stringtranslate.com

Позолота

Позолоченная алюминиевая крышка на космическом корабле «Вояджер» , защищающая позолоченную пластинку «Звуки Земли»
Позолоченный настольный двигатель Стирлинга
Позолоченный DMC DeLorean — один из пяти известных экземпляров с позолотой — выставлен в Национальном автомобильном музее в Рино, штат Невада.

Золотое покрытие — это метод нанесения тонкого слоя золота на поверхность другого металла, чаще всего меди или серебра (для получения позолоченного серебра ), химическим или электрохимическим ( гальванопокрытием ) способом. Гальванопокрытие относится к современным методам покрытия, например, используемым в электронной промышленности , тогда как золочение — это декоративное покрытие объекта золотом, которое обычно включает более традиционные методы и гораздо более крупные объекты.

Химия золочения

Существует пять признанных классов химии золотого покрытия:

  1. Щелочной цианид золота , для покрытия золотом и золотыми сплавами
  2. Нейтральный цианид золота для высокочистого покрытия
  3. Кислотное золочение для получения яркого твердого покрытия золотом и золотым сплавом
  4. Нецианидные, обычно на основе сульфита или хлорида для покрытия золотом и золотыми сплавами
  5. Разнообразный

Ювелирные изделия

Золотое покрытие серебра используется в производстве ювелирных изделий . Толщина золотого покрытия на ювелирных изделиях указывается в микронах (или микрометрах). Микроны толщины определяют, как долго золотое покрытие прослужит при использовании. Ювелирная промышленность обозначает различные качества золотого покрытия следующей терминологией

  1. Золотое литье/золотое мытье - толщина слоя золота менее 0,5 мкм
  2. Позолоченное покрытие — толщина слоя золота больше или равна 0,5 мкм
  3. Тяжелое позолоченное покрытие / Vermeil - толщина слоя золота больше или равна 2,5 микрона

Позолоченные серебряные украшения все еще могут потускнеть, поскольку атомы серебра диффундируют в золотой слой, вызывая медленное постепенное выцветание его цвета и в конечном итоге вызывая потускнение поверхности. Этот процесс может занять месяцы и даже годы, в зависимости от толщины золотого слоя. Для противодействия этому эффекту используется барьерный металлический слой; это может быть никель или родий. Медь, которая также мигрирует в золото, делает это медленнее, чем серебро. Медь обычно дополнительно покрывается никелем. Позолоченное серебряное изделие обычно представляет собой серебряную подложку со слоями меди, никеля и золота, нанесенными поверх нее.

Космические приложения

Золото, наносимое методом испарения или гальванопокрытия, было рекомендовано NASA для использования в приборах термоконтроля космических аппаратов из-за его отражательной способности в инфракрасном диапазоне 99,4%. [1]

Электроника

Позолоченные электрические разъемы

Золотое покрытие часто используется в электронике для создания коррозионно -стойкого электропроводящего слоя на меди , как правило, в электрических разъемах и печатных платах .

При прямом нанесении золота на медь атомы меди имеют тенденцию диффундировать через слой золота, вызывая потускнение его поверхности и образование оксидного и/или сульфидного слоя.

Слой подходящего барьерного металла , обычно никеля , часто наносится на медную подложку перед золотым покрытием. Слой никеля обеспечивает механическую поддержку золотого слоя, улучшая его износостойкость . Он также уменьшает воздействие пор, присутствующих в золотом слое.

Как никелевые, так и золотые слои могут быть покрыты электролитическим или химическим способом. При выборе электролитического или химического метода покрытия необходимо учитывать множество факторов. К ним относятся то, для чего будет использоваться депозит, конфигурация детали, совместимость материалов и стоимость обработки. В различных приложениях электролитическое или химическое покрытие может иметь преимущества по стоимости.

На более высоких частотах скин-эффект может привести к более высоким потерям из-за более высокого электрического сопротивления никеля; никелированная дорожка может иметь полезную длину, сокращенную в три раза в диапазоне 1 ГГц по сравнению с неметаллизированной. Используется селективное покрытие, при котором слои никеля и золота наносятся только на те области, где это необходимо, и не вызывает вредных побочных эффектов. [2]

Покрытие золотом может привести к образованию золотых усов .

При определённых условиях соединение проводов между позолоченными контактами и алюминиевыми проводами или между алюминиевыми контактами и золотыми проводами приводит к образованию хрупкого слоя интерметаллических соединений золота и алюминия , известного как пурпурная чума .

Типы

В электронной промышленности используется несколько видов золотого покрытия: [3]

Проблемы с пайкой

Позолоченная печатная плата

Пайка позолоченных деталей может быть проблематичной, так как золото растворяется в припое . Припой, содержащий более 4–5% золота, может стать хрупким. Поверхность стыка выглядит тусклой.

Золото реагирует как с оловом , так и со свинцом в их жидком состоянии, образуя хрупкие интерметаллиды . При использовании эвтектического припоя 63% олова – 37% свинца соединения свинца и золота не образуются, поскольку золото преимущественно реагирует с оловом, образуя AuSn
4
Соединение. Частицы AuSn
4
диспергируются в матрице припоя, образуя преимущественные плоскости спайности , что значительно снижает механическую прочность и, следовательно, надежность получаемых паяных соединений.

Если золотой слой не растворяется полностью в припое, то медленные интерметаллические реакции могут протекать в твердом состоянии, поскольку атомы олова и золота взаимно мигрируют. Интерметаллические соединения имеют плохую электропроводность и низкую прочность. Продолжающиеся интерметаллические реакции также вызывают эффект Киркендалла , приводящий к механическому разрушению соединения, аналогичному деградации связей золото-алюминий, известной как пурпурная чума .

Слой золота толщиной 2–3 мкм полностью растворяется в течение одной секунды при типичных условиях пайки волной припоя . Слои золота толщиной менее 0,5 мкм (0,02 тыс .) также полностью растворяются в припое, обнажая лежащий под ним металл (обычно никель) для припоя. Примеси в слое никеля могут помешать припою сцепиться с ним. Химическое никелирование содержит фосфор. Никель с содержанием фосфора более 8% не подлежит пайке. [ требуется ссылка ] Электроосажденный никель может содержать гидроксид никеля . Для удаления пассивирующего слоя перед нанесением слоя золота требуется кислотная ванна ; неправильная очистка приводит к тому, что поверхность никеля становится трудно поддающейся пайке. Может помочь более сильный флюс , поскольку он способствует растворению оксидных отложений. Углерод — еще один загрязнитель никеля, который затрудняет пайку.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Золотое покрытие | NASA Spinoff". spinoff.nasa.gov . Получено 2024-04-22 .
  2. ^ "Никель-золотое покрытие медных печатных плат". Polar Instruments. 2003. Архивировано из оригинала 2022-12-07 . Получено 2007-03-28 .
  3. ^ Вайсберг, Альфред М. (1997). "Gold Plating". Журнал Products Finishing Magazine. Архивировано из оригинала 2017-04-11 . Получено 2013-04-03 .[1] Архивировано 30 ноября 2022 г. на Wayback Machine

Внешние ссылки