Сплавы на основе золота по своему разнообразию занимают первое место среди различных электроосаждаемых сплавов. Как правило, легирующий компонент входит в состав золотого покрытия в незначительных количествах, от десятых долей до 1—2%; в тех случаях, когда легирующий компонент входит в значительных количествах, покрытие существенно меняет свойства золота. Цели, преследуемые заменой покрытий из чистого золота на сплавы золота, сводятся к сообщению покрытию того или иного оттенка. Для этой цели в электролит вводят цианистые соли меди, никеля, серебра, кадмия, цинка и др.
В нашей стране изделия широкого потребления покрывают золотом красного оттенка, в то время как в США, Канаде, Голландии и других странах предпочитают покрытия лимонно-желтого или латунного цвета. Часто легируют золото компонентами, которые сообщают покрытию повышенную твердость и износостойкость. В полупроводниковой промышленности при золочении в электролит вводят небольшое количество сурьмяной соли, которая сообщает покрываемым деталям необходимые физические свойства при изготовлении транзисторов n-типа, повышает поверхностную твердость и позволяет получать блестящие или полублестящие покрытия, а для транзисторов p-типа вводят соли индия или галлия. Часто наносят покрытия из сплава золото — серебро. Для получения твердых покрытий золото легируют никелем или кобальтом.
Гальваническое покрытие золотом
Золото металлическое (в виде дицианоаурата калия) . 3—4
Медь металлическая (в виде цианистого комплекса) . 6—9
Калий цианистый, свободный . 0,5—1
Сернокислый натрий. 10
рН. 6,8—7,2
Температура, °С. 70
Скорость вращения подвески, об/мин . 12—20
Аноды. Нержавеющая сталь
Золото в виде дицианоаурата. 0,04
Серебро в виде цианистого комплекса . . . 0,003—0,006
Цианистый калий, свободный при следующем режиме электролиза. 0,4—0,5
Плотность тока. А/дм 2 . 0,8—1
Температура, °С. 25—30
Число движений катодной штанги в минуту . 200
Покрытие состава 10% Ag и 90% Au имеет микротвердость 174 кгс/мм 2 , что превышает твердость золота и серебра в отдельности примерно в 2 раза. Химическая стойкость такого покрытия не отличается от химической стойкости чистого золота.
Осажденное на медь покрытие хорошо сцеплено при толщине до 50 мкм; по железу Армко, по стали, по ковару и ряде других металлов и сплавов покрытие золото — серебро не сцепляется прочно даже при толщине 5 — 10 мкм; нанесение тонкого подслоя меди (1 мкм) обеспечивает прочное сцепление в слоях значительной толщины.
Осажденный при повышенной температуре сплав примерного состава 10% серебра и 90% золота имеет зеленый оттенок, зеркальный блеск, но неудовлетворительное сцепление с основой; блестящие, хорошо сцепленные покрытия такого состава получаются при комнатной или слегка повышенной температуре (25—30°С).
При содержании в осадках Au—Ni 17% никеля твердость покрытий равна 250 кгс/мм 2 . Процесс электроосаждения подобного сплава сопровождается обильным выделением водорода, выход металла по току снижается до 1%. По-видимому, введение в цианистый электролит золочения тетрацианида никеля способствует поляризации молекул воды центральным атомом комплекса и ослаблению связей кислорода и водорода.
Как ПОКРЫТЬ ЗОЛОТОМ ЛЮБОЙ МЕТАЛЛ?
В щелочных цианистых электролитах катодные потенциалы золота и никеля существенно различаются. С уменьшением содержания свободного цианида в электролите значения рН можно довести до 5,5—7 и существенно уменьшить разницу потенциалов соосаждающихся металлов. В этом интервале значений рН выделение водорода на катоде происходит не из молекул воды, а в результате разряда ионов гидроксония. Катодная поляризация при этом уменьшается, выход по току повышается по сравнению с щелочными электролитами и на катоде осаждаются богатые никелем сплавы.
Твердость золотоникелевых покрытий значительно выше чистых золотых и возрастает по мере увеличения содержания никеля в покрытии до 80%; при дальнейшем увеличении содержания никеля покрытия становятся рыхлыми. При 20% Ni твердость покрытий равна 250 кгс/мм 2 , а износостойкость по отношению к износостойкости чистого золота составляет 182%. Покрытия на основе золота белого цвета за рубежом часто применяют для различного рода ювелирных изделий. Помимо этого, благодаря высокой твердости, износостойкости и коррозионной стойкости такие покрытия могут быть использованы для различных технических целей.
Сплавы золота с элементами III группы (акцепторами) могут быть получены путем введения в электролит золочения индия в виде цианистого комплекса или галлия в виде соответствующей соли.
Сплав золото — сурьма может быть осажден также из кислых, например цитратно-цианистых электролитов золочения. Окись сурьмы Sb2O3 растворяют в лимонной кислоте и вводят в электролит золочения. Установлено, что сплав золото — сурьма благодаря высокому перенапряжению водорода на сурьме, выделяется при комнатной температуре без видимого выделения водорода при такой плотности тока, при которой выделение одного золота сопровождается обильным выделением водорода и покрытия получаются с дефектами — питтингом, полосатостью.
Золотосурьмяное покрытие отличается повышенной износостойкостью и при определенной толщине получается блестящим или полублестящим. Благодаря этим качествам сурьму вводят в электролит золочения очковых оправ. Состав электролита (г/л) и режим электролиза приведены ниже:
Золото (в виде дицианоаурата) . 4,5—6,5
Сурьма (в виде калия сурьмяновиннокислого) . 0,25—0,45
Цианистый калий. 10—15
Углекислый калий. 15
Температура электролита, °С . . 25—30
Катодная плотность тока, А/дм 2 :
при механическом перемешивании . . 0,25—0,3
без перемешивания . . 1,15—0,18
Покрытие подвергается последующему нагреву при температуре 180—200° С в течение 10—15 мин.
Защитные покрытия металлов
- Подготовка поверхности
- Электролитическое и химическое полирование металлов
- Электрохимическое выделение и растворение металлов и сплавов
- Макро- и микрорассеивающая способность электролитов. Выравнивание поверхности
- Цинкование
- Кадмирование
- Лужение
- Свинцевание горячее и электролитическое
- Алюминирование
- Меднение
- Никелирование
- Хромирование
- Гальванические покрытия драгоценными металлами
- Гальваническое покрытие легких металлов и сплавов
- Химическое оксидирование металлов и сплавов
- Фосфатирование
- Обезвреживание сточных вод
- Металлургия
Источник: www.stroitelstvo-new.ru
Драгоценное золочение
В ювелирном деле используется множество техник декорирования поверхности украшений, применяемых на финальной стадии их изготовления. С помощью этих техник улучшают внешний вид ювелирных изделий, придают им нужные эффекты (блеск, цвет, фактуру и так далее), а также усиливают «носкость».
Золочение – это нанесение слоя высокопробного металла 999,0°. В позолоченных изделиях толщина золотого покрытия достигает 5 микрон. В качестве «прослойки» между серебром и золотом используется палладий 999,0° – благородный металл платиновой группы, далее наносится само золото.
Преимущества золочения
Позолота на долгое время сохраняет первоначальный вид, является абсолютно безопасной для здоровья и соответствует заявленному во всех действующих международных, европейских и российских государственных стандартах цвету 4 N. Помимо внешней привлекательности, позолоченные изделия приобретают и ряд функциональных преимуществ. Они меньше подвержены агрессивным внешним воздействиям, окислению и коррозии. Кроме того, серебряные изделия с золотым покрытием – демократическая альтернатива золотым украшениям, так как их стоимость гораздо ниже аналогов, выполненных полностью из золота.
Способы нанесения позолоты
Среди возможных вариантов нанесения позолоты специалисты выделяют два способа: механический и электрохимический. Механический способ представляет собой покрытие поверхности сусальным золотом. Золочение тончайшими листами металла используется с древних времен, за множество веков суть процедуры практически не изменилась.
Сусальное золочение бывает масляным и клеевым, в первом случае металл наклеивается на масляный лак, во втором – на полимент. Покрытие на масляной основе получается матовым, для достижения эффекта блестящей поверхности специалисты прибегают к использованию клеевой основы. Работы по созданию клеевого покрытия могут проводиться исключительно внутри помещения, так как такое золочение характеризуется высокой чувствительностью к влаге.
Электрохимический вариант обработки поверхности драгоценным металлом представляет собой гальванический способ нанесения на изделие золота. Что это такое? В процессе работы мастер наносит при помощи действия электрического тока тончайший слой желтого драгметалла, величина которого может достигать долей микрон.
Как любое покрытие, гальваническое золочение имеет свои преимущества и недостатки перед другими вариантами. Преимуществ покрытия, полученного таким способом, довольно много. К ним следует отнести высокий уровень износостойкости, отличную отражательную способность, высокую проводимость тока, способность защитить изделие от агрессивных внешних факторов, воздействия коррозионных и окислительных процессов. При нанесении гальванического покрытия специалист, проводящий работы, может контролировать толщину слоя драгметалла. Благодаря перечисленным свойствам золочение гальваническим способом широко применяется как в декоре поверхностей, так и для создания технических деталей устройств.
Сейчас основными способами позолоты считаются золочение натрием, эфирным раствором, контактом с цинком и гальваническим путём.
Гальваническое золочение
Именно этот метод нанесения драгоценных декоративных покрытий применяется в ювелирном деле.
Электрогальваника – процесс покрытия поверхности одного металла другим при помощи осаждения его из водных растворов солей под действием электрического тока. Катодом служит покрываемое изделие, а анод изготавливается из металла, который надо осадить на изделии.
Применение этого метода позволяет одновременно снизить потери при полировке и защитить продукцию от химического взаимодействия с внешней средой, так как на поверхностности украшения закрепляется слой металла, не вступающего в окислительную реакцию (например, родий, золото). Данная операция очень актуальна при защите серебряных украшений, которые более других подвержены окислению.
Суть золочения проста. Небольшие ванны заполняют электролитом, где растворяют драгоценные металлы. На специальных вешалах закрепляют ювелирные украшения и погружают в получившийся раствор, после чего находившиеся в электролите металлы оседают на изделиях тонким слоем. Это предотвращает появление окисей и надежно защищает украшения, придавая им исключительную отражающую способность.
Декоративное покрытие надежно сохраняет ювелирные украшения от потускнения и различных мелких царапин, но самый главный её враг – очень твёрдые материалы и абразивы, которые могут повредить позолоту.
Как и любой вид покрытия, золочение подвержено стиранию. Именно поэтому позолоченные украшения требуют максимально бережного обращения и особого ухода.
Вопреки устоявшемуся мнению о том, что позолота недолговечна, стоит отметить, что при правильном уходе и бережной эксплуатации качественное драгоценное покрытие может долгое время сохранять первозданный вид. Изделия из золочёного серебра следует хранить отдельно в закрытой шкатулке. Обязательно снимайте их перед мытьём, купанием, занятиями спортом и любой домашней работой.
И всё же для очистки позолоченных изделий рекомендуется использовать профессиональные средства, а раз в год отдавать украшения на профилактику в ювелирную мастерскую.
Источник: krasnoselie.ru
Золотое покрытие
Древнейшая технология, с помощью которой изделиям из различных материалов придается богатый, эстетичный вид.
Древние мастера использовали для золотого покрытия листовое золочение (сусальное золото) и небезопасную для здоровья технологию с амальгамой — сплавом ртути и золота. Сегодня в покрытии золотом используются безопасные технологии, например, с помощью гальванизации.
Сферы применения золотого покрытия
Если раньше золотое покрытие применялось в ювелирных украшениях, в предметах интерьера и экстерьера, то сегодня золочение применяется в самых различных сферах:
- В химической промышленности при получении красок, пластика и различных материалов из химического сырья.
- В различных видах транспорта. В автомобилях золотое покрытие используется на проводах и контактах, микрочипах и сенсорах. Его используют в таких важных контролирующих системах как АБС, отвечающих за безопасность автомобиля. Немаловажно, что тончайший слой золотого покрытия придает деталям высокую коррозийную устойчивость в агрессивных средах.
- В энергетике, в солнечных батареях. Добавление золотых наночастиц повышает их эффективность в несколько раз.
- В современных электронных устройствах, начиная с мобильных телефонов и заканчивая электроникой космических кораблей.
- В медицине, в диагностическом оборудовании, в производстве эффективных лекарственных препаратов, применяемых в лечении тяжелых инфекций. Традиционно золотое покрытие используется в имплантатах, как в стоматологии, так и в других сферах медицины.
Технологии современного золочения
Механическое, или листовое золочение
Одна из древних технологий нанесения тончайших листов золота на поверхность. Она до сих пор используется в оформлении декора интерьеров, храмов, в декоративно-прикладном искусстве. Сусальное золочение возможно на разных поверхностях, но больше на металлах. Например, в золочении церковных куполов. Но технология весьма затратная, что связано с большим расходом золота и не используется на мелких предметах. Способ имеет два варианта исполнения:
- Золочение, проводимое на масляный лак. При этом сама поверхность может быть разной по фактуре: металлической, стеклянной, керамической, пластмассовой и т.д. Внешне золоченая поверхность выглядит матовой, так как золотого блеска добиться невозможно.
- Позолота на клеевой основе. Эта технология имеет древние корни и практически не изменилась. Метод используется только внутри помещений, так как покрытие боится влияния атмосферной влаги.
Электрохимическое золочение
В середине 19 века русский ученый Б.С Якоби, выполняя научные работы по электрохимии, разработал новые технологии нанесения покрытий на металлы с помощью гальванопластики. Эти разработки послужили толчком к получению нового метода золочения — электрохимического. В этом методе есть два варианта:
- Электрохимическая металлизация — современная технология, с большой эффективностью. Покрытие золотыми частицами при этом методе отличается прочностью и мелкопористостью. Характерной особенностью покрытий, выполненных данным способом, является длительная эксплуатация с неизменными свойствами. Наносить покрытие можно на поверхности разных размеров, изделие при этом не требует разборки. Сферы применения от ювелирных изделий до элементов, применяемых в электронике, медицине и других отраслях деятельности человека.
- Гальваническое золочение — на данный момент самое популярное среди технологий нанесения позолоты. Характерной особенностью способа является то, что изделие должно быть обязательно металлическим, или токопроводящим. Суть метода в том, что изделие, находящееся в растворе соли металла, подвергается воздействию электрического тока. В результате электролитической диссоциации соли металла распадаются на частицы с положительными и отрицательными зарядами. Частицы с положительными зарядами оседают на металлической поверхности изделия, подвергающегося золочению. Такое покрытие имеет хорошую химическую стойкость, не вступает в реакции в агрессивных средах. Преимуществами метода являются экономичность расхода золота, возможность покрытия в труднодоступных, или в локальных местах. Метод используется на всех видах металлов и сплавов.
Сегодня услуги по золочению различных предметов, использующихся в различных сферах, предлагают специализированные компании, имеющие необходимое оборудование и расходные материалы. Это позволяет выполнять покрытие золотом изделий по различным технологиям и разной степени сложности.
Источник: answr.pro