni di galvanizzazione: concentrazione di oro di 1~8g/L, densità di corrente di 0,3~10A/dm.2temperatura della soluzione di placcatura di 25~40℃. Generalmente non si verificano fenomeni negativi, come l'appannamento, quando si placca uno spesso strato d'oro. Il brillantante nella soluzione di placcatura richiede solo l'aggiunta di una piccola quantità di metalli di transizione o metalloidi. Il cobalto e il nichel sono sbiancanti metallici rappresentativi.
R. Duva et al. hanno proposto la soluzione di doratura della Tabella 1-10 in un brevetto e hanno richiesto con successo molti altri brevetti per la doratura acida.
Tabella 1-10 Composizione di soluzioni acide rappresentative per la placcatura dell'oro
| Composizione e condizioni operative | 1 | 2 |
|---|---|---|
| Acido citrico + citrato di sodio /（g/L） | 80 | 80 |
| Oro (cianuro d'oro di potassio) /（g/L） | 8 | 8 |
| Nichel (solfato di nichel) /（g/L） | 3 | |
| Zinco (acetato di zinco) /（g/L） | 0.5 | |
| Indio (solfato) /（g/L） | 5 | |
| Cobalto (solfato) /（g/L） | 3 | |
| pH | 4〜5 | 3〜4 |
| Temperatura /℃ | 21 | 21 |
| Densità di corrente /（A/dm1） | 1 | 1 |
| K① valore | 23 | 21 |
Lo standard nazionale GB 11887-89 stabilisce che il contenuto d'oro di 1K è di 4,166% ("K" è l'abbreviazione della parola inglese carat e della parola tedesca karat).
21K = 21×4. 166% = 87. 486% （875‰）
L'oro 24K è spesso erroneamente indicato come oro puro o etichettato come "1000‰" con un contenuto effettivo di oro di 99,99%, equivalente a 23,988K (le organizzazioni internazionali hanno vietato l'etichettatura come "oro puro", "oro 9999" e "oro 24K").
Ci sono molte opinioni sul ruolo del cobalto nelle soluzioni di placcatura. Eisenmann ha analizzato il contenuto di potassio, cobalto, carbonio, azoto e altri elementi nello strato di placcatura dell'oro e ha scoperto che il rapporto di questi elementi corrisponde al rapporto KCo[Au(CN)2]3 molecole. Pertanto, si è concluso che agisce come un brillantante nella soluzione di placcatura, piuttosto che il cobalto da solo fornisce l'effetto brillantante. Nella soluzione di placcatura, si forma all'interno del doppio strato di Helmholtz e subisce solo una dissoluzione minima nelle condizioni tipiche di placcatura. Dopo la formazione del legante, presenta un comportamento elettrochimico simile a quello degli sbiancanti organici e viene adsorbito catodicamente. Questo metallo di transizione mostra effetti schiarenti in un'ampia gamma di pH, in contrasto con il cobalto e altri metalli di transizione che mostrano effetti schiarenti solo in soluzioni di placcatura acide.
In teoria, il rapporto tra potassio, cobalto, carbonio e azoto nello strato di placcatura deve essere 1:1:6:6, ma questi rapporti variano notevolmente. Il rapporto potassio/cobalto varia da (1,0:0,4)~(1,0:5,5) a seconda delle condizioni della soluzione di placcatura e dei parametri operativi; il rapporto cobalto/carbonio varia da (1:3)~(1:10), mentre il rapporto carbonio/potassio rimane fondamentalmente stabile a 3:1.
I risultati di cui sopra non negano il fatto che KCo[Au(CN)2]3 è il principale sbiancante nella soluzione di doratura e sono stati rilevati contemporaneamente anche cobalto, CoOOH o cianuro di cobalto nella soluzione di doratura. La formazione di KCo[Au(CN)2]3 può essere spiegata anche da molte caratteristiche della soluzione acida di doratura, ad esempio considerando questo composto come un semplice intermedio nel processo di galvanizzazione, mentre altre reazioni rappresentano il processo di schiarimento. In sintesi, si ritiene che fattori quali la riduzione del potassio e del cobalto, i sali ligandi del cianuro e la formazione di polimeri contribuiscano allo schiarimento dello strato di doratura.
La composizione di soluzioni di doratura rappresentative, brillanti, a basso stress e resistenti all'usura, è riportata nella tabella1-11. Le ipotesi teoriche sono abbastanza coerenti con la soluzione di doratura nella forte forza di coordinazione del gruppo di coordinazione del cobalto dal ligando di KCo[Au(CN)2]3 dissociazione del ligando degli ioni cobalto, con conseguente generazione di KCo[Au(CN)2]3, la generazione del ruolo di schiaritura. Se aggiunto sotto forma di sale di cobalto di EDTA, la quantità totale di cobalto di KCo[Au(CN)2]3 era di 6 g/L.
Tabella 1-11 Composizione di soluzioni rappresentative di placcatura in oro brillante, a bassa sollecitazione e resistente all'usura
| Elemento | Rapporto di massa/% | Rapporto atomico /% | Elemento | Rapporto di massa/% | Rapporto atomico /% |
|---|---|---|---|---|---|
| K | 0. 26 | 1.3 | Co | 0.24 | 0.80 |
| C | 0.24 | 3.94 | Totale | 1.00 | 9.70 |
| N | 0.26 | 3.66 |
Tutti gli elettroliti di doratura contengono ligandi cianidrici fortemente coordinanti (ad eccezione del sistema di sali di solfito d'oro). Lo ione cianocobalto [Co(CN)6–] è uno dei complessi di sali di coordinazione più stabili conosciuti tra i ligandi, e il sale di cianuro coordinato con il Co(III) è quasi atossico.
Se nella soluzione acida di doratura è presente cianuro libero, si produrrà HCN, quindi la concentrazione di cianuro libero deve essere molto bassa. Tuttavia, se il pH aumenta, la concentrazione di cianuro libero nella soluzione di placcatura aumenta. Quando si analizza il cobalto nella soluzione di placcatura, è necessario distinguere tra "cobalto inattivo" e "cobalto attivo", il primo essendo Co(III) e il secondo Co(II).
Quando si modificano le condizioni operative della soluzione di placcatura, si devono tenere presenti i seguenti aspetti.
(1) Il pH ha molti effetti sulla soluzione di placcatura.
Ad un valore di pH elevato, pari a 5,0, la concentrazione di cianuro libero aumenta, favorendo la formazione del sale di coordinazione ciano-cobalto(III) e aumentando la solubilità di KCo[Au(CN)2]3riducendo così la luminosità dello strato di placcatura. L'apporto di cobalto nel doppio strato elettrico di Helmholtz (Figura 1-3) è influenzato dalla capacità di coordinazione dei ligandi, che dipende dal pH della soluzione di placcatura. Poiché il pH della soluzione di placcatura aumenta continuamente, le soluzioni di placcatura acide richiedono l'aggiunta continua di agenti tampone.
A un pH basso, gli ioni idrogeno si scaricano in modo preferenziale, determinando una minore efficienza di corrente della soluzione di placcatura.
(2) Temperatura della soluzione di placcatura: All'aumentare della temperatura della soluzione di placcatura, la solubilità di KCo[Au(CN)2]3 aumenta e la luminosità dello strato di placcatura diminuisce.
Anche la temperatura influisce sulla forza di coordinazione. Quando la temperatura della soluzione di placcatura aumenta, l'aumento delle concentrazioni di sali di oro e cobalto può ridurre efficacemente questo effetto.
(3) Placcatura ad alta velocità: Le soluzioni di placcatura ad alta velocità richiedono regolazioni regolari. Per evitare una riduzione locale della concentrazione al catodo (polarizzazione della concentrazione), le concentrazioni di oro e cobalto devono essere mantenute al di sotto del limite superiore. Per lo stesso motivo, l'agitazione deve essere eseguita con soluzioni ad alta concentrazione e l'agitazione a getto viene utilizzata durante la placcatura ad alta densità di corrente. Le alte temperature possono migliorare l'effetto di agitazione. La caratteristica principale della placcatura ad alta velocità è l'alta densità di corrente sia all'anodo che al catodo. Gli sbiancanti per metalli di transizione possono ottenere prestazioni ottimali in presenza di un'elevata densità di corrente su entrambi gli elettrodi. Tuttavia, è necessario tenere presente le seguenti situazioni:
① Il pH della soluzione di placcatura aumenta rapidamente.
② Co3+ viene generato rapidamente.
③ I sali di coordinazione del cobalto(III) cianuro si formano facilmente.
④ I leganti organici favoriscono l'ossidazione della soluzione di placcatura.
Nel corso degli anni sono state sviluppate molte soluzioni di placcatura contenenti additivi organici per aumentare la gamma di densità di corrente delle soluzioni di placcatura di leghe di cobalto-oro e nichel-oro, ottenendo una placcatura ad alta velocità a concentrazioni inferiori.
(4) Efficienza di corrente: L'efficienza di corrente è il rapporto (%) tra la corrente consumata nell'effettivo processo di doratura e la corrente totale utilizzata. Le altre reazioni di riduzione consumano la corrente rimanente.
Utilizzo di Co3+ + e– =Co2+Dal punto di vista del consumo di corrente, si può capire che la generazione e l'adsorbimento di KCo[Au(CN)2]3 effetti di polarizzazione maggiori, con conseguente promozione della scarica di idrogeno.
Importanti condizioni che favoriscono la generazione di KCo[Au(CN)2]3come un basso valore di pH, un'elevata concentrazione di Co2+e la bassa temperatura della soluzione di placcatura riducono l'efficienza della corrente.
L'utilizzo di leganti appropriati può regolare la concentrazione effettiva di cobalto e la generazione di KCo[Au(CN)2]3, ottenendo uno strato di placcatura brillante e un'efficienza di corrente ottimale.
(5) Aggiunta di metalli, cioè gli sbiancanti metallici, ostacola la generazione di KCo[Au(CN)2]3Il piombo, ad esempio, ostacola la formazione di sbiancanti per adsorbimento, riducendo così l'efficienza della corrente.
(6) Mescolare: Rispetto alle soluzioni di placcatura di altri metalli, a causa delle scorte di materie prime d'oro, del prezzo e di altri fattori di costo e del fatto che la maggior parte della corrente nel processo di placcatura viene consumata dal trasferimento di elettroni nei sali conduttori ad alta concentrazione, le soluzioni di placcatura utilizzano generalmente la concentrazione più bassa possibile.
Au(CN)2– non è attratto dal catodo in elettroforesi e viene fornito al doppio strato di Helmholtz (Figura 1-3) per diffusione; pertanto, l'agitazione è una condizione importante per fornire il sale di coordinazione dell'oro e i brillantanti al catodo.
L'agitazione può migliorare l'efficienza della corrente, ma allo stesso tempo aumenterà ulteriormente l'efficienza della corrente nelle aree ad alta densità di corrente, peggiorando l'uniformità dello strato di placcatura.
Con il progresso della tecnologia di placcatura locale, il problema della scarsa dispersione dello strato di placcatura è gradualmente diminuito. Attualmente, gli additivi sono comunemente utilizzati per espandere la gamma di densità di corrente e migliorare l'uniformità della placcatura.
Copywrite @ Sobling.Jewelry - Produttore di gioielli personalizzati, fabbrica di gioielli OEM e ODM
2.2 Placcatura in lega oro-nichel
Figura 1-11 Contenuto di nichel e costante di reticolo del rivestimento in lega oro-nichel
Figura 1-12 Contenuto di nichel e costante di reticolo del rivestimento in lega oro-nichel
È stata misurata la relazione tra il contenuto di nichel e la costante reticolare in soluzioni di placcatura alcaline e acide per strati galvanici in lega oro-nichel. Il nichel forma una soluzione solida con l'oro a un contenuto massimo di 5%, e quando supera i 5%, il nichel precipita come una semplice miscela.
Sono stati condotti anche test comparativi su strati di placcatura in lega oro-nichel e in lega oro-cobalto e i risultati hanno mostrato che le proprietà delle due leghe d'oro differiscono significativamente. Le figure 1-13 e 1-14 mostrano che il contenuto di carbonio, cobalto e nichel nelle leghe d'oro della stessa composizione cambia con la temperatura della soluzione di placcatura. Il cobalto diminuisce all'aumentare della temperatura della soluzione di placcatura e le curve del carbonio e del cobalto sono parallele, quindi il rapporto molare tra carbonio e cobalto è approssimativamente fisso a 4.
Figura 1-13 Relazione tra temperatura della soluzione di placcatura e tasso di co-deposizione di cobalto e carbonio
(0,5g/L, pH 3,5, 1A/dm2 )
Figura 1-14 Relazione tra la temperatura della soluzione di placcatura e la co-deposizione di nichel e carbonio
1-0,5g/L, pH 3,5, 1A/dm2 ; 2-0,5g/L, Ni, pH 4,5, 1A/dm2
La Figura 1-15 mostra l'effetto del pH sulla co-deposizione di nichel. Quando il pH è controllato al di sopra di 4,5, la co-deposizione di nichel nello strato di placcatura è nulla, mentre al di sotto di pH 4,5 lo strato di placcatura è brillante.
Quando altre impurità si mescolano allo strato di doratura, la tensione di trazione dello strato di placcatura aumenta. La Figura 1-16 mostra la relazione tra la temperatura della soluzione di placcatura in lega oro-nichel e il valore della tensione all'interno dello strato di placcatura.
Figura 1-15 Effetto del pH sul tasso di co-deposizione di nichel e carbonio
Figura 1-16 Relazione tra il valore di sollecitazione interna, il pH e la temperatura della soluzione di placcatura (1kgf/mm).2 =980,665Pa)
Con l'aumentare dello spessore di questi strati di doratura, si generano facilmente delle cricche. La resistenza alla trazione dello strato di placcatura in lega oro-nichel è illustrata nella Figura 1-17. La resistenza alla trazione è fortemente influenzata dallo spessore e un buon strato di placcatura senza cricche può essere placcato solo con uno spessore di 2~3μm.
Quando il pH è inferiore a 5, la soluzione di placcatura può generare ligandi. Attualmente, la forza di legame tra citrato e nichel (Ni2+ ) è più forte di quella del cianuro. Le figure 1-18 mostrano le diverse condizioni della soluzione di placcatura. Se si aggiunge nichel sotto forma di K2Ni(CN)4Il contenuto di carbonio nello strato di placcatura aumenta bruscamente. Il contenuto di nichel nello strato di placcatura aumenta a partire da una concentrazione superiore a 0,3 g/L nella soluzione di placcatura. Quando la concentrazione di nichel nella soluzione di placcatura è inferiore a 0,3 g/L, lo strato di placcatura è opaco; al di sopra di 0,3 g/L, diventa brillante. Tuttavia, se il nichel viene aggiunto come solfato di nichel alla soluzione di placcatura, è possibile ottenere un effetto brillante anche quando la concentrazione di nichel è inferiore a 0,3g/L. Il motivo è che il nichel è già presente nella soluzione di placcatura. Il motivo è che il nichel è già stato sottoposto a co-deposizione a un livello di concentrazione.
Figura 1-17: relazione tra lo spessore della doratura e la resistenza alla trazione.
Figura 1-18 Effetto degli ioni complessi sulle concentrazioni di cobalto e nichel nella soluzione di placcatura e sui tassi di co-deposizione di cobalto, nichel e carbonio.
(1) Composizione e condizioni operative della soluzione di placcatura: Il colore dello strato di placcatura è la chiave della doratura decorativa. Nelle soluzioni di placcatura organica acida, i principali componenti utilizzati sono i seguenti: sali d'oro, acidi organici, sali di nichel, sbiancanti e antistress. Sali d'oro, come il cianuro d'oro di potassio. Gli acidi organici comprendono l'acido citrico, l'acido idrossibutandioico e l'acido tartarico. I sali di nichel includono sali di nichel di acido amidosolfonico, acido citrico, acido solforico, acido gluconico, acido formico, acido borico, acido fosforico, ecc. Gli illuminanti (metalli) includono indio, cobalto, zinco, cadmio, antimonio, ecc.
Tra gli antistress vi sono magnesio, calcio, α-bipiridina, alchilbenzene solfonato di sodio, trietilenetramina, idrazina solfato, acido amidosolfonico, ecc.
(2) Fattori che influenzano il colore degli strati di placcatura in lega oro-nichel: La Tabella 1-12 elenca due tipi di soluzioni di placcatura: colori dello strato di placcatura, stabilità della soluzione di placcatura, proprietà fisiche, ecc.
① Effetto del citrato di nichel: La concentrazione di citrato di nichel calcolata come nichel nella soluzione di placcatura varia di 15g/L, 20g/L, 25g/L, 30g/L, regolando il colore dello strato di placcatura in oro. Quando la concentrazione di citrato di nichel è di 15g/L, lo strato di placcatura è giallo oro brillante; quando è di 20~30g/L, il colore non cambia. Quando si aggiunge 1g/L di cobalto come solfato di cobalto, il colore non cambia, ma la luminosità dello strato di placcatura sì. Dopo aver modificato separatamente la temperatura della soluzione di placcatura di 35℃, 40℃, 45℃, 55℃, il colore dello strato di placcatura non è cambiato.
Tabella 1-12 Composizione e condizioni operative di due soluzioni di placcatura oro-nichel
| Composizione e condizioni operative | Soluzione di nichelatura con acido citrico | Soluzione di nichel solfammato |
|---|---|---|
| Acido citrico /(g/L) | 150 | 150 |
| Citrato di potassio /(g/L) | 100 | 100 |
| Solfammato di nichel (come Ni)/(g/L) | 15 | |
| Acido citrico nichel (come Ni)/(g/L) | 25 | |
| Solfato di cobalto (come Co)/(g/L) | 1 | 0.5 |
| Cianuro d'oro di potassio (come Au) /(g/L) | 2 | 2 |
| Cianuro di potassio KCN/(g/L) | 1 | 1 |
| pH | 4.2 | 4.2 |
| Temperatura /℃ | 40 | 40 |
Effetto dell'aminosolfonato di nichel: Nella soluzione di placcatura, la concentrazione di aminosolfonato di nichel è di 5g/L, 10g/L, 15g/L, 20g/L, calcolata come nichel; con l'aggiunta di 0,5g/L di cobalto (solfato di cobalto), 2,5g/L di oro (cianuro d'oro di potassio), il colore dello strato di placcatura cambia significativamente. Quando la concentrazione di nichel è di 5 g/L, lo strato di placcatura è giallo oro brillante; quando è di 10 g/L, è oro chiaro. Confrontando gli strati di placcatura depositati con i due sali di nichel, lo strato di placcatura ottenuto con la soluzione di nichel citrato presenta un colore giallo oro brillante. Al contrario, lo strato di placcatura ottenuto dalla soluzione di nichel aminosolfonato è leggermente nerastro.
Effetto del solfato di nichel: Dopo un certo periodo, la soluzione di nichel solfato produce un precipitato di idrossido di nichel e non è adatta all'uso.
④ Efficienza di corrente: La relazione tra la densità di corrente e l'efficienza di corrente per le due soluzioni di placcatura è illustrata nella Figura 1-19. Quando la densità di corrente è di 0,5A/dm2, 1,0A/dm2, 1,5A/dm2Non c'è differenza tra la soluzione di nichelatura al citrato e la soluzione di nichelatura all'acido amino-solfonico, ed entrambe hanno un'efficienza di corrente di 22%~23%.
Rapporto di deposizione dell'oro: Il contenuto di oro nello strato di placcatura della soluzione di nichel citrato è superiore a quello dello strato di placcatura della soluzione di nichel amino-solfonico di 1%~3% (frazione di massa) (Figura 1-20).
Figura 1-19 Relazione tra densità di corrente ed efficienza di corrente
Figura 1-20 Relazione tra sale di nichel e rapporto di deposizione dell'oro
Tabella 1-13 Durezza delle sezioni trasversali di due tipi di strati di placcatura
| Tipo | Carico/gf① | Durezza Hv |
|---|---|---|
| Soluzione di nichel citrato | 25,50 | 280 ~ 310 |
| Soluzione di nichel solfammico | 25,50 | 210 ~ 240 |
| ① lgf=9. 80665× 10-3N。 | ||
Lo stato superficiale di due strati di placcatura con spessore di 50μm è privo di crepe, liscio e semilucido. Quando il contenuto di nichel (frazione di massa) nello strato di placcatura in lega oro-nichel è di circa 5%, la durezza si aggira solitamente intorno a Hv 200. A causa dell'elevato spessore dello strato di placcatura, si generano tensioni interne, per cui il risultato misurato supera l'Hv 200. La durezza dello strato di placcatura proveniente dalla soluzione di placcatura di amino-solfonato è bassa, influenzata non solo dallo spessore dello strato di placcatura ma anche dall'effetto di riduzione delle tensioni dell'amino-solfonato stesso.
⑦ Effetto delle impurità: La soluzione di placcatura sperimentale e le condizioni operative per l'effetto dei metalli impuri sull'aspetto dello strato di placcatura sono riportate nella Tabella 1-14. Il nichel brillante è stato placcato in una vasca di prova per batterie a film sottile per condurre test su piastre di batterie a film sottile. I risultati delle due soluzioni di placcatura sono mostrati nella Figura 1-21, mentre il riepilogo dei risultati è riportato nella Tabella 1-15.
Tabella 1-14 Tipi e concentrazioni di addizione dei composti metallici impuri
| Composti impuri | Importo dell'aggiunta |
|---|---|
| Fe sotto forma di solfato ferroso | 0. 05g/L, 0. 1g/L, 1g/L, 5g/L |
| Cu sotto forma di solfato di rame | 0. 05g/L, 0. 1g/L, 1g/L |
| Zn sotto forma di solfato di zinco | 0. 05g/L, 0. 1g/L, 1g/L, 5g/L |
| Pb sotto forma di solfato di piombo | 100mg+volte (rapporto molare) EDTA 5mg/L, 20mg/L, 100mg+ mole equivalente EDTA |
| Cl sotto forma di acido cloridrico | 50mg/L, 200mg/L |
Tabella 1-15 Effetti delle impurità
| Impurità | Soluzione di nichel citrato | Soluzione di nichelatura all'acido ammino solfonico |
|---|---|---|
| Fe | Nessun effetto fino a 5g/L | |
| Cu | A 0,1 g/L: l'intera superficie appare nera; a 1 g/L: diventa evidente una distinta precipitazione ramata. | A 0,5 g/L: si verifica un annerimento nelle aree a bassa densità di corrente; a 1 g/L: la superficie diventa priva di lucentezza. |
| Zn | Fino a 0,1 g/L: nessun effetto osservabile; oltre 0,1 g/L: compare un colore giallo oro bluastro, che si intensifica proporzionalmente all'aumentare della concentrazione. | |
| Pb | Intorno a 5 mg/L: un leggero annerimento si manifesta nelle aree a bassa densità di corrente. A circa 20 mg/L: quando si introduce l'EDTA-2Na emerge un aspetto torbido. | Fino a 20 mg/L: non è stato osservato alcun impatto significativo. |
| Cl | A 200 mg/L: aumento marginale della foschia limitato alle regioni ad alta densità di corrente. | Intorno a 200 mg/L: sostanzialmente nessuna influenza rilevabile. |
Confrontando i risultati di cui sopra per i due tipi di soluzioni di nichelatura, la soluzione di nichelatura all'acido citrico è fortemente influenzata dal piombo. Al contrario, il piombo influisce meno sulla soluzione di nichelatura all'acido amino-solfonico. Al contrario, il rame influisce maggiormente sulla soluzione di nichelatura all'acido amino-solfonico rispetto alla soluzione di nichelatura all'acido citrico.
⑧ L'effetto del rame e dello zinco sul colore dello strato di doratura: Per misurare l'effetto del rame e dello zinco sullo strato di doratura della soluzione di nichelatura all'acido citrico è stato utilizzato un glossometro, i cui risultati sono mostrati nella Figura 1-22. Se lo zinco viene mescolato alla soluzione di doratura, il colore dello strato di doratura aumenta in ciano; se viene mescolato al rame, mostra una leggera tinta nera.
2.3 Placcatura in lega oro-nichel-indio
Tabella 1-16 Composizione e condizioni operative della soluzione di placcatura in lega oro-nichel-indio
| Composizione e condizioni operative | Parametri | Composizione e condizioni operative | Parametri |
|---|---|---|---|
| Cianuro d'oro di potassio (G/L) | 11.7 | Indio (solfato di indio)/（g/L） | 5 |
| Acido citrico (G/L) | 85 | pH | 3.8 |
| Citrato di potassio /（g/L） | 140 | Temperatura della soluzione galvanica /℃ | 38 |
| Nichel（citrato di nichel）/（g/L） | 4.5 | Densità di corrente /（A/dm2） | 1 |
2,4 Lega d'oro ipoallergenica placcata
Per molto tempo, metalli come il nichel e il cobalto sono stati comunemente utilizzati per regolare la durezza, la resistenza all'usura, la resistenza alla corrosione e il colore degli strati di doratura. Il nichel e il cobalto causano reazioni allergiche nel corpo umano e i Paesi europei e americani hanno già implementato normative restrittive sull'uso di nichel e cobalto. Per questo motivo sono state sviluppate soluzioni di doratura prive di allergie.
L'aggiunta di sali di ferro e di sali di titanio alle soluzioni per la placcatura delle leghe d'oro può ottenere lo stesso effetto brillante dei sali di nichel e di cobalto. L'aggiunta di sali conduttori, acidi organici deboli come l'acido tartarico e l'acido citrico, sali di metalli di base, sali di osmio, ecc. può risolvere il problema dell'allergia ai metalli. Queste soluzioni di placcatura in lega d'oro non causano allergie al corpo umano. Tuttavia, il raggiungimento della levigatezza degli strati di placcatura ordinari è difficile e le crepe compaiono quando lo spessore supera i 3μm. Anche la regolazione dei toni gialli e bianchi è relativamente difficile.
Sostituendo il nichel e il cobalto, che hanno problemi di allergia, con il ferro, aggiungendo sali conduttori di indio e utilizzando tamponi di pH, lo strato di placcatura in lega d'oro ha la stessa luminosità, adesione e stabilità, nonché lo stesso spessore e le stesse caratteristiche tonali degli strati di placcatura in lega oro-nichel o oro-cobalto.
La fonte di ioni oro è il cianuro di potassio oro(I) o il cianuro di potassio oro(III). Se la concentrazione è troppo bassa, l'efficienza della corrente è bassa, lo strato di placcatura appare appannato e si possono verificare crepe; se è troppo alta, la viscosità della soluzione di placcatura aumenta e lo strato di placcatura è soggetto a bruciature.
Se la concentrazione di ioni ferrosi o ferrici è troppo bassa, l'oro non può essere depositato in modo stabile e lo strato di placcatura d'oro rischia di apparire nebbioso e rosso fuoco: Se è troppo alta, è probabile che si verifichino grandi crepe, rendendo difficile ottenere uno strato di placcatura spesso.
L'aggiunta di solo ferro provoca un'eccessiva tensione interna nello strato di doratura, rendendo possibili le crepe e impedendo la formazione di uno strato di doratura omogeneo. L'aggiunta di indio può alleviare lo stress dello strato di doratura, consentendo una doratura spessa, e può anche essere utilizzata per regolare il tono dell'oro puro.
Se la concentrazione di ioni indio è troppo bassa, è probabile che si verifichino crepe; se è troppo alta, l'efficienza della corrente diminuisce e la deposizione dello strato d'oro diventa instabile.
Gli acidi inorganici o organici possono essere selezionati tra acido fosforico, acido pirofosforico, acido borico, acido tungstico, acido ossalico, acido tartarico, acido citrico, acido malico, acido lattico, acido succinico, acido idrossiacetico e acido gluconico.
Se la concentrazione dei sali conduttori e dei tamponi del pH è troppo bassa, la conduttività è scarsa e il tamponamento del pH è insufficiente, causando un deposito instabile dello strato di placcatura d'oro; se è troppo alta, la viscosità della soluzione di placcatura aumenta, rendendo più probabili le crepe.
pH da 1,5 a 7,0. Al di sotto di 1,5, l'efficienza della corrente è bassa e la deposizione è instabile. Al di sopra di 7,0 si formano facilmente precipitati di ferro e indio, che causano una deposizione anomala dello strato d'oro.
Modificando la concentrazione dei componenti di cui sopra, aggiungendo tensioattivi, altri ausiliari, ecc. si possono migliorare il colore, la resistenza alla corrosione e la resistenza all'usura dello strato di doratura depositato. I seguenti esempi illustrano questo aspetto:
Dopo il pretrattamento convenzionale della lastra di rame, utilizzare la soluzione di placcatura della tabella 1-17, con pH 4, temperatura di 40℃ e densità di corrente di 2A/dm.2 per placcare la lega d'oro.
Tabella 1-17 Soluzione di placcatura in lega d'oro e strato di placcatura in lega d'oro
| Composizione e risultati | Prodotti chimici utilizzati | N. 1 | No. 2 | N. 3 | No. 4 | No. 5 | No. 6 | No. 7 | No. 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Oro/(g/L) | Cianuro d'oro di potassio | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |||
| Oro(III) cianuro di potassio | 5 | 5 | 5 | 5 | |||||
| Ferro /(g/L) | Ione ferroso | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |||
| Ione ferroso | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | ||||
| Indio /(g/L) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5(titanio) | ||||
| Sale conduttivo e tampone di pH /(g/L) | Acido ossalico | 100 | 20 | 100 | 10 | 100 | |||
| Acido tartarico | 100 | 20 | 10 | ||||||
| Acido citrico | 100 | 20 | |||||||
| Acido borico | 20 | ||||||||
| Acido tungstico | 20 | 10 | 10 | ||||||
| Acido fosforico | 20 | ||||||||
| Risultato | Spessore della luminosità/μm | Sopra 5 | <1 | <1 | <1 | <1 | |||
| Velocità di sedimentazione / (μm/min) | 0. 15 ~ 0. 25 | Impossibile determinare | |||||||
| Caratteristiche | Galvanotecnica brillante | Crepe e precipitazioni anomale | |||||||
Nella soluzione di placcatura della lega oro-ferro, aggiungendo indio, sali conduttori e tamponi di pH si può ottenere uno spesso strato di placcatura in lega oro brillante con una luminosità superiore a 5μm e la tonalità può essere regolata dal giallo al bianco.
Il n. 5 ~ 8 è il risultato senza aggiunta di indio. La velocità di placcatura è instabile, lo strato di placcatura produce molte crepe, la superficie è anormale (bruciata, appannata) e l'ottenimento di uno strato di placcatura d'oro brillante superiore a 1μm è impossibile. Anche l'uso del tallio al posto dell'indio provoca crepe nello strato di doratura e depositi anomali. Tali soluzioni di placcatura non hanno alcuna utilità pratica. La Tabella 1-17 mostra le caratteristiche delle soluzioni di placcatura in lega d'oro e degli strati di doratura.
A causa dell'allergenicità del nichel e del cobalto e delle restrizioni alla vendita o all'esportazione, il ferro e l'indio vengono utilizzati per sostituire il nichel e il cobalto nelle soluzioni di placcatura delle leghe d'oro. Le caratteristiche degli strati di placcatura sono le stesse, eliminando i problemi di allergia dei metalli come il nichel e il cobalto. La deposizione dello strato di placcatura nella soluzione di placcatura è stabile e il tono di colore pratico può essere regolato.
3. Placcatura in oro neutro
La doratura neutra è chiamata doratura morbida o doratura pura, con un'elevata purezza dello strato d'oro depositato, assenza di lucentezza e bassa durezza, utilizzata principalmente per gli strati di doratura negli imballaggi IC. La soluzione di placcatura è costituita da sali d'oro, cianuro d'oro di potassio, agenti tampone a pH neutro come citrato, fosfato e miscele di questi sali. Inoltre, questi sali servono anche ad aumentare la conduttività della soluzione di placcatura.
Caratteristiche della soluzione di placcatura neutra: L'aggiunta di una traccia di modificatore di cristallizzazione può modificare la struttura di precipitazione dello strato di placcatura, dando luogo a una tonalità di colore giallo limone. Quando l'aggiunta è insufficiente, l'aspetto è marrone rossastro o bruciato; quando l'aggiunta è eccessiva, si verifica la co-precipitazione, riducendo la purezza dello strato di placcatura.
3.1 Placcatura decorativa in oro
Tabella 1-18 Composizione e condizioni operative della soluzione di placcatura in lega oro-rame (I)
| Composizione e condizioni operative | Parametri | Composizione e condizioni operative | Parametri |
|---|---|---|---|
| Potassio oro cianuro/(g/L) | 7 | pH | 6. 8〜75 |
| Na2HPO4 (Fosfato disodico di idrogeno)/(g/L) | 28 | Temperatura della soluzione galvanica/℃ | 65 〜75 |
| Cu[Na2Cu(CN)3]/(g/L) | 7 | Densità di corrente/(A/dm2) | 0. 5〜1 |
| Fe(cianuro ferroso)/(g/L) | 3 |
Tabella 1-19 Composizione e condizioni operative della soluzione di placcatura in lega oro-rame (II)
| Composizione e condizioni operative | Parametri | Composizione e condizioni operative | Parametri |
|---|---|---|---|
| Potassio oro cianuro/(g/L) | 0. 7~1. 5 | pH | 8.5 |
| Cu(sale di rame EDTA)/(g/L) | 8 | Temperatura della soluzione galvanica/℃ | 53 〜 57 |
| Na2EDTA (libero) (g/L) | 16 | Densità di corrente/(A/dm2) | 1 ~ 1. 5 |
Si tratta di soluzioni di placcatura in lega d'oro comunemente utilizzate in Europa. Lo strato di placcatura è una soluzione completamente solida che contiene una notevole quantità di rame, ma non è soggetta a decolorazione. Il test di aerazione con acido nitrico mostra un'eccellente resistenza alla corrosione.
Lo strato di placcatura in lega oro-rame della soluzione di placcatura EDTA è trattato termicamente a 300~400℃ per ottenere Au-Cu3 composto intermetallico, che presenta una durezza molto elevata. La Figura 1-23 mostra la curva di polarizzazione della soluzione di placcatura della Tabella 1-4.
3.2 Placcatura in oro funzionale
Tabella 1-20 Composizione e condizioni operative della soluzione di placcatura in oro neutro di elevata purezza
| Composizione e condizioni operative | N. 1 | No. 2 | N. 3 | No. 4 | No. 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Potassio oro cianuro/(g/L) | 10 〜 31 | 10 〜 20 | 7〜18 | 6 | 8.2 |
| Sodio diidrogeno fosfato/(g/L) | 60 | - | 82 | - | - |
| Pirofosfato di potassio/(g/L) | - | - | - | - | 150 |
| Citrato/(g/L) | 60 | 60 〜 125 | 50 〜 75 | 90 | - |
| Citrato di potassio | Citrato di potassio | Citrato di ammonio | Sale solubile di acido | ||
| Sodio tiosolfato pentaidrato/(g/L) | 5 〜 10 | - | - | - | - |
| Fosfato di trietile/(g/L) | - | 30 〜 60 | - | - | - |
| Aminotrimetilfosfato/(g/L) | - | - | - | 80 | - |
| Alcool benzilico (frazione di massa)/% | - | - | - | - | 0. 05 |
| pH | 5. 5 〜 8. 0 | 6 〜 8 | 5 ~ 6. 5 | 6.0 | 7 ~ 8 |
| Temperatura /℃ | 60 | 60 | 45 〜 100 | 65 | 60 |
| Densità di corrente /(A/dm2) | 0. 1〜 1.5 | 0. 1 ~ 0. 3 | 0. 1 ~ 0. 4 | 0. 1 ~ 0. 5 | 0. 1 |
4. Placcatura in oro al solfito
Dal 1970, la doratura con sali di solfito d'oro è diventata pratica. I sali complessi di oro(I) solfito subiscono [Au(SO3)2]3-⇌Au++2SO32- dissociazione.
La stabilità di questo tipo di ioni complessi è molto più bassa rispetto a quella dei complessi di cianuro, con una costante di stabilità di circa il 1010, quindi la stabilità è del 1028 volte peggiore di [Au(CN)2–] .
Am è il gruppo amminico di un'ammina alifatica.
L'anione si dissocia secondo la seguente formula:
[Au(Am)2(SO3)2]3- ⇌[Au(Am)2]+ + 2(SO3)2- (1-2)
E anche [Au(Am)2]+ ⇌Au+ + 2Am (1-3)
Tabella 1-21 Composizione della soluzione galvanica al solfito d'oro
| Composizione | Parametri |
|---|---|
| Oro [sale iminocoordinato di solfito di sodio di oro(I)]/(g/L) | 12 |
| Solfito di sodio (libero)/(g/L) | 50 |
| Sodio citrato/(g/L) | 50 |
| Sodio tetraborato/(g/L) | 10 |
Il sale di solfito d'oro viene generalmente utilizzato per placcare leghe d'oro ternarie Au-Pd-Cu durante l'elettrodeposizione delle leghe d'oro. I suoi vantaggi sono: ① lo strato di placcatura appare rosa; ② la durezza arriva fino a Hv 400; ③ l'eccellente resistenza all'usura; ④ l'eccellente resistenza alla corrosione. Gli svantaggi sono: ① il rapporto di deposizione della lega varia in modo non uniforme con la densità di corrente e la temperatura; ② l'anodo subisce riduzione e deposizione durante la placcatura a lungo termine.
Yoshimura et al. hanno utilizzato le condizioni riportate nella Tabella 1-22, variando la concentrazione di rame di 0,0021~0,0211mol/L, la temperatura della soluzione di placcatura di 25℃, 50℃ e la densità di corrente di 0,230A/dm.2 per la placcatura. L'aspetto, la durezza, la resistenza all'usura e altri valori del rivestimento depositato sono riportati nella Tabella 1-23. Rispetto alla dimensione dei grani 337Å dello strato di placcatura in lega di oro-palladio, la dimensione dei grani 161~231Å dello strato di placcatura in lega di oro-palladio-rame è più piccola, con una durezza di placcatura di 400 Hv e una buona resistenza all'usura. Esiste un brevetto correlato per lo strato di placcatura in lega oro-palladio-rame.
Tabella 1-22 Composizione della soluzione galvanica della lega Au-Pd-Cu Unità: mol/L
| Composizione | Parametro | Composizione | Parametro |
|---|---|---|---|
| Au(SO3 )2 3- | 0.0204 | Na2SO3 | 0.1983 |
| Pd(en)2 2+ | 0.0236 | NaAsO2 | 0.0115 |
| EDTA-2Na | 0.2109 | CuSO4 | 0. 0021 〜 0.0211 |
Tabella 1-23 Confronto tra la durezza e la resistenza all'usura del rivestimento in lega Au-Pd-Cu e del rivestimento in lega Au-Ni
| Composizione della soluzione galvanica, rapporto di deposizione/% | Durezza VHN | Resistenza all'usura |
|---|---|---|
| Au : Ni | ||
| 92 : 8 | 237 | 20 |
| Au ： Pd ：Cu | ||
| 87 ： 3 ： 10 | 362 | 26 |
| 80 ： 5 ： 15 | 437 | 33 |
| 79 ： 8 ： 13 | 383 | 28 |
| 75 ： 9 ： 16 | 400 | 28 |
