.jpg/1280px-National_Automobile_Museum,_Reno,_Nevada_(23212336632).jpg)
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. Покрытие 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.
Существует пять признанных классов химии золотого покрытия:
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
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.
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]
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 нанесения покрытия следует учитывать множество факторов. К ним относятся то, для чего будет использоваться покрытие, конфигурация детали, совместимость материалов и стоимость обработки. В различных приложениях электролитическое или химическое нанесение покрытия 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 .
В электронной промышленности используется несколько видов золотого покрытия: [3]
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
4Соединение. Частицы AuSn
4диспергируются в матрице припоя, образуя преимущественные плоскости спайности , что значительно снижает механическую прочность и, следовательно, надежность получаемых паяных соединений.
Если золотой слой не растворится 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.
Медиа, связанные с золочением на Wikimedia Commons