ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Золото из "Электролитические и химические покрытия" Сравнительно широкое применение золотых покрытий для технических целей связано как с их химической стойкостью, так и с тем, что благодаря низкому переходному электрическому сопротивлению, стабильному во времени, при повышенной температуре и в жестких климатических условиях они больше, чем другие покрытия, способствуют надежной работе коммутационных элементов, которые широко используются в различных изделиях. Наряду с этим, необходимо учитывать некоторые специфические свойства золотых покрытий. Следует ограниченно применять их, если в дальнейшем покрытия подвергаются пайке, в особенности при повышенной температуре. Скорость растворения золота в припое П0С61 выше, чем серебра, меди, палладия. Оно образует с оловом интерметаллическое соединение, склонное к растрескиванию со временем, и поэтому такие паяные швы не при всех условиях будут достаточно надежными. [c.103] При золочении деталей из меди и ее сплавов необходимо принимать меры для предотвращения диффузии компонентов сплава — меди и цинка в покрытие, что интенсифицирует коррозию и ухудшает электрические характеристики деталей. Барьером против этого нежелательного явления служит промежуточный слой между золотом и основой. В качестве такого подслоя не следует применять медь или серебро, диффузия которых проявляется весьма активно. Одним из наиболее надежных барьерных материалов является никель. Даже при толщине 1,5—2 мкм он предотвращает проникновение компонентов латуни к поверхности покрытия. [c.104] Электрохимическое осаждение золота ведут из растворов его комплексных соединений. В зависимости от природы лиганда их подразделяют на цианистые и безцианистые, хотя, как будет показано далее, последнее не всегда точно отвечает реальному положению. В растворах цианистых соединений доброкачественные золотые покрытия могут быть получены при щелочной, нейтральной и кислой реакции среды. [c.104] Щелочные электролиты (pH 11 —14) характеризуются хорошей рассеивающей способностью, возможностью получения покрытий большой толщины. Они допускают использование как растворимых золотых, так и нерастворимых анодов. При большой концентрации цианида получаются покрытия высокой чистоты. Выход металла по току составляет 65—80 %. К недостаткам этих электролитов можно отнести накопление в процессе их эксплуатации карбонатов, которые следует периодически удалять, необходимость вести электролиз при нагревании и, самое главное — большую токсичность, что требует применения специальной очистки промышленных стоков. [c.105] Основой нейтральных электролитов (pH 6,5—7,5), помимо цианидного комплекса золота, являются фосфаты. Содержание свободного цианида не превышает 1—2 г/л. Выход металла по току близок к 100 %. Получаемые покрытия пластичны. Однако низкая стабильность растворов при длительной эксплуатации ограничивает их использование в промышленности. [c.105] Удовлетворительные технологические характеристики и отсутствие высокой токсичности способствуют довольно широкому применению кислых цианидных электролитов. Однако полная замена с их помощью щелочных растворов пока не достигнута. Среди причин такого положения существенную роль играет сравнительно небольшая продолжительность службы кислых растворов. В процессе электролиза происходит окисление органических компонентов. Одновременно повышается концентрация ионов калия, которые вводятся в виде гидроксида при корректировании кислотности электролита. Раствор приобретает темную окраску, ухудшается качество покрытий и его приходится заменять свежеприготовленным. Рассеивающая способность кислых и нейтральных электролитов ниже, чем щелочных. [c.106] В цианидных щелочных электролитах содержание золота может изменяться в широких пределах — от 0,5 до 25 г/л, свободного цианида — от 15 до 100 г/л. При чрезмерно низком или высоком соотношении этих компонентов формируются матовые, крупнокристаллические покрытия. Увеличение содержания цианида несколько улучшает рассеивающую способность электролита, но одновременно снижает выход металла по току. [c.106] Замена цианида калия натриевым неприемлема, так как на золотых анодах образуется пассивирующая пленка труднорастворимой соли NaAu( N)2, что нарушает нормальный ход электролиза. Применение калиевых солей особенно необходимо при работе с более концентрированными растворами, даже при использовании нерастворимых анодов. [c.107] Введение в электролит карбоната калия или его фосфатов повышает электропроводимость, рассеивающую способность, а также качество покрытий. Однако, как и в рассмотренных выше процессах серебрения, чрезмерное накопление карбонатов ухудшает работу ванны и качество получаемых осадков. Предельно допустимое содержание К2СО3— 140—160 г/л. Избыток карбонатов можно удалить, осадив их при добавлении в горячий электролит нитрата кальция, кислого фосфата кальция или цианида бария с последующим отделением выпавшего осадка фильтрованием. [c.107] После корректирования электролита концентратом золота он пригоден для дальнейшей эксплуатации. В указанном случае повышается равномерность покрытия на партии деталей и почти исключается отклонение от нормы расхода золота. Такая методика может быть использована при регенерации золота из отработанных электролитов. [c.108] При эксплуатации электролитов золочения в них накапливаются примеси в результате подтравливания обрабатываемых деталей, а также внесения с остатками промывной воды на их поверхности. Это оказывает влияние как на внешний вид покрытий, так и на их функциональные свойства. Металлы, образующие комплексные соединения с цианидом, такие, как медь, серебро, могут включаться в покрытие. В первом случае снижается стойкость против коррозии, во втором — повышается твердость и износостойкость осадка, он становится полублестящим. Примеси сурьмы, мышьяка, свинца в количестве около 1 г/л могут вызвать потемнение покрытия, формирование рыхлых осадков. [c.108] При декоративной отделке изделий для получения стабильного внешнего вида иногда проводят золочение последовательно в двух ваннах в первой наращивают покрытие чуть меньше требуемой толщины, а во второй ведут его подцветку, в течение нескольких минут осаждая очень тонкий слой золота. Благодаря несравненно меньшей эксплуатации второй ванны и, следовательно, меньшего содержания примесей, в ней формируются более идентичные по цвету покрытия. [c.108] При электроосаждении золота, в особенности из щелочного цианидного электролита, на никелевый подслой необходимо принимать меры по активированию поверхности никеля. Это достигается катодной обработкой никелированных деталей в растворе, содержащем 10—20 г/л K N, при плотности тока 1 — 3 А/дм в течение 0,5—1 мин. [c.108] Нейтральные цианидные электролиты имеют следующий основной состав (г/л) 10—20 KAu( N)2, 30—40(NH4)2HP04, 10—20 КН2РО4 pH 6—8 IK = 0,2 1 A/дм / = 55 65 °С. Фосфаты калия могут быть заменены аммониевыми фосфатами или цитратами, причем в последнем случае формируются более мелко-криста.ллические покрытия, В качестве анодов используют платину, платинированный титан или коррозионно-стойкую сталь. Последняя частично растворяется в электролите, что приводит к накоплению примесей и ухудшению его работы. Значительно более стабильно ведет себя платинированный титан. [c.108] При приготовлении цитратного электролита дицианоаурат калия вводят после нейтрализации лимонной кислоты раствором КОН до pH 4—4,5, что предотвращает образование в растворе при низких значениях pH мелкодисперсной труднорастворимой соли золота. Вследствие заметного растворения в цитратных электролитах коррозионно-стойкой стали в качестве анодов можно использовать платину, а также титан, покрытый тонким слоем платины или оксидов рутения. Следует учитывать, что на платине скорость окисления лимонной кислоты ниже, чем на золоте, и поэтому в первом случае стабильность электролита несколько выше. Если приходится применять коррозионно-стойкую сталь, анодная плотность тока, как и в нейтральных электролитах, не должна превышать 0,2 А/дм . Для повышения стабильности работы электролита рекомендуется при значительном накоплении в нем ионов калия удалять их с помощью катионитовых диафрагм. [c.110] Из нецианидных электролитов золочения в отечественной промышленности применяют преимущественно железистосинеродистые. Следует предупредить, что нецианидными их можно называть, лишь основываясь на отсутствии цианида калия среди материалов, используемых для приготовления электролита. В процессе эксплуатации, в особенности с нерастворимыми анодами, в нем накапливается цианид. Хотя концентрация его невелика, это не уменьшает токсичности раствора. В таком электролите зависимость выхода по току от плотности тока имеет экстремальный характер с максимумом около 0,8 A/дм . Допустимая катодная плотность тока выше, чем для цианидных электролитов, а выход металла по току несколько ниже. Повышение скорости осаждения покрытий достигается существенным увеличением концентрации золота и феррицианида в растворе, что позволяет повысить катодную плотность тока. В этом же направлении сказывается реверсирование постоянного тока при продолжительности катодного периода 10—13 с и анодного — 1 с. [c.110] ВВОДИТЬ раствор концентрата комплекса золота, так как анодный выход металла по току ниже катодного. [c.111] Выше приведены сведения о применении для серебрения суль-фосалицилатно-аммиакатного комплекса. На этой же основе предложен (а. с. 709718 СССР) электролит для получения золотых покрытий, содержащий 2—10 г/л КАиСЫг (в пересчете на металл) и 60—100 г/л сульфосалицилата аммония (в пересчете на сульфосалициловую кислоту). [c.111] В зависимости от содержания в осадке меди покрытие окрашено в розовый (менее 20 % Си) либо красноватый цвет различных оттенков (выше 20% Си), введение олова придает серебристо-белый, а серебра — зеленоватый оттенок. Значительное увеличение содержания в сплаве меди приводит к понижению его стойкости против коррозии, что связано с наличием в осадке частиц элементарной меди. Сплавы, содержащие до 10 % Ag, применяют для слаботочных контактов, поскольку их электри-. ческие характеристики лишь немного отличаются от значений для чистого золота. Однако таким путем нельзя достигнуть экономии драгоценных металлов, к числу которых относится и серебро. Во многих случаях для указанной цели можно использовать сплавы золота с никелем, кобальтом или сурьмой при малом содержании этих легирующих компонентов, что также позволит снизить толщину покрытий без ухудшения их эксплуатационных свойств. [c.112] Вернуться к основной статье