Что такое гальваническое покрытие родий

Родированное покрытие ювелирных изделий, что это и зачем?

Сегодня хочу поделиться с вами информацией о том, что же такое родий и почему его используют для покрытия ювелирных изделий.
Я использую родированную фурнитуру для своих украшений, но не многим известно, что же его отличает от других металлов и какова его особенность.
Родий один из самых дорогих драгоценных металлов, который используется в ювелирном производстве. Это редкий металл платиновой группы, в стоимости не уступающий золоту, а вот в твердости – гораздо превосходящий его: твердость родия выше твердости золота более чем в 5 раз.

К слову, в твердости родий превосходит даже платину — в 2 раза. И лишь уступает стали (101 кгс/мм2 против 123 кгс/мм2 — твердость по Бринеллю). Именно твердость делает родий незаменимым материалом для всякого рода покрытий. К тому же родированные ювелирные изделия приобретают необыкновенный блеск и сияние.

Родий не окисляется на воздухе, ему не страшна влажная среда, влияние кислот, серы, хлора, фтора и других агрессивных сред. Благодаря высокой прочности, родий более долговечен, чем другие металлы. Его отражающая способность – около 80%

Гальваническое покрытие родием

Таким образом, ювелирные изделия покрывают родием в практических (повышение прочности и износостойкости) и эстетических целях (придание блеска). Поэтому его используют в качестве защитно-декоративного покрытия украшений из золота и серебра и недрагоценных металлов, так называемые бижутерные сплавы на основе латуни, — покрываются родием.
Вот, кстати, и в используемой мной фурнитуре для украшений чаще всего используется именно латунь и серебро, которые после изготовления обязательно родируют.

Источник

Родирование | Описание гальванического процесса | Свойства покрытия | Электролиты

Родий — твёрдый металл серебристо-серого цвета, один из шести металлов платиновой группы, каждый из которых характеризуется высокими температурами плавления, высокой стабильностью и хорошей устойчивостью к коррозии. Родий более стоек к химическому воздействию, чем платина. Его поверхность окисляется только при очень высоких температурах. При нормальных и умеренно повышенных температурах он не подвержен окислению или потускнению.

Физические свойства родия:

• Плотность (н.у.): 12,41 г/см³;
• Температура плавления: 1963° C;
• Теплопроводность (300 K): 150 Вт/(м·К);
• Атомная масса: 102,9 г/моль;
• Удельное электросопротивление: 0,047 (Ом*см);
• Электродный потенциал: +0,8В.

Покрытия родием широко используются:

• В качестве долговременной защиты от атмосферной или морской коррозии в силовой электротехнике. Родиевые покрытия намного тверже, электропроводнее, более устойчивы к истиранию и менее пористы, чем платиновые. Поэтому они могут использоваться в скользящих (трущихся) контактах с высокой нагрузкой.
• Как идеальный контактный материал в слаботочных радиочастотных цепях, где малейшее изменение напряжения в цепи вызывает ложные сигналы.
• Как долговечная и физиологически безопасная отделка хирургических инструментов.
• В приборных зеркалах, кинопроекторах, ИК-отражателях и аналогичных устройствах, благодаря одновременно высокой отражательной способности и термостойкости (отсутствии потускнения).

2. Рекомендуемые толщины родиевых покрытий.

Толщина родиевых покрытий зависит от их назначения:

• В декоративных целях: до 0,13-0,25 мкм;
• Для повышения светоотражающей способности поверхности: до 1,27- 2,03 мкм;
• В электрических контактах: от 5,1 до 12,7 мкм.

3. Составы электролитов родирования.

Родий может быть получен из сульфатных, хлоридный, сульфоматных, перхлоратных, фторборатных и нитратных ванн. Комплексные ванны содержат: лимонную, винную, молочную или борную кислоту.

Примеры электролитов родирования приведены в таблице ниже.

Фосфатный электролит
Фосфат родия (RhPO4)	2 г/л
Фосфорная кислота	40-80 мл/л
Аноды	Платиновые
Температура	40-50° С
Плотность тока	2-10 А/дм 2
Сульфатная ванна
(Rh2(SO4)3)	1,3-2 г/л
Серная кислота	25-80 мл/л
Аноды	Платиновые
Температура	40-50°С
Плотность тока	2-10 А/дм 2
Смешанная фосфатно-сульфатная ванна
Фосфат родия (RhPO4)	2 г/л
Серная кислота	25-80 мл/л
Аноды	Платиновые
Температура	40-50° С
Плотность тока	2-10 А/дм 2
Хлоридная ванна
Гексахлорородат(III) натрия (Na3RhCl6)	2г/л
HCl	60-70 мл/л
Аноды	Платиновые
Температура	40-50° С
Плотность тока	2-10 А/дм 2

3.1.Хлоридные ванны.

Из хлоридных ванн невозможно получить высокоотражающие и качественные покрытия, если подложка коррозионно-активна в электролите. Так, ион хлора ускоряет коррозию большинства металлов, особенно меди, где Cl — является сильным лигандом для Cu(I). Смещение потенциала коррозии подложки в сторону более отрицательных значений увеличит скорость реакции цементации. Диаграммы распределения ионов Rh 3+ в хлоридной ванне приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 — Диаграммы распределения ионов Rh 3+ в зависимости от pH (сплошные линии) и концентрации хлоридных лигандов (пунктирные линии).

Напротив, покрытия на инертной подложке, например стеклоуглероде, превосходны.

Поэтому ванны на основе хлоридов можно использовать для покрытия металлических компонентов родием, если они используются в сочетании с соответствующим подслоем из инертного материала.

На рисунке 2 показаны две циклические вольтамперограммы с различными пределами отрицательного потенциала для водного раствора 10 мМ Rh (III) и 1М NaCl на неподвижном дисковом электроде из стеклоуглерода. Обе записаны со скоростью развертки 20 мВ/с.

При сканировании в сторону отрицательных потенциалов наблюдается крутой и хорошо сформированный катодный пик I при Ep= -310 мВ (SCE) и ip=0,6 А/дм2. Вольтамперограмма на рисунке 2а имеет все особенности, ожидаемые для электродной реакции, приводящей к новой металлической фазе на поверхности углерода.

Анодный пик для родия никогда не наблюдался, что можно было бы интерпретировать с точки зрения отслоения металла. Наиболее очевидно, что существует значительная «петля зародышеобразования», есть диапазон потенциалов от -275 до -120 мВ, где катодный ток выше при обратном сканировании, чем при прямом.

Рисунок 2 — Циклические вольтамперограммы для водного раствора 10 мМ Na3RhCl6 + 1М NaCl на полированном неподвижном дисковом электроде из стеклоуглерода. Предел сканирования: а -600 мВ; b -900 мВ. Скорость сканирования 20 мВ/с. Температура 298К. Площадь электрода 0,08 см 2 . pH=3.9

На рисунке 3 показана вольтамперограмма в растворе с pH=1,7. Наблюдается крутой и хорошо выраженный катодный пик I при Ep = -310 мВ (SCE) и плотности тока, аналогичной наблюдаемой в растворе при pH=3,9.

Однако при немного более отрицательных потенциалах есть второй пик восстановления II при Ep = -440мВ (SCE).

На обратном сканировании есть два анодных пика, III и IV, при -350 и -250 мВ соответственно. Пик при -310 мВ обусловлен реакцией Rh (III)→ Rh, что подтверждается визуальными наблюдениями за поверхностью электрода. Все другие пики соответствуют реакциям на только что сформированной родиевой поверхности.

Рисунок 3 — Циклические вольтамперограммы для водного раствора 10 мМ Na3RhCl6 + 1M NaCl на полированном неподвижном дисковом электроде из стеклоуглерода. Скорость сканирования 20 мВ/с. Температура 298 К. Площадь электрода 0,08 см 2 . (pH=1,7)

Изучение поверхности осадка родия из хлоридной ванны при pH=4, полученного на низкой плотности тока — 0,01 А/дм2, показало, что покрытие состоит из перекрывающихся полусфер (рисунок 3). Однако, при снижении pH или повышении плотности тока, четкая структура покрытия уже не проявлялась.

Рисунок 4 — СЭМ изображение Rh на стеклоуглероде, полученного при плотности тока 0,01 А/дм 2 в течении 150 мин. Из водного раствора 10м М Rh 3+ + 1 МNaCL. pH=4.

3.2 Сульфатные ванны.

Данный электролит дает очень гладкие светло-серые покрытия толщиной до 12,7-25,4 мкм при комнатной температуре и i=3 А/дм 2 . При i>10 А/дм 2 покрытие матовеет и становится шероховатым.

Катодный выход по току составляет порядка 75% при комнатной температуре. По мере увеличения плотности тока выход по току падает с 75% при 3 А/дм 2 до 56% при 10 А/дм 2 . По мере того, как концентрация родия в ванне уменьшается во время работы, выход по току уменьшается с 75% до 30% при комнатной температуре, но остается на уровне примерно 70% при 70° C.

Источник

Гальваническое покрытие бижутерии: магия превращений

Гальваника — настоящее волшебство превращений в ювелирном деле. Она украшает и декорирует готовое изделие, придавая ему расцветку другого металла. Так, украшения из латуни приобретают сияние драгоценного родия, а позолоченное серебро становится неотличимым от настоящего золота. При этом тонкое, но прочное гальваническое покрытие металла продлевает жизнь бижутерии.

Что представляет из себя процесс гальванизации, какие виды самые популярные и за что эту технику любят ювелиры, разбираемся в этой статье.

Что такое гальванизация?

Если говорить простым языком, гальванизация в ювелирном деле — это техника, при которой изделие из металла покрывается слоем другого металла. Для этого украшение погружают в среду электролита (раствор солей и кислот) и воздействуют электрическим током.

Процесс нанесения гальванического покрытия состоит из нескольких этапов. Вначале изделия тщательно подготавливают: шлифуют, полируют, обезжиривают поверхность.

Затем украшения на специальной раме опускают в особые ванны (от 1 до 300 литров в зависимости от вида гальваники) с раствором электролита и пластиной нужного металла. Электрический ток запускает сам процесс гальванизации. Спустя некоторое время изделия покроются новым металлом. Последние штрихи — и украшение полностью готово.

Виды гальванического покрытия

Самые популярные типы покрытия бижутерии посредством гальванизации: родирование, золочение, серебрение.

Качественная ювелирная бижутерия под золото выглядит как украшения из драгоценного металла, смотрится так же роскошно, но ее стоимость значительно ниже. Среди достоинств золочения можно выделить высокую износостойкость изделий, защиту от внешних факторов, коррозии и окисления, которым подвержена дешевая бижутерия. Покрытие золото может быть использовано не только на всем изделии, но и на его части, как декор.

Родирование

Даже тонкий слой родия, нанесенный на изделие, придает поверхности притягательное мерцание. Украшения буквально переливаются и сверкают. Благодаря тому, что родий в 2,5 раза тверже золота и серебра, он придает изделиям повышенную прочность и большую износостойкость — то, за что особо ценится бижутерия. Родий, кроме того, обладает гипоаллергенным свойством.

Гальваническое покрытие тонким слоем серебра используется в декоративных целях. Бижутерия под серебро менее подвержена коррозии и окислению.

Преимущества гальваники в бижутерии

Раскрываем 6 достоинств такого типа покрытия.

1. Гальваника защищает украшения от механических воздействий, повышает их износостойкость.
2. Покрытие драгоценным металлом повышает стойкость к коррозии, оберегает изделия от потемнений и изменений цвета.
3. Гальваническое покрытие бижутерии золотом, родием или серебром защищает кожу от контакта со сплавами, а значит такая бижутерия не вызовет аллергии.
4. Гальваническое покрытие бижутерии не осыпается и не выгорает, не оставляет следов на коже.
5. Такое покрытие увеличивает блеск изделий за счет лучшего отражения света от поверхности.
6. Гальваника — отличный способ декора украшений, придания им привлекательного вида.

Есть ли минусы?

К сожалению, есть: со временем гальванический слой стирается. Впрочем, восстановление гальванического покрытия доступно в ювелирных мастерских. А для того, чтобы изделия прослужили вам дольше, храните их в закрытых шкатулках и используйте для очистки профессиональные средства. И пусть украшения радуют вас долгие годы!

Источник