العربية 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
ما هو طلاء الذهب الكيميائي وكيف يعمل؟
طلاء الذهب الكيميائي: التقنيات والحلول والتطبيقات الخاصة بالمجوهرات
مقدمة:
ما هو الطلاء الكيميائي بالذهب؟ هي عملية تُستخدم لترسيب طبقة رقيقة من الذهب على مواد مختلفة، مما يعزز مظهرها ومتانتها. كيف تتم هذه العملية؟ يتضمن الطلاء الكيميائي للذهب استخدام محاليل خاصة مع أيونات الذهب وعوامل الاختزال. وغالباً ما تستخدم الطرق التقليدية السيانيد، ولكن هناك أيضاً خيارات خالية من السيانيد. لماذا تختار الطلاء الكيميائي للذهب؟ إنه يوفر لمسة نهائية موحدة وعالية الجودة ومثالية للمجوهرات وغيرها من عناصر الزينة. وسواء كنت صانع مجوهرات أو مصممًا أو تاجر تجزئة، فإن فهم هذه التقنيات يمكن أن يرتقي بمنتجاتك.
جدول المحتويات
القسم الأول الطلاء الكيميائي للذهب بالسيانيد السيانيد الكيميائي
1. لمحة عامة
مع الكثافة العالية للمكونات الإلكترونية، وتعقيد تصميم الخطوط، والتصنيع الدقيق للدوائر، واستقلالية الخصائص الكهربائية، أصبح الطلاء الكيميائي بالذهب، الذي يحل تعقيد عملية الطلاء، طريقة حتمية لطلاء الذهب. ومع ذلك، فإن الطلاء الكيميائي للذهب له العيوب التالية:
① سرعة بطيئة;
② ضيق ظروف الاستخدام ونطاق التشغيل، مما يزيد من صعوبة الإدارة;
③ يجب أن يكون سطح المادة نظيفًا تمامًا;
④ عمر محلول الطلاء قصير (عرضة لتفاعلات الأكسدة الذاتية);
⑤ سمك الطلاء حساس للغاية لظروف التحريك.
لذلك، يجب إجراء الطلاء الكيميائي للذهب باستخدام معدات خاصة. وترد في الجدول 1-24 تركيبة محلول الطلاء الكيميائي للذهب الشائع الاستخدام في الجدول 1-24، الذي يتم تحضيره عن طريق الجمع بين أملاح تناسق الذهب المختلفة وعوامل الاختزال.
الجدول 1-24 أنواع أملاح تنسيق الذهب وعوامل الاختزال في محلول طلاء الذهب الكيميائي
| عامل الاختزال | كاو (CN)2 | كاو (CN)4 | نا3Au(SO)2)2 | HAuCl4 - 3H2O | HAuCl4 ・ 3H2O | AuCN | كاو (CN)4 | KAu ・ O2 | KAu(OH)4 | أوي | غير محدد |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| هيبوفوسفيت الصوديوم | 57,58 | 71 | 77 | ||||||||
| الفورمالديهايد | 71 | 78 | |||||||||
| بيازيد | 59 | 71 | 76 | 78 | |||||||
| بوروهيدريد البوروهيدريد | 60,61 | 72 | 78 | 79 | |||||||
| ميثيل بوران | 60 | 69 | 74 | 75 | 79 | 80 | |||||
| هيدروكسيل أمين | 62 | ||||||||||
| غير منشورة | 63 | 73 | 81 | ||||||||
| ثيوريا | 64 | ||||||||||
| هيدروكسيد الأمونيوم | 65 | ||||||||||
| رباعي هيدرات الصوديوم البوتاسيوم (مجتمعة) | 66 | 70 | |||||||||
| ن،ن-ثنائي ميثيل أميد | 82 | ||||||||||
| ن،ن-ثنائي ميثيل الجلايسين | 67 | ||||||||||
| لا يوجد | 68 |
الجدول 1-25 وظائف المكونات في محلول طلاء الذهب الكيميائي
| المكوّن | الغرض | اسم المركب |
|---|---|---|
| أيون الذهب | توريد الذهب المعدني | كاو (CN)2、KAu(CN)4𞸍 、 الاتحاد العالمي للجامعات 、 نا3Au(SO)2)2. HAuCl4 - 3H2و 、 كيو ・ و2 |
| عامل التخفيض | عوامل الاختزال لترسيب الذهب | رباعي هيدرات رباعي هيدرات الصوديوم البوتاسيوم، بوروهيدريد، أمين بوران، فورمالديهايد، هايبوفوسفايت، ن،ن-ثنائي ميثيل جلايسين، حمض الأسكوربيك |
| عوامل مخلبة عضوية | عمل عازل لمنع الترسب السريع للذهب | إيدتا، سترات البوتاسيوم، حمض الطرطريك، حمض الطرطريك |
| المثبت | إخفاء النوى النشطة لمنع تحلل محلول الطلاء | ثيوريا، سيانيد معدني، أسيتيل أسيتون |
| المنشط | التأثير المبطئ للعامل المخلبي المعتدل | حمض السكسينيك |
| عامل التخزين المؤقت | الحفاظ على درجة حموضة معينة | الفوسفات، والسترات، والطرطرات |
| خافض للتوتر السطحي | اجعل الأجزاء المطلية سهلة البلل | السلفونات الأليفاتية، كبريتات الكحوليات |
2. محلول الطلاء بالذهب الهيبوفوسفيت
عندما يخضع المعدن الأساسي والذهب في محلول الطلاء لتفاعل الإزاحة، يتأين المعدن ذو الإمكانات الكهروكيميائية المنخفضة بسهولة أكبر من الذهب. أثناء التفاعل، بمجرد أن يتم تغطية سطح المعدن الأساسي بالكامل بالذهب، يتوقف التفاعل على الفور، لذلك يمكن الحصول على طبقة طلاء ذهبية رقيقة من الذهب يتراوح قطرها بين 0.1 و0.3 ميكرومتر فقط. إن محلول الطلاء هذا، أو محلول بروكشاير، هو محلول طلاء قديم وهو التركيبة الأساسية لمحاليل طلاء الذهب الكيميائية المسوّقة حاليًا. خصائص محلول الطلاء: يجب أن تكون الطبقة الأساسية للطلاء بالذهب من النيكل من أجل تفاعل الإزاحة؛ لا يمكن طلاء الذهب بالإزاحة على مادة النحاس.
(1) تركيبة وشروط محلول الطلاء الكيميائي للذهب تحت الفوسفات
يُظهر الجدول 1-26 التركيب النموذجي لمحلول الطلاء الكيميائي للذهب هايبوفوسفيت.
الجدول 1-26 تركيبة وشروط محلول الطلاء الكيميائي للذهب بالهيبوفوسفيت
| التركيب وظروف التشغيل | الرقم التسلسلي | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| سيانيد الذهب البوتاسيوم/(جم/لتر) | 2 | 2 | 20 | 2 | 2 |
| هيبو فوسفات الصوديوم/(جم/لتر) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| سيانيد البوتاسيوم / (جم/لتر) | 0.2 | 0.2 | 80 | 0.4 ① | 0.2 |
| درجة الحرارة/درجة مئوية | 96 | 96 | 96 | 96 | 96 |
| الأس الهيدروجيني | 13.5 | 7.5 | 13.5 | 13.5 | 7.1 |
| معدل التحميل/(سم2/سم3) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| معدل التصفيح/[ملغم/(سم)2- h)] | 9.8 | 9.85 | 12.3 | 8.2 | 3.86 |
(2) تأثير النيكل على معدل ترسيب محلول الطلاء بالهايوفوسفيت
في محلول الطلاء الكيميائي للذهب باستخدام الهايبوفوسفيت كعامل اختزال، فإن أيونات الفلز النشط (Ni2+). يتم ترسيب المعدن (النيكل) والذهب معًا بكميات ضئيلة على سطح الأجزاء المطلية، مما يخلق قوة دافعة كيميائية كبيرة ويزيد من سرعة طلاء الذهب. يظهر المبدأ في مخطط النموذج في الشكل 1-25.
الجدول 1-27 تركيبة وظروف تشغيل محلول طلاء الذهب هايبوفوسفيت
| التركيب وظروف التشغيل | I | ثانياً | التركيب وظروف التشغيل | I | ثانياً |
|---|---|---|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم/(جم/لتر) | 2, 5, 7 | 2, 5, 7 | سيانيد البوتاسيوم / (جم/لتر) | - | 2 |
| سترات الصوديوم سترات الصوديوم/(جم/لتر) | 75 | 75 | H2ن.ن.هـ.ن2 - H2O/(جم/لتر) | - | 2 |
| ناقص فوسفات الصوديوم/(جم/لتر) | 15 | 15 | الأس الهيدروجيني | 8.5 | 4.3 |
| EDTA-2Na/(جم/لتر) | - | - | درجة الحرارة/℃ | 70, 90 | 70, 90 |
| كلوريد الصوديوم/(جم/لتر) | - | 5 |
3. محلول التصفيح بملح البوروهيدريد
(1) التركيب وخصائص محلول الطلاء الكيميائي للبوتاسيوم بوروهيدريد الذهب الكيميائي
في عام 1969، اقترح أوكيناكا وآخرون استخدام محلول طلاء بمركبات البوروهيدريد كعامل اختزال. وترد تركيبة وشروط محلول الطلاء الكيميائي للبوروهيدريد بالذهب الكيميائي في الجداول 1-28، وترد خواص طبقات الذهب المطلية بهذه المحاليل في الجداول 1-29. سماكة طبقات الطلاء المطلية في أوقات مختلفة بمحاليل طلاء مختلفة موضحة في الشكل 1-27. وترد في الجدول 1-30 النتائج الموجزة للعوامل المختزلة لبوروهيدريد البوتاسيوم وثنائي ميثيل أمين البوران.
الجدول 1-28 تركيبة وظروف تشغيل محلول الطلاء الكيميائي للبوتاسيوم بوروهيدريد الذهب الكيميائي
| التركيب والتشغيل | الرقم التسلسلي | ||
|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | |
| سيانيد الذهب البوتاسيوم/(جم/لتر) | 0. 02 مول/لتر (5.8 جم/لتر) | 0. 03 مول/لتر (8.6 جم/لتر) | 0. 005 مول/لتر (1. 45 جم/لتر) |
| سيانيد البوتاسيوم | 0. 2 ملي مول/لتر (13.0 جم/لتر) | 0. 2 ملي مول/لتر (13.0 جم/لتر) | 0. ل مول/لتر (6.5 جم/لتر) |
| هيدروكسيد البوتاسيوم | 0. 2 ملي مول/لتر (11.2 جم/لتر) | 0. 2 ملي مول/لتر (22.4 جم/لتر) | 0. 2 ملي مول/لتر (11.2 جم/لتر) |
| بوروهيدريد البوتاسيوم | 0. 4 ملي مول/لتر (21.6 جم/لتر) | 0. 8 ملي مول/لتر (43.1 جم/لتر) | 0. 2 مول/لتر (10.8 جم/لتر) |
| درجة الحرارة/درجة مئوية | 75 | 75 | 75 |
الجدول 1-29 خواص محلول طلاء الذهب الكيميائي بعامل اختزال بوروهيدريد البوتاسيوم
| الطبيعة | البيانات | الطبيعة | البيانات |
|---|---|---|---|
| قوة الترابط | قوة ترابط ممتازة للطبقة المعدنية | المسامية | لا توجد مسام أكبر من 1 ميكرومتر على السطح الموحد |
| المظهر | أصفر باهت | النقاء | 99. 9% |
| الكثافة | محتوى الذهب 19. 3 جم/سم3 | قيمة المقاومة | 0. 03Ω/سم2 (Au: 1 ميكرومتر) |
| الصلابة | صلابة نوب 60 ~ 80 | قابلية اللحام | ممتاز |
الجدول 1-30 وظائف المكونات في محلول الطلاء الكيميائي للبوتاسيوم بوروهيدريد الذهب
| العوامل المؤثرة | محلول الطلاء بالبوتاسيوم بوروهيدريد البوتاسيوم | محلول الطلاء DMAB (ثنائي ميثيل أمينوبوران) |
|---|---|---|
| تأثير تركيز الذهب | عندما يصل تركيز الذهب إلى 0.002 مول/لتر، يرتفع معدل الترسيب بشكل حاد وينخفض فوق ذلك. | يزداد معدل الترسيب خطيًا عند تركيز 0.01 مول/لتر من الذهب، ولكن ليس له تأثير فوق ذلك. |
| تأثيرات سيانيد البوتاسيوم |
محلول طلاء غير مستقر عندما يكون أقل من 0.005 مول/لتر. لا يترسب الذهب فوق 0.2 مول/لتر. |
مثل اليسار |
| تأثير بوروهيدريد البوتاسيوم | BH غير مستقر في درجة حرارة الغرفة. وتؤدي إضافة هيدروكسيد البوتاسيوم إلى تحسين ثبات الحمام، ويقل معدل الترسيب مع زيادة التركيز. | DMAB مستقر في درجة حرارة الغرفة، ويزداد معدل الترسيب مع زيادة هيدروكسيد البوتاسيوم. |
| تركيز عامل الاختزال | زيادة في معدل الترسيب مع زيادة التركيز | |
| تأثير درجة حرارة حمام الطلاء | زيادة معدل الترسيب بمقدار 10 ℃، والتحلل عند 85 ℃. |
(2) تأثير سرعة الطلاء وأيونات المعادن الثقيلة
وتؤدي إضافة كميات ضئيلة من أيونات المعادن الثقيلة (الرصاص والثاليوم وغيرها) إلى محلول الطلاء الكيميائي للذهب إلى زيادة معدل الترسيب بشكل كبير. وشرح ماكنتاير هذا التأثير على النحو التالي. نظرًا لانخفاض الترسيب المحتمل، فإن التأثير التحفيزي لذرات الرصاص الممتز، كما هو موضح في الآليات (1-4) و(1-5)، يعزز التنوي.
باء باء2+ + 2e– ← Pbإعلان （1-4）
2Au(CN)2– + رطلإعلان → 2Au + Pb2+ + 4CN– （1-5）
نظرًا للاختلاف الكبير في دوال الشغل بين النحاس ومواد الذهب وأيونات الرصاص، يُختزل الرصاص ويترسب عند جهد أكثر إيجابية من جهد الأكسدة والاختزال الديناميكي الحراري، مما يشكل طبقة أحادية. ونظرًا للتفاعل التحفيزي لذرات الرصاص الممتزّة كما في (1-4) و(1-5)، ) يحدث تفاعل الاختزال لـ Au(CN) بسرعة، مما يعزز بشكل فعال ترسيب الذهب.
ويوضح الشكل 1-28 العلاقة بين تركيز الرصاص ومعدل الترسيب في محلول طلاء الذهب المختزل ببوروهيدريد البوتاسيوم في الشكل 1-28، وتكوين محلول الطلاء موضح في الجدول 1-31. يُضاف الرصاص على شكل نترات الرصاص. يُظهر الشكل 1-28 أن تركيز إضافة الرصاص في محلول الطلاء يمكن أن يكون حوالي 20 مل/لتر فقط، وإضافة المزيد ليس له أي تأثير.
الجدول 1-31 تركيبة وظروف تشغيل محلول طلاء الذهب بوروهيدريد البوتاسيوم بالبوتاسيوم
| التركيب وظروف التشغيل | I | ثانياً | التركيب وظروف التشغيل | I | ثانياً |
|---|---|---|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم/(جم/لتر) | 2 | 2 | سيانيد البوتاسيوم / (جم/لتر) | 10 | 10 |
| بوروهيدريد البوتاسيوم/(جم/لتر) | 2 | 10 | EDTA-2Na/(جم/لتر) | 5 | 5 |
| سيانيد البوتاسيوم/(ملغم/لتر) | 5 | 5 | درجة حرارة/درجة مئوية محلول الطلاء | 75 | 75 |
الجدول 1-32 تركيب محلول طلاء الذهب BMAB
| التركيب وظروف التشغيل | التركيز | التركيب وظروف التشغيل | التركيز |
|---|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم/(جم/لتر) | 2 | سيانيد البوتاسيوم / (جم/لتر) | 30 |
| BMAB/(جم/لتر) | 10 | EDTA-2Na/(جم/لتر) | 5 |
| سيانيد البوتاسيوم/(ملغم/لتر) | 5 | 𞸍 | 13.6 |
الجدول 1-33 تكوين محلول سيانيد الذهب الكيميائي سيانيد البوتاسيوم (III) سيانيد الذهب الكيميائي
| التركيب | المعلمات | التركيب | المعلمات |
|---|---|---|---|
| كاو (CN)4/ (جم/لتر) | 4 | KOH/(ملغم/لتر) | 11.2 |
| كيه بي إتش4/ (جم/لتر) | 3 | درجة الحرارة/℃ | 70 |
| PbCl2/ (ملغم/لتر) | 0.5 |
الشكل 1-30 تأثير درجة الحرارة وتركيز الرصاص على معدل ترسيب الذهب
الشكل 1-31 العلاقة بين زمن الطلاء وسُمك الطبقة المطلية بالذهب
1 - عدم التحريك Au+ سائل؛ 2 - بدون تقليب Au3+ سائل؛ 3 - سائل؛ 3 - تقليب أو3+ سائل؛ 4 - تجديد الأو3+ سائل؛ و 5 - تجديد Au3+ سائل
الشكل 1-32 تأثير التركيزات المضافة من الرصاص والثاليوم على معدل طلاء الذهب
الشكل 1-33 مسامية طبقة الطلاء بالذهب عديم الكهرباء
عملية الطلاء الكيميائي بالذهب للزجاج المتبلور (SiO2 46% + آل2O3 16% + MgO 17% + K2س 101 ت 3 ت + و 41 ت 3 ت + ب2O3 7%) في الشكل 1-34.
4. آلية تفاعل محلول طلاء الذهب الكيميائي بملح البوروهيدريد والملح البوروهيدريد
اقترح لين تشونغ فو وآخرون أن محاليل طلاء الذهب بوروهيدريد البوتاسيوم وDMAB (ثنائي ميثيل أمين البوران) الواردة في الجدول 1-34 يمكن أن تصبح محاليل عملية لطلاء الذهب بعد إضافة المثبتات.
(1) تركيب محلولي طلاء: يوضح الجدول 1-34 التركيبين.
الجدول 1-34 بوروهيدريد البوتاسيوم ومحاليل الطلاء الكيميائي DMAB
| تركيبة محلول الطلاء | محلول الطلاء ببوروهيدريد البوتاسيوم | محلول الطلاء DMAB |
|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم/(مول/لتر) | 0.02 | 0.02 |
| سيانيد البوتاسيوم/(مول/لتر) | 0.2 | 0.02 |
| هيدروكسيد البوتاسيوم/(مول/لتر) | 0.2 | 0.8 |
| بوروهيدريد البوتاسيوم/(مول/لتر) | 0.4 | - |
| DMAB/(مول/لتر) | - | 0.4 |
| درجة الحرارة/درجة مئوية | 75 | 85 |
| سرعة الطلاء/(ميكرومتر/ساعة) | 0.7 | 0.4 |
(2) آلية التفاعل: في محلول طلاء الذهب ببوروهيدريد البوتاسيوم BH4– في حد ذاته لا ينتج عنه تأثير مختزل، لكن BH الوسيط3أوه– من ناتج التحلل المائي BO2– يعمل كعامل اختزال.
ب هـ هـ4– + H2O → BH3أوه–+ H2 (1-6)
ب هـ هـ3أوه– + H2س → ب2– + 3H2 (1-7)
ب هـ هـ3أوه– + 3OH– → BO2– + 3/2 H2 + 2H2س + 3هـ– (1-8)
Au(CN)2– + e– → Au + 2CN– (1-9)
ب هـ هـ3أوه– + 3Au(CN)2– + 3OH– → BO2– + 3/2 H2 + 2H2O + 3Au + 6CN – (1-10)
حُللت تفاعلات التحلل المائي للمعادلتين (1-6) و(1-7) باستخدام الاستقطاب. أظهرت النتيجة أن التفاعل (1-7) أسرع 500 مرة من التفاعل (1-6). ولذلك، فإن معدل استخدام بوروهيدريد البوتاسيوم في تفاعل طلاء الذهب منخفض جدًا. في ظل ظروف الطلاء النموذجية، لا يتجاوز معدل الاستخدام الفعال 2% ~ 3%، مع بقاء معظم عامل الاختزال غير فعال بسبب التحلل المائي.
يستمر تفاعل التحلل المائي المذكور أعلاه بسرعة عند درجة حموضة منخفضة (تفاعل محفز بالحمض)، ويكون معدل ترسيب الذهب سريعًا عندما يكون تركيز هيدروكسيد البوتاسيوم منخفضًا. ولمنع التحلل الطبيعي لمحلول الطلاء بالذهب، يجب الحفاظ على تركيز هيدروكسيد البوتاسيوم أعلى من 0.1 مول/لتر على الأقل. يوضح الشكل 1-35 العلاقة بين معدل ترسب الذهب وتركيز هيدروكسيد البوتاسيوم.
![الشكل 1-35 منحنى تباين معدل الطلاء مع تركيز هيدروكسيد البوتاسيوم [KAu(CN)2 0.02 مول/لتر، KCN (خط متصل) 0.2 مول/لتر، KCN (خط متقطع) 0.1 مول/لتر، 80 درجة مئوية]](https://sobling.jewelry/wp-content/uploads/2025/11/Page_58_docsmall.com_副本-768x801.jpg)
الشكل 1-35 منحنى تباين معدل الطلاء بتركيز هيدروكسيد البوتاسيوم
[KAu(CN)2 0.02 مول/لتر، KCN (خط متصل) 0.2 مول/لتر، KCN (خط متقطع) 0.1 مول/لتر، 80 درجة مئوية]
![الشكل 1-36 تأثير تركيز هيدروكسيد البوتاسيوم على معدل الطلاء لمحلول الطلاء DMAB، DMAB [KAu(CN)2 0.02 مول/لتر، KCN 0.2 مول/لتر، DMAB 0.4 مول/لتر، 75 ℃]](https://sobling.jewelry/wp-content/uploads/2025/11/Page_58_docsmall.com_副本1-768x560.jpg)
الشكل 1-36 تأثير تركيز هيدروكسيد البوتاسيوم على معدل الطلاء بمحلول الطلاء DMAB، DMAB
[KAu(CN)2 0.02 مللي مول/لتر، KCN 0.2 مللي مول/لتر، DMAB 0.4 مللي مول/لتر، 75 ℃]
(CH3)2إن إتش2 - ب هـ هـ3 + أوه– → (CH3)2إن إتش2 + ب هـ هـ3أوه– (1-11)
(3) المشكلات المتعلقة بمحلول طلاء بوروهيدريد البوتاسيوم ومحلول طلاء DMAB
يوضح الشكل 1-37 أن معدل الطلاء يتغير بتغير تركيز أيونات النحاس والنيكل في محلول الطلاء. عندما يكون تركيز أيون النيكل عند 10-5مول/لتر، يبدأ معدل الطلاء في الانخفاض، وعندما يصل تركيز أيون النيكل إلى 10-3مول/لتر، يتحلل محلول الطلاء. ليس لأيونات النحاس أي تأثير تقريبًا على معدل الطلاء. في المرحلة الأولى من الطلاء بالذهب، تخضع أيونات الذهب والنيكل لتفاعل الإزاحة، وتذوب كميات ضئيلة من أيونات النيكل، ويتباطأ معدل الطلاء.
الشكل 1-37 تأثير أيونات النحاس وأيونات النيكل على معدل الطلاء
الشكل 1-38 تأثير أيونات النيكل النزرة على تيار التأكسد الأنودي لـ BH3أوه
(القطب الكهربائي الدوار الذهبي، 2000 لفة/دقيقة، 75 درجة مئوية، KOH 0.2 مول/لتر، KCN 0.1 مول/لتر)
تأثير إضافة كميات ضئيلة من أيونات النيكل على البوتاسيوم البوتاسيوم3أوه– يظهر تيار الأكسدة الأنودي في الشكل 1-38. وتؤدي إضافة أيونات النيكل النزرة إلى تثبيط تفاعل أكسدة العامل المختزل BH بشكل كبير3أوه– على أنود القرص الدوار الذهبي. ويرجع ذلك إلى وجود أيونات النيكل في شكل ملح سيانيد ليجند نيكل(CN)42- ، ويمتص هذا الأيون المعقد بشكل تفضيلي على سطح الذهب، مما يعيق ترسب الذهب.
لا يمكن للطبقات القاعدية غير المستقرة (مثل نيتريد الألومنيوم) استخدام المحاليل القلوية القوية. ويعتمد الرقم الهيدروجيني لمحلول الطلاء على طبيعة العامل المختزل، وهو أكبر عيب في محاليل الطلاء ببوروهيدريد البوتاسيوم ومحاليل الطلاء DMAB.
فيما يتعلق بالقضايا المذكورة أعلاه، باستثناء أنه لا يمكن تغيير الأس الهيدروجيني لمحلول الطلاء، يمكن تحسين الجوانب الأخرى.
(4) تحسين محلول طلاء الذهب ببوروهيدريد البوتاسيوم ومحلول طلاء الذهب DMAB
① زيادة سرعة الطلاء
- a. تغيير التركيبة الأساسية لمحلول الطلاء وظروف التشغيل لزيادة سرعة الطلاء.
- b. زيادة سرعة التحريك.
- c. زيادة درجة حرارة محلول الطلاء.
- d. تقليل تركيز السيانيد الحر.
- e. تقليل التركيز القلوي في محلول الطلاء ببوروهيدريد البوتاسيوم وزيادة التركيز القلوي في محلول الطلاء بمادة DMAB.
- f. زيادة تركيز عامل الاختزال. ومع ذلك، عندما يزيد معدل الطلاء بدون إضافات خاصة بحوالي 2 ميكرومتر/ساعة أو أكثر، يصبح محلول الطلاء غير مستقر وعرضة للتحلل.
② محلول طلاء عالي السرعة
- a. إضافة مزيلات الاستقطاب. في محاليل الطلاء بالذهب الناعم، Pb2+ , T1+ هي مزيلات استقطاب فعالة. تمتص هذه الأيونات بقوة على سطح الذهب، مما ينتج عنه ما يسمى بظاهرة الترسيب تحت الجهد، حيث يترسب الرصاص عند جهد أكثر إيجابية بكثير من Pb2+ / جهد اتزان الرصاص/الثاليوم ورواسب الثاليوم عند جهد أكثر إيجابية من T1+ /T1 إمكانات التوازن. الرصاص المترسب، والثاليوم وAu(CN)2– يخضع لتفاعلات الإزاحة، مما يؤدي إلى تحول تفاعل ترسيب الذهب إلى جهد أكثر إيجابية (إضعاف الاستقطاب). من ناحية أخرى، تؤدي إضافة هذه الأيونات إلى محاليل الطلاء الكيميائي للذهب، على غرار الطلاء الإلكتروليتي، إلى إزاحة Au(CN)2– في الاتجاه الموجب، مما يؤدي إلى زيادة معدل الطلاء الذي يمكن أن يصل إلى حوالي 10 ميكرومتر/ساعة. محاليل الطلاء مع إضافة Pb2+ , T1+ الأيونات موضحة في الجدولين 1-35 و1-36.
الجدول 1-35 محلول تصفيح بوروهيدريد البوتاسيوم مع إضافة رصاص الفوسفات2+
| الحل 1 | الحل 1 | ||
|---|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم | 5 جم/لتر | غرواني | 2 جم/لتر |
| سيانيد البوتاسيوم | 8 جم/لتر | الحل 2 | |
| سترات الصوديوم | 50 جم/لتر | بوروهيدريد البوتاسيوم | 200 جم/لتر |
| EDTA | 5 جم/لتر | هيدروكسيد الصوديوم | 120 جم/لتر |
| كلوريد الرصاص | 0.5 جم/لتر | ||
الجدول 1-36 محلول تصفيح بوروهيدريد البوتاسيوم مع إضافة T1+
| التركيب وظروف التشغيل | المعلمات | التركيب وظروف التشغيل | المعلمات |
|---|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم | اضبط حسب الحاجة | بوروهيدريد البوتاسيوم | 5. 4 ~ 10. 8 جم/لتر |
| سيانيد البوتاسيوم | 6.5 جم/لتر | درجة الحرارة | 70 〜 80℃ |
| هيدروكسيد البوتاسيوم | 11.2 جم/لتر | معدل التصفيح | ＜ 10 ميكرومتر/ساعة |
| كبريتات الثاليوم | 5 ± 100 ملجم/لتر 5 - & 100 ملجم/لتر |
Au(CN)4– + 2e– → Au(CN)2– + 2CN– (1-12)
![الشكل 1-39 تأثير إضافة كلوريد الرصاص على منحنى استقطاب تفاعل الاختزال Au(CN)-2 في [قطب الذهب الدوار، KAu(CN)2 0. 009 مول/لتر، KOH 0. 2 مول/لتر]](https://sobling.jewelry/wp-content/uploads/2025/11/Page_61_docsmall.com_副本-768x578.jpg)
الشكل 1-39 تأثير إضافة كلوريد الرصاص على Au(CN)2--منحنى استقطاب تفاعل الاختزال [قطب الذهب الدوار، KAu (CN)2 0. 009 مللي مول/لتر، KOH 0. 2 مللي مول/لتر]
الشكل 1-40 تأثير كلوريد الثاليوم (المنحنى 1) وتركيز كلوريد الرصاص (المنحنى 2) على معدل طلاء الذهب بمحلول طلاء بوروهيدريد البوتاسيوم
- b. إضافة مثبتات. يمكن أن تؤدي إضافة المثبتات العضوية التي تقلل من النشاط التحفيزي للذهب، وزيادة درجة حرارة محلول الطلاء، وتغيير تركيز عامل الاختزال إلى تحسين سرعة طلاء المحلول. على سبيل المثال، يمكن أن تصل سرعة الطلاء لمحاليل الطلاء التي تحتوي على حمض الخليك الأميني، وحمض هيدروكسي إيثيل إيثيلين ديازيوتريسيتيك وحمض ديازوتريسيتيك أو مشتقات حمض السكسينيك إلى معدل مرتفع يتراوح بين 12 و23 ميكرومتر/ساعة عند درجة حرارة 90 درجة مئوية. ومع ذلك، في درجات الحرارة المرتفعة، يتسارع تفاعل التحلل المائي لعامل الاختزال بشكل كبير، مما يجعل من الصعب التحكم في محلول الطلاء. لا تؤثر إضافة كميات ضئيلة من مثبت ثنائي ميثيل أمينو آزوبنزين ب-ثنائي ميثيل أمينو آزوبنزين على ثبات محلول الطلاء ويمكن أن تزيد من تركيز الاستخدام المعتاد لـ BH4- بمقدار ضعفين، مما يرفع سرعة الطلاء إلى 5 ميكرومتر/ساعة. وتشمل المثبتات الفعالة الأخرى الإيثيلين-جلايكول. إيثيل-إيثر، وداي إيثيلين جلايكول؟ إيثيل إيثر، وبولي إيثيلين إيمين.
- c. استخدام أملاح سيانيد الذهب المعقدة ثلاثية التكافؤ. يتم تفصيل محاليل الطلاء بأملاح سيانيد الذهب المعقدة ثلاثية التكافؤ، مثل تلك التي يضاف إليها كلوريد الرصاص أو كلوريد التيتانيوم، كما هو موضح في الجدول 1-33.
الجدول 1-37 محلول تصفيح سيانيد البوتاسيوم الذهب (III) سيانيد البوتاسيوم بوروهيدريد البوتاسيوم
| التركيب وظروف التشغيل | المعلمات | التركيب وظروف التشغيل | المعلمات |
|---|---|---|---|
| ذهب البوتاسيوم(III) | 3 جم/لتر | كلوريد الرصاص | 0. 5 ملجم/لتر |
| هيدروكسيد البوتاسيوم | 11.2 جم/لتر | درجة الحرارة | 70℃ |
| بوروهيدريد البوتاسيوم | 3 جم/لتر |
تتمثل ميزة محلول طلاء ملح سيانيد الذهب المركب ثلاثي التكافؤ في أن KAuO2 وKAu(OH)4 يمكن استخدامها كمضافات ملح الذهب التكميلية، وتجنب التراكم المفرط لأيونات السيانيد الحرة في محلول الطلاء، وتقليل معدل الطلاء، وتفضيل معدل الطلاء المستقر طويل الأجل. معدل الطلاء بمحلول الطلاء الخالي من المواد المضافة هو 2 ~ 8 ميكرومتر/ساعة.
تُظهر دراسة السلوك الكهروكيميائي لمحلول الطلاء DMAB وبنيته وخصائصه أنه على غرار محلول الطلاء ببوروهيدريد البوتاسيوم، KAu(CN)2 يُستخدم فقط عند تحضير محلول طلاء الذهب، ويُضاف هيدروكسيد الذهب المذاب في محلول هيدروكسيد البوتاسيوم كمكمل لتجنب تراكم أيونات السيانيد الحرة. يظهر تركيب محلول الطلاء في الجدول 1-38.
الجدول 1-38 محلول الطلاء DMAB (هيدروكسيد الذهب المذاب في محلول هيدروكسيد البوتاسيوم)
| التركيب وظروف التشغيل | المعلمات | التركيب وظروف التشغيل | المعلمات |
|---|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم | 0.013 ~ 0.018 مول/لتر | المضاف إليه | كمية صغيرة |
| DMAB | 0.07 0.07 & 0.1 مول/لتر | الأس الهيدروجيني | 13.1 ~ 13.4 |
| هيدروكسيد البوتاسيوم | 0.09 0.09 & 0.15 مول/لتر | درجة الحرارة | 70 〜 75℃ |
| سيانيد البوتاسيوم | 0.007 ~ 0.01 مول/لتر | معدل التصفيح | 2 ميكرومتر/ساعة |
(5) تحسين ثبات محلول الطلاء.
يمكن أن يؤدي استخدام المواد المضافة إلى زيادة معدل الطلاء وثبات محلول الطلاء، ولكن الشوائب الناتجة ستؤدي إلى تحلل محلول الطلاء.
وتشكل مواد مثل EDTA والإيثانولامين المضافة إلى محلول الطلاء أيونات قوية ومعقدة مع أيونات الشوائب المعدنية، مما يثبط التفاعل بين الشوائب المعدنية وBH4– و BH3أوه–وبالتالي تحسين ثبات محلول الطلاء. وترد في الجدول 1-39 تركيبة محلول الطلاء ببوروهيدريد البوتاسيوم مع إضافة الإيدتا والإيثانولامين.
الجدول 1-39 محلول تصفيح بوروهيدريد البوتاسيوم مع إضافة الإيدتا والإيثانولامين
| التركيب وظروف التشغيل | المعلمات | التركيب وظروف التشغيل | المعلمات |
|---|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم | 1.45 جم/لتر | EDTA | 5 جم/لتر |
| سيانيد البوتاسيوم | 11 جم/لتر | الإيثانولامين | 50 مل/لتر/لتر |
| هيدروكسيد البوتاسيوم | 11.2 جم/لتر | درجة الحرارة | 72℃ |
| بوروهيدريد البوتاسيوم | 10.8 جم/لتر | معدل التصفيح | 1. 5 ميكرومتر/ساعة |
الجدول 1-40 محلول الطلاء بعاملي اختزال (هيدرازين و DMAB)
| التركيب وظروف التشغيل | المعلمات | التركيب وظروف التشغيل | المعلمات |
|---|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم | 0. 005 مول/لتر | DMAB | 0. 05 مول/لتر |
| سيانيد البوتاسيوم | 0. 035 ملي مول/لتر | الهيدرازين | 0. 25 مول/لتر |
| هيدروكسيد البوتاسيوم | 0. 8 مول/لتر | درجة الحرارة | 80℃ |
| كربونات البوتاسيوم | 0. 45 ملي مول/لتر | معدل الطلاء على طبقة النيكل الأساسية (المرحلة الأولية) | 2. 6 ميكرومتر/ساعة |
| أسيتات الرصاص | 15X10-6 | على الذهب (قيمة ثابتة) | 7. 8 ميكرومتر/ساعة |
الشكل 1-41 منحنيات الاستقطاب لتفاعل الأكسدة الأنودية للهيدرازين على قطب النيكل وتفاعل الاختزال الكاثودي للنيكل Au(CN)2-.
(KOH 0. 8 مول/لتر، KCN 0. 035 مول/لتر، N2H4 0. 05 ملي مول/لتر، 80 ℃)
الشكل 1-42 منحنيات الاستقطاب لتفاعل الأكسدة الأنودي لتفاعل الأكسدة الأنودي ل DMAB على أقطاب النيكل والذهب وتفاعل الاختزال الكاثودي ل Au(CN)2-
(KOH 0. 8 مول/لتر، KCN 0. 035 مول/لتر، DMAB 0. 05 مول/لتر، 80 ℃)
في محلول الطلاء الذي يحتوي فقط على عامل الاختزال الهيدرازين، يمكن ترسيب الذهب بالاعتماد فقط على التأثير الحفزي لطبقة النيكل الأساسية. عندما تكون الطبقة الأساسية مغطاة بالكامل بالذهب، يتوقف ترسيب الذهب، وعند هذه النقطة، تعتمد سماكة طبقة الطلاء بالذهب على تركيز السيانيد الحر في محلول الطلاء. على الرغم من أن سمك الطلاء الأقصى لمحلول الطلاء هذا محدود (حوالي 2 ميكرومتر)، إلا أن طبقة الطلاء كثيفة بما يكفي لتلبية متطلبات الترابط بالضغط الرئيسي.
إلى جانب الهيدرازين، يتوفر العديد من عوامل الاختزال الأخرى المتاحة في محلول طلاء الذهب الحفاز للمواد؛ انظر الجدول 1-41.
الجدول 1-41 محاليل الطلاء بعامل الاختزال الأخرى
| عامل الاختزال | الأس الهيدروجيني | درجة الحرارة/℃ |
|---|---|---|
| هيبوفوسفيت | 7 〜 7. 5 | 93 |
| 7. 5 〜 13. 5 | 96 | |
| 3 〜 4 | 70 〜 80 | |
| الهيدرازين | 7 〜 7. 5 | 92 〜 95 |
| 5. 8 〜 5. 9 | 95 | |
| 11. 7 | 95 | |
| هيدروكسيل أمين | 2. 3 〜 2. 8 | 70 〜 85 |
| سيانوبوروهيدريد الصوديوم (NaBH)3CN) | 3.5 | 90 |
| هيدرازينيل البوران (N2H4 ・ ・ BH3) | >13 | 60 |
| ثيوريا | 6. 5 〜 7. 0 | 83 〜 90 |
| 4.2 | 80 ~ 85 | |
| حمض الأسكوربيك | 8 | 63 |
| ثلاثي كلوريد التيتانيوم | 5 | 75 |
نسخ الكتابة على مجوهرات سوبلينج - مصنع مجوهرات حسب الطلب، مصنع مجوهرات OEM و ODM
5. طلاء سبائك الذهب الكيميائية
(1) سبيكة الذهب والفضة:
يمكن الحصول على طلاء كيميائي لسبائك الذهب والفضة عن طريق إضافة محلول سيانيد الفضة البوتاسيوم باستمرار إلى محلول طلاء الذهب البوروهيدريد. Ag(CN)2– أكثر سهولة في الاختزال من Au(CN)2–. عند تحضير محلول طلاء جديد، سوف تترسب الفضة أولاً إذا تم خلط الاثنين، ولا يمكن طلاء السبيكة.
من خلال إضافة كميات صغيرة من سيانيد الفضة البوتاسيوم بشكل مستمر بالتنقيط في محلول الطلاء مع الحفاظ على تكثيف منخفض نسبيًا [نسبة مولارية من Au:Ag (26:10~(26:0.5)] يمكن ترسيب طبقة طلاء من سبائك الذهب والفضة بمحتوى فضي 80%~20%. في محلول الطلاء هذا، فإن ترسيب الفضة هو ناتج تفاعل إحلالي للذهب الذي يترسب أولاً والأغ (CN)2–، في المحلول.
(2) سبائك الذهب والنحاس:
في محلول الطلاء النحاسي الكيميائي للنحاس الكيميائي القائم على التنسيق التقليدي EDTA وعامل اختزال الفورمالديهايد EDTA، يمكن فقط لسيانيد الذهب البوتاسيوم أن يطلي سبيكة الذهب والنحاس. ومن خلال تغيير تركيز سيانيد الذهب البوتاسيوم، يمكن تعديل جزء كتلة النحاس في طبقة طلاء سبائك الذهب من 1% ~ 94%.
(3) سبائك الذهب والقصدير:
يستخدم محلول الطلاء الكيميائي لسبائك الذهب والقصدير محلول الطلاء الكيميائي SnCl2 طريقة عامل الاختزال. يظهر تركيب ونطاق تركيز محلول الطلاء في الجدول 1-42.
الجدول 1-42 محلول طلاء سبائك الذهب والقصدير
| التركيب وظروف التشغيل | المعلمات | التركيب وظروف التشغيل | المعلمات |
|---|---|---|---|
| سيانيد الذهب البوتاسيوم (III) السيانيد | 4 ~ 10 جم/لتر | تريوليفين | 0. 05 ~ 0.5 جم/لتر |
| سيانيد البوتاسيوم | 5 ~ ~ 15 جم/لتر | درجة الحرارة | درجة حرارة الغرفة |
| هيدروكسيد البوتاسيوم | 60 ~ ~ 100 جم/لتر | معدل التصفيح | 1.5 ميكرومتر/ساعة (بدون إضافة ثلاثي أوليفين) |
| كلوريد الستانوس | 40-60 جم/لتر 40-60 جم/لتر | 5 ميكرومتر/ساعة (إضافة تريوليفين 0.5 جم/لتر) |
(4) سبيكة ذهب-إنديوم:
يتم تحضير محلول طلاء سبائك الذهب والإنديوم بإضافة Ih2(SO4)3 و EDTA إلى محلول البوروهيدريد. محتوى الإنديوم في طبقة الطلاء هو 1% ~ 4%. في درجة حرارة الغرفة، طبقة طلاء رقيقة من سبيكة الذهب والإنديوم المودعة على n-GaAs المنشط بالبلاديوم، بعد المعالجة الحرارية 350 درجة مئوية، لديها مقاومة تلامس أعلى من الذهب النقي.
(5) سبائك الذهب والنيكل والذهب والكوبالت:
طوّر أويماكي محاليل طلاء بالذهب والنيكل والنيكل والذهب والكوبالت عيار 18 ~ 22 قيراطًا لامعة. درجة الحموضة 3 ~ 5، طبقة طلاء سبائك الذهب من محلول طلاء الذهب الكيميائي بالسيانيد مع إضافة عامل اختزال هيبو فوسفيت الصوديوم لها خصائص فيزيائية مثل الصلابة ومقاومة التآكل أدنى من تلك الخاصة بطبقات الطلاء الكهربائي لسبائك الذهب التي تحتوي على النيكل والكوبالت.
القسم الثاني طلاء الذهب الكيميائي الخالي من السيانيد الكيميائي
1. لمحة عامة
يستخدم الطلاء بالذهب من نوع الإزاحة فرق الجهد بين جهد الأكسدة لفلز الطبقة الأساسية وجهد اختزال أيونات الذهب كقوة دافعة لتفاعل الطلاء. وفي المقابل، يستخدم الطلاء الكيميائي للذهب من نوع الاختزال فرق الجهد بين جهد أكسدة العامل المختزل وجهد اختزال أيونات الذهب كقوة دافعة لتفاعل الطلاء.
يتم توفير الإلكترونات المشاركة في تفاعل اختزال أيونات الذهب إما عن طريق تفاعل أكسدة معدن الطبقة الأساسية (طلاء الذهب من نوع الإزاحة) أو عن طريق تفاعل أكسدة العامل المختزل (طلاء الذهب الاختزالي).
وتشمل الطرق الأخرى ما يلي: ① إضافة أملاح المعادن الثقيلة إلى محلول الطلاء بالذهب من نوع الإزاحة، حيث يمتص سطح الطبقة الأساسية المعدنية المعادن الثقيلة، مما يؤدي إلى تحويل الجهد في الاتجاه الذي يجعل أيونات الذهب أسهل في الاختزال; ② إضافة عامل اختزال إلى محلول الطلاء بالذهب من نوع الإزاحة، مما يسمح بحدوث تفاعلات الأكسدة والاختزال في وقت واحد لتصفيح الذهب السميك؛ ③ في محاليل طلاء الذهب التي تحتوي على عوامل اختزال، يعمل المعدن النبيل لطبقة القاعدة كعامل اختزال ويخضع للأكسدة مع عامل حفاز، مما يؤدي إلى طلاء الذهب الكيميائي التحفيزي لطبقة القاعدة.
عادةً ما تستخدم الروابط في محاليل الطلاء الكيميائي للذهب السيانيد الذي يشكل معقدات مستقرة للغاية مع أيونات الذهب (ثابت الثبات K=4×1028). وفي الوقت الحالي، تحولت العديد من مكونات أشباه الموصلات إلى استخدام محاليل طلاء الذهب شبه المحايدة أو منخفضة السيانيد أو الخالية من السيانيد، مثل محاليل طلاء الذهب بالسلفيت أو ثيوسلفات الذهب ومحاليل طلاء الذهب الكيميائية الخالية من السيانيد مع روابط سلسلة ثيول RSH.
2. الطلاء بالذهب الكيميائي من نوع الإزاحة
وعمومًا، تكون قوة الترابط بين طبقة الطلاء بالذهب السميك عديم الكهرباء من النوع المختزل والطبقة الأساسية للمعادن الأساسية ضعيفة نسبيًا. لذلك، يجب إجراء طلاء الذهب عديم الكهرباء من نوع الإزاحة قبل طلاء طبقة الذهب السميكة.
في محلول الطلاء بالذهب من نوع الإزاحة، يذوب (يتأكسد) فلز القاعدة في محلول الإلكتروليت، مطلقًا الإلكترونات. وفي المقابل، تستقبل أيونات الذهب في المحلول الإلكترونات وتترسب (تختزل) على السطح غير المعدني. يقلل تكوين أربطة الذهب من تركيز أيونات الذهب في محلول الطلاء، مما يؤدي إلى تحويل جهد الاختزال في الاتجاه السالب، كما هو موضح في الجدول 1-43.
الجدول 1-43 الروابط وإمكانيات الاختزال لمُركّبات أيونات الذهب
| الروابط | ليجند | هـ/ف |
|---|---|---|
| H2O |
Au(H2O)2+ Au(H2O)43+ |
1.68 1.50 |
| كل- |
أوكل2 - أوكل4 - |
1.15 0.92 |
| SCN- |
Au(SCN)2 - Au(SCN)4 - |
0.67 0.64 |
| I- |
أوي2- أوي4- |
0.58 0.57 |
| إن إتش3 | Au(NH)43+ | 0.56 |
| أوه- | Au(OH)4 - | 0.48 |
| ثيوريا | أو (الخميس)2+ | 0.38 |
| S2O32- | Au(S2O3)23- | 0.15 |
| SO32- | Au(SO)3)23- | 0.06 |
| ر-ش | Au(R-S)2- | -0. 3 〜 - 0. 5 |
| سي إن إن- | Au(CN)2 - | -0.65 |
يوضّح الجدول 1-43 أنه إلى جانب السيانيدات، يمكن لروابط أخرى مثل الثيولات، والكبريتات، والثيوسلفات أن تشكّل أيضًا معقدات مستقرة مع أيونات الذهب وتُظهر إمكانات سالبة.
في محلول الطلاء بالذهب من نوع إزاحة نظام الكبريتيت من نوع الكبريتيت، إلى جانب أيونات الكبريتيت، يمكن أيضًا استخدام روابط مثل أحماض البولي كربوكسيل المتعددة الأمين وأملاحها، والأمينات القابلة للذوبان في الماء، وأملاح الأمين، وأملاح ثلاثي أسيتات الإيثيلين ديامين ومثبتات مثل أملاح رباعي ألكيل الأمونيوم ورباعي إيثيلين ديامين (ميثيلين فوسفونات) والسكريات ومركبات الثيول. يجب الحفاظ على تركيزات أيونات الأمونيوم أو أيونات الكلوريد أو أيونات الكبريتات أو أيونات البروميد أو أيونات اليوديد ضمن نطاق محدد وألا تكون عالية جدًا؛ وإلا فقد تتكون روابط الأمونيوم (المعقدة) - الذهب في محلول الطلاء، والتي تكون إمكانات الأكسدة والاختزال فيها أكثر إيجابية من كبريتيت الصوديوم. عندما يُترك محلول الطلاء واقفًا أو أثناء الطلاء بالذهب، قد يتأكسد كبريتيت الصوديوم ويختزل الذهب، مما يسبب عدم استقرار محلول الطلاء.
يمكن أن تشكل سكسينات الثيول، والأسيتيل سيستين والسيستين وغيرها من مركبات سلسلة الثيول وأيونات الذهب روابط مستقرة في محاليل طلاء الذهب الخالية من السيانيد. سكسينات الثيول ثيول [HOOCCH(SH)-CH2COOH] وإمكانات اختزال أيون الذهب الرابط، أي Au(HOOCCHCHSCH2COOH)2– + e– ↓Au(s) + 2 ( HOOCCH - SCH2COOH)–من الصعب الحصول على القيمة الصحيحة لإمكانات القطب القياسي للتفاعل. تبلغ إمكانات الاختزال المقاسة لمحلول الطلاء حوالي -0.3 ~ 0.5 فولت. يوجد رابط ثيول سوكسينات الذهب في شكل [Au(HOOC - CHSCH2COOH)2]–مع الذهب في حالة الأكسدة +1.
HAuCl4 + 3H2O → Au(OH)3 + 4HCl (1-13)
Au(OH)3 + 4[هوكش(ش) ش(ش) ش2 COOH] → [Au(HOOCCH-S-CH2COOH)4 ]– + 3H2O+H+ (1-14)
[Au( HOOCCH-S-CH2COOH)4]– → [Au(HOOCCH-S-CH2COOH)2]– + هوش2تشوكش-س-س-تشوكش-تشوكش2كوه (1-15)
الجدول 1-44 محلول طلاء الذهب الخالي من السيانيد الخالي من السيانيد
| التركيب وظروف التشغيل | نظام الكبريتيت | نظام حمض الميركابتوسكسينيك | ||
|---|---|---|---|---|
| كلورات الذهب الصوديوم/(مول/لتر) | 0.05 | |||
| ثيوسولفات الصوديوم/(مول/لتر) | 0.028 | 0.015 | ||
| الذهب مركبتوسكسينات الذهب/(مول/لتر) | 0.01 | |||
| كبريتيت الصوديوم/(مول/لتر) | 0.52 | 0.1 | ||
| حمض الميركابتوسكسينيك/(مول/لتر) | 0.25 | 0.25 | ||
| سترات ثلاثي الصوديوم/(مول/لتر) | 0.22 | |||
| أسيتيل سيستين/(مول/لتر) | 0.03 | |||
| كلوريد رباعي ميثيل الأمونيوم/(مول/لتر) | 0.8 | |||
| إيدتا/( مول/لتر) | 0.015 | |||
| EDTA - 2Na/(مول/لتر) | 0.02 | |||
| أمينو ثلاثي (حمض الميثيلينفوسفونيك) / (مول/لتر) | 0.1 | |||
| كربوكسي ميثيل السليلوز الكربوكسي ميثيل الصوديوم/(جم/لتر) | 10 | |||
| الأس الهيدروجيني | 7.0 | 7.0 | 1.5 (معدلة بالهيدروكلوريك) | 7.0 |
| درجة الحرارة / ℃ | 60 | 85 | 80 ~ 90 | |
3. طبقة طلاء الذهب السميك الكيميائي من النوع المنخفض
في محاليل طلاء الذهب باستخدام ثيوسلفات الثيوسلفات كرباط، يمنع كبريتيت الصوديوم تحلل أيونات الثيوسلفات. في NaAuCl4 محاليل الطلاء التي تحتوي على أملاح الذهب ثلاثية التكافؤ، يتم اختزال الذهب أحادي التكافؤ بواسطة ثيوسلفات زائدة. في محاليل طلاء الذهب القلوية الضعيفة، عادةً ما تُضاف مخازن الأس الهيدروجيني مثل كلوريد الأمونيوم ورباعي بورات الصوديوم وحمض البوريك.
يمكن أن تشكل مركبات الثيول روابط مع أيونات الذهب التي تتمتع بثبات ممتاز وتعمل كعوامل اختزال. تشمل مركبات الثيول هذه L-سيستين و2-إيثانامين ثيول، من بين مركبات أخرى. يسرد الجدول 1-45 تركيبة وظروف تشغيل محاليل طلاء الذهب الكيميائية المختزلة الخالية من السيانيد من النوع المختزل باستخدام ثيوسلفات الصوديوم ومركبات الثيول كروابط.
الجدول 1-45 محلول الطلاء بالذهب الخالي من السيانيد الخالي من السيانيد
| التركيب وظروف التشغيل | نظام ثيوكبريتات الثيوسلفات | نظام الثيول | |||
|---|---|---|---|---|---|
| كلورات الذهب/(جم/لتر) | 0.01 | ||||
| كلورات الذهب الصوديوم/(جم/لتر) | 0.0125 | 0.0125 | |||
| كبريتيت الذهب الصوديوم/(جم/لتر) | 0.02 | ||||
| الذهب مركبتوسكسينات الذهب/(جم/لتر) | 0.01 | ||||
| حمض الميركابتوسوكسينيك/(جم/لتر) | 0.27 | ||||
| ثيوسلفات الصوديوم/(جم/لتر) | 0.1 | 0.17 | 0.1 | ||
| كبريتيت الصوديوم/(جم/لتر) | 0.1 | 0.4 | |||
| كبريتيت الأمونيوم/(جم/لتر) | 0.43 | ||||
| EDTA ・ 2 ن أ/(جم/لتر) | 0.19 | ||||
| ثلاثي إيثانول الأمين/(جم/لتر) | 0.034 | ||||
| كلوريد الأمونيوم/(جم/لتر) | 0.05 | ||||
| رباعي بورات الصوديوم/(جم/لتر) | 0.13 | ||||
| فوسفات ثنائي هيدروجين البوتاسيوم/(جم/لتر) | 0.15 | ||||
| ثيوريا/(جم/لتر) | 0.0033 | ||||
| هيدروكينون/(جم/لتر) | 0.002 | ||||
| حمض الأسكوربيك/(جم/لتر) | 0.25 | ||||
| هيدرازين/(جم/لتر) | 0.3 | ||||
| ل-سيستين/(جم/لتر) | 0.08 | ||||
| 2-أمينو إيثيل الميركابتان/(جم/لتر) | 0.2 | ||||
| بنزوتريازول البوتاسيوم/(جم/لتر) | 0.05 | ||||
| الأس الهيدروجيني | 7.5 | 7.0 | 8.0 | 7.0 | 7.5 |
| درجة الحرارة/℃ | 60 | 80 | 70 | 80 | 80 |
4. طلاء الذهب الكيميائي الحفاز للطبقة الأساسية
طلاء الذهب الكيميائي التحفيزي للطبقة القاعدية هو طريقة طلاء ذهبي كيميائي من نوع الاختزال باستخدام عامل اختزال. عامل الاختزال له نشاط تحفيزي فقط على سطح الركيزة، طبقة المعدن الأساسي (النيكل)، وليس له نشاط تحفيزي على سطح الذهب المترسب. تكون طبقة الطلاء الكيميائي الحفزي بالذهب أكثر سلاسة وكثافة وذات مسام أقل أو أصغر من طبقة الطلاء بالذهب من نوع الإزاحة.
في محاليل الطلاء الكيميائي للذهب بالثيوسلفات والكبريتات الكيميائية، يمكن ترسيب الذهب على سطح النيكل دون إضافة عوامل اختزال أخرى. على سطح النيكل، يقلل الكبريتيت فقط من مركب ثيوسلفيتات الذهب ولا يعمل على سطح الذهب، لذلك يُطلق عليه النوع التحفيزي للطبقة الأساسية من الطلاء الكيميائي بالذهب. كما يحدث تفاعل طلاء الذهب بالإزاحة في الوقت نفسه على سطح طبقة طلاء النيكل الأساسية. ولذلك، يخضع عامل الاختزال الكبريتيت لتفاعلات أكسدة مختلفة تتأثر بتكوين طبقة الطلاء بالنيكل الأساسي وظروف المعالجة المسبقة. يؤثر تركيز رابط ثيوكبريتات الصوديوم الثيوسلفات أو الأس الهيدروجيني لمحلول الطلاء على النسب المختلفة لتفاعلات الإزاحة والاختزال، والحد الأقصى لسماكة طبقة الطلاء بالذهب، والمظهر، والمسامية، والالتصاق، لذلك من الضروري اختيار تركيبة محلول الطلاء المناسبة وظروف الطلاء بالذهب.
5. ثبات محلول طلاء الذهب الكيميائي الخالي من السيانيد
تؤدي زيادة تركيز ماء الأمونيا إلى تسريع معدل ترسيب طبقة الطلاء بالذهب. في محاليل الطلاء ذات التركيز العالي من الأمونيا، تعمل سكسينات الميركابتو كعامل اختزال، ويحدث تفاعل الاختزال بالتزامن مع تفاعل الإزاحة.
إن تلوث أيونات النحاس أو الحديد هو السبب الرئيسي لعدم الاستقرار في محاليل الطلاء الكيميائي للذهب الخالية من السيانيد. يعزز النحاس المذاب من مسام طبقة الطلاء بالنيكل والحديد من الركيزة بسهولة عدم استقرار محلول الطلاء الكيميائي للذهب.
الأسباب: ① تقبل أيونات الذهب الإلكترونات المنطلقة عندما تتأكسد هذه المعادن، مما يزيد من معدل الاختزال. ② تعمل أيونات النحاس أو أيونات الحديد على تحفيز تفاعل أكسدة الكبريتيت أو الثيول، مما يسرّع من معدل التفاعل، مما يسبب عيوبًا على سطح طبقة الطلاء الكيميائي للذهب ويقلل من أداء اللحام وقوة الترابط. في محاليل الطلاء الكيميائي للذهب، يجب كبح ذوبان وتلوث هذه المعادن عن طريق إضافة الروابط التي تشكل معقدات مستقرة مع هذه الأيونات المعدنية المذابة والملوثة.
6. محلول تصفيح الذهب الكيميائي الخالي من السيانيد
(1) أملاح رباعي كلوروالورات (III) ومحاليل طلاء الذهب الأميني المختزل الضعيف أمين البوران
أملاح رباعي كلور الهيدرات (III) (NaAuCl4) يتم اختزالها بسهولة لترسيب الذهب. يمكن استخدام عوامل اختزال بوران الأمين الثلاثي الأثيري الأثيري الأثيري مع NaAuCl4 لتكوين محلول طلاء ذاتي التحفيز، أو عوامل الاختزال مثل ثلاثي ميثيل أمين البوران، وميثيل مورفولين البوران، وثنائي أيزوبروبيلامين البوران، إلى جانب مثبتات مثل الثيول ومركبات اليوديد.
(2) محلول طلاء الذهب بملح كبريتيت الذهب:
يُستخدم حاليًا عدد كبير من محاليل طلاء كبريتيت الذهب الأحادي التكافؤ، مع استخدام الهيبوفوسفات والفورمالديهايد والهيدرازين ورباعي هيدروبورات وDMAB كعوامل اختزال. ملح كبريتيت الذهب الكبريتيت [Na3Au(SO)3)2] غير مستقر في الماء ويتطلب إضافة مثبتات مثل 1،2-ديامينو إيثان وبروميد البوتاسيوم.
(3) محلول الطلاء بالذهب ثيوسلفات الثيوسلفات
① محلول الطلاء بالذهب مع الثيوريا ومشتقاتها كعوامل اختزال:
يتميز مزيج ثيوكبريتات الذهب الأحادي التكافؤ ومحلول الطلاء بالثيوريا بثبات جيد، ولا ينتج غاز الهيدروجين حول الأس الهيدروجيني المتعادل، ولا يوجد به مسامية. يظهر تركيب محلول الطلاء في الجدول 1-46 (محلول الطلاء A).
الجدول 1-46 محلول الطلاء بالذهب ثيوسلفات الثيوسلفات
| التركيب وظروف التشغيل | محلول الطلاء أ | محلول الطلاء ب |
|---|---|---|
| NaAuCl4 / (مول/لتر) | 0.1 | 0.0125 |
| Na2S2S2O3/(مول/لتر) | 0.08 | 0.1 |
| Na2SO3 / (مول/لتر) | 0.4 | 0.1 |
| Na2B4O7/( مول/لتر) | 0.1 | - |
| NH4Cl/(مول/لتر) | - | 0.05 |
| ثيوريا/(مول/لتر) | 0.1 | - |
| صوديوم ل-أسكوربات الصوديوم/(مول/لتر) | - | 0.25 |
| الأس الهيدروجيني | 9.0 | 6.0 |
| درجة الحرارة/℃ | 80 | 60 |
| معدل التصفيح/(ميكرومتر/ساعة) | 1. 9 〜 2. 3 | 1. 5 〜 2. 0 |
② محلول طلاء الذهب بحمض الأسكوربيك كعامل اختزال:
في محلول الطلاء بالثيوسلفات مع حمض الأسكوربيك الصوديوم L-أسكوربيك الصوديوم كعامل اختزال، يوجد كبريتيت الصوديوم، والذي يمكن أن يطلي الذهب بثبات. يظهر تركيب محلول الطلاء في الجدول 1-46 (محلول الطلاء B).
تشمل عوامل الاختزال الفعالة في محاليل الطلاء بثيوسلفات الصوديوم، إلى جانب الثيوريا وأسكوربات الصوديوم، طرطرات الصوديوم وحمض الجليكوليك وحمض الهيبوفوسفور.
③ آلية تفاعل محلول الطلاء بالثيوسلفات:
يتفاعل ملح الذهب مع ثيوكبريتات الذهب لإنتاج Au(S)2O3)23-. في حالة عدم وجود ثيوسلفات الثيوسلفات في المحلول، لا يوجد سوى الكبريتيت ويتكون Au(SO3)23-. تكون معادلة التفاعل كالآتي:
Au3++ 2S2O3 2- + H2O ↓ AU(S2O3)23- + SO4 2- + 2H+ (1-16)
Au3+ + 3SO32- + H2O ↓ AU(SO)3 )23- + SO42- + 2H+ (1-17)
Au+ + 2SO32- ↓(SO)3)23- K=1010 (1-18)
Au+ + 2S2O32- ↓ أ(ق)2O3)23- K = 1026 (1-19)
الشكل 1-44 مقارنة بين منحنيات الاستقطاب الكاثودي لتفاعلات ترسيب الذهب في محاليل الطلاء بالكبريتيت والثيوسلفات
(ﻫ)4Cl 0. 1 مللي مول/لتر، صوديوم2SO3 0. 2 مول/لتر)
تتمتع ثيوسلفات الثيوسلفات بقدرة تعقيد أقوى مع الذهب أحادي التكافؤ من الكبريتيت، لذلك يصعب ترسيب الذهب أحادي التكافؤ من محاليل الطلاء التي تحتوي على ثيوسلفات الصوديوم أكثر من تلك التي تحتوي على الكبريتيت.
في محلول طلاء الذهب بالكبريتيت مع العامل المختزل الأسكوربات، نظرًا للاختلاف في منحنيات الاستقطاب الكاثودي بين أيونات مركب كبريتيت الذهب وأيونات مركب ثيوكبريتات الذهب، فإن معدل ترسيب الذهب يبلغ 1/10 فقط من ذلك في محلول طلاء ثيوكبريتات الصوديوم. يوضّح الشكل 1-45 منحنيات الاستقطاب الكاثودي والأنوديك للذهب في كبريتيت الأسكوربات وثيوسلفات الذهب.
الشكل 1-45 منحنيات الاستقطاب الكاثودي والأنوديك لحمض الأسكوربيك ومحلول الطلاء بالكبريتيت والذهب ثيوسلفات الثيوسلفات
(قطب الذهب، NH4كلور 0. 1 مول/لتر، أس هيدروجيني 6. 0، 60 ℃. منحنى "●" محلول الطلاء: صوديوم الصوديوم2SO3 0.2مول/لتر و NaAuCl4 0.01 ملي مول/لتر؛ المنحنى "▴" نفس محلول الطلاء كما في السابق، مع إضافة الصوديوم2S2O3 0. 1مول/لتر؛ المنحنى "○" محلول الطلاء: صوديوم الصوديوم2SO3 0. 2مول/لتر وأسكوربات الصوديوم 0. ل. مول/لتر؛ المنحنى "△" محلول كما في السابق، مع إضافة الصوديوم2S2O3 0.1 مول/لتر)
يشير مبدأ التفاعل لمحلول الطلاء بالذهب غير المكهرب ثيوسلفات إلى حالة أكسدة العامل المختزل، وتكون التفاعلات المحلية على النحو التالي.
التفاعل الكاثودي:
Au(S2O3)23- + 2e– → Au + 2S2O32- (1-20)
تفاعل أنوديك:
محلول الطلاء بالثيوريا
ج(ج)2)2 + 5H2O → CO(NH)2)2 + H2SO4 + 8H+ + 8e– (1-21)
ناتج التفاعل CO(NH)2)2 هو اليوريا.
محلول الطلاء بحمض الأسكوربيك
C6H8O6 → C6H6O6 + 2H+ + 2e–
7. محلول طلاء الذهب من السكر المضاف إليه ملح كبريتيت الذهب
بعد إضافة مركبات السكاريد إلى محلول طلاء كبريتيت الذهب، يمكن أن يظل مستقرًا لفترة طويلة، وتكون طبقة طلاء الذهب جيدة. تكون تركيبة محلول الطلاء كما يلي.
أملاح كبريتيت الذهب: كبريتيت الذهب البوتاسيوم، كبريتيت الذهب الصوديوم، كبريتيت الذهب الأمونيوم، إلخ.
الكبريتيت: كبريتيت البوتاسيوم، كبريتيت الصوديوم، كبريتيت الأمونيوم، إلخ.
معدِّل الأس الهيدروجيني: اضبط الأس الهيدروجيني على 6 ~ 9 باستخدام مخازن مؤقتة مختلفة.
المثبتات: مركبات الأمينات القابلة للذوبان في الماء، مركبات الأمينات القابلة للذوبان في الماء، إيثيلين ديامين، ثنائي إيثيلينيتريامين، ثلاثي إيثيلينيترامين، إلخ؛ الأحماض الأمينية القابلة للذوبان في الماء أو أملاحها، حمض الإيثيلين ديامين، حمض رباعي الخليك، حمض سداسي الخليك ثلاثي إيثيلينيترامين، حمض سداسي الخليك ترانس-1،2-سيكلوهيكسان ديامين، حمض رباعي الخليك أو أملاحه، إلخ.؛ الفوسفات العضوي القابل للذوبان في الماء أو الأملاح، ثلاثي أمينو ثلاثي (حمض الميثيلين فوسفونيك)، حمض ثنائي الفوسفونيك 1-هيدروكسي إيثيلين إيدن-1،1,1-ثنائي الفوسفونيك، إيثيلين دياميترا (حمض الميثيلين فوسفونيك)، ثنائي إيثانولامين، خماسي (حمض الميثيلين فوسفونيك) أو الأملاح، إلخ.؛ يمكن أيضًا إضافة مركبات النيترو العطرية القابلة للذوبان في الماء، مثل حمض أحادي وثنائي وثلاثي النيتروبنزول وحمض أحادي وثنائي النيتروساليسيليك وحمض النيتروبنزين ثنائي الكربوكسيل وحمض النيتروبنزين ثنائي الكربوكسيل وأحادي وثنائي وثلاثي النيتروفينول وثنائي النيتروفينول وثنائي النيتروبنول وأحادي وثنائي وثلاثي النيتروبنزين وغيرها.
يمكن أن تشمل السكريات بخلاف النشا أيضًا السكريات السداسية والجلوكوز والمانوز والجالاكتوز والسكريات الأحادية الأخرى والإريثريتول والبنتيدول والبنتايتول والسكسانول والكحولات السكرية الأخرى وحمض الجلوكاريك والأحماض الألدارية الأخرى وحمض الجلوكونيك وحمض السداسي وحمض السداسي الألدونيك والأحماض الألدونية الأخرى والسكريات قليلة التعدد وغيرها. يمكن لمركبات السكر هذه أن تزيد من ثبات محلول الطلاء وتوسيع نطاق الكثافة الحالية لمنطقة الطلاء الساطعة.
وترد نتائج الطلاء في الجدول 1-47.
الجدول 1-47 مختلف حمامات الطلاء بالذهب الكبريتيت وظروف التشغيل وتأثيرات المواد المضافة
| الرقم التسلسلي | مختلف حمامات الطلاء بالذهب الكبريتيت وظروف التشغيل | التأثير المضاف |
|---|---|---|
| رقم 1 |
كبريتيت الصوديوم الذهبي 10 جم/لتر كبريتيت الصوديوم 65 جم/لتر سيترات ثلاثي الصوديوم 65 جم/لتر حمض الإيثيلين ديامينيتراميثيلين فوسفونيك (EDTMP) 85 جم/لتر الأس الهيدروجيني 7 درجة الحرارة 60 ℃ إجمالي التيار 0.2 أمبير ركيزة العينة: سبيكة 42Fe-Ni طريقة كثافة التيار المثالية مع التحريك القوي |
التحليل الكهربي 1080 ℃، تحلل محلول الطلاء الكهربي، وإنتاج جسيمات سوداء. ظهور طبقة طلاء بكثافات تيار مختلفة ينتج عنها بقع وحرقان. |
| رقم 1 أضف كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم (CMC) 10 جم/لتر إلى محلول الطلاء. الشروط الأخرى هي نفس الشروط رقم 1 | ترسيب كهربائي 1740 ℃، تحلل محلول الطلاء، جسيمات سوداء. يتم تحسين مظهر طبقة الطلاء، ويتم تقليل البقع والحرق بشكل واضح. | |
| رقم 2 |
كبريتيت الصوديوم الذهبي 10 جم/لتر كبريتيت الصوديوم 130 جم/لتر سيترات ثلاثي الصوديوم 65 جم/لتر سيترات التريامونيوم 65 جم/لتر ب- نيترو (بنزين) الفينول 1 جم/لتر الأس الهيدروجيني 7 درجة الحرارة 40 ℃ إجمالي التيار 0.2 أمبير ركيزة العينة: نحاس التحريك القوي |
مناطق كثافة التيار العالية محترقة، ومظهر طبقة الطلاء رديء للغاية، وتظهر بقع منتشرة |
| محلول التصفيح رقم 2 مع النشا 5 جم/لتر، والشروط الأخرى هي نفسها رقم 2. | لا يوجد احتراق في منطقة كثافة التيار العالية، ومظهر جيد لطبقة الطلاء في نطاق كثافة تيار واسع، ومحلول طلاء مستقر. | |
| رقم 3 |
كبريتيت الذهب الصوديوم 10 جم/لتر كبريتيت الصوديوم 100 جم/لتر بورات ثنائي الصوديوم 50 جم/لتر حمض البوريك 100 جم/لتر ب- نيترو (بنزين) الفينول 1 جم/لتر الأس الهيدروجيني 7 درجة الحرارة 40 ℃ إجمالي التيار 0.2 أمبير ركيزة العينة: نحاس التحريك القوي |
ضعف مظهر طبقة الطلاء |
| أضف 5 جم/لتر من النشا إلى محلول الطلاء رقم 3، والشروط الأخرى هي نفس شروط رقم 3. | مظهر جيد لطبقة الطلاء في نطاق واسع من كثافة التيار، ومحلول طلاء مستقر. | |
| رقم 4 |
كبريتيت الذهب الصوديوم 12 جم/لتر كبريتيت الصوديوم 100 جم/لتر فوسفيت 3 جم/لتر هيدرات الإيثيلين ديامين 30 جم/لتر الأس الهيدروجيني 7 درجة الحرارة 60 درجة مئوية إجمالي التيار 0.2 أمبير ركيزة العينة: سبيكة 42Fe-Ni التحريك القوي |
منطقة كثافة تيار عالية محترقة، ومظهر طبقة الطلاء رديء للغاية |
| رقم 4 أضف النشا 5 جم/لتر إلى محلول الطلاء، والشروط الأخرى هي نفسها رقم 4. | مظهر جيد لطبقة الطلاء وثبات محلول الطلاء في نطاق واسع من كثافة التيار. | |
