Позолота — это метод нанесения тонкого слоя золота на поверхность другого металла, чаще всего меди или серебра (для позолоты серебра ), путем химического или электрохимического покрытия . Покрытие относится к современным методам покрытия, например, тем, которые используются в электронной промышленности , тогда как золочение — это декоративное покрытие объекта золотом, которое обычно включает в себя более традиционные методы и объекты гораздо большего размера.
Существует пять признанных классов химии золотого покрытия:
Позолота серебра используется при изготовлении ювелирных изделий . Толщина позолоты на ювелирных изделиях указывается в микронах (или микрометрах). Толщина в микронах определяет, как долго прослужит позолота. Ювелирная промышленность обозначает различные качества позолоты в следующей терминологии.
Позолоченные серебряные украшения все еще могут потускнеть, поскольку атомы серебра диффундируют в слой золота, 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 с нанесенными поверх нее слоями меди, никеля и золота.
Золото, нанесенное методом испарения или гальваники, было рекомендовано НАСА для термоконтроля приборов космических кораблей из-за его отражательной способности 99% в инфракрасном диапазоне. [ нужна цитата ]
Покрытие золотом часто используется в электронике для создания коррозионностойкого электропроводящего слоя на меди , обычно в электрических разъемах и печатных платах .
При прямом нанесении покрытия золотом на медь атомы меди имеют тенденцию диффундировать через слой золота, вызывая потускнение его поверхности и образование оксидного и /или сульфидного слоя.
Перед позолотой на медную подложку часто наносится слой подходящего барьерного металла , обычно никеля . Слой никеля обеспечивает механическую поддержку слоя золота, повышая его износостойкость . Это также уменьшает влияние пор, присутствующих в слое золота.
Слои никеля и золота можно наносить электролитическим или химическим способом. При выборе метода электролитического или химического покрытия необходимо учитывать множество факторов. К ним относятся то, для чего будет использоваться депозит, конфигурация детали, совместимость материалов и стоимость обработки. В различных применениях электролитическое или химическое покрытие может иметь ценовые преимущества.
На более высоких частотах скин-эффект может привести к более высоким потерям из-за более высокого электрического сопротивления никеля; Полезная длина никелированной дорожки может быть сокращена в три раза в диапазоне 1 ГГц по сравнению с непокрытой дорожкой. Используется селективное покрытие, при котором слои никеля и золота наносятся только на те участки, где это необходимо и не вызывает вредных побочных эффектов. [1]
Позолота может привести к образованию золотых усов .
Соединение проводов между позолоченными контактами и алюминиевыми проводами или между алюминиевыми контактами и золотыми проводами при определенных условиях приводит к образованию хрупкого слоя золото-алюминиевых интерметаллидов , известного как пурпурная чума .
В электронной промышленности используется несколько типов позолоты: [2]
Пайка позолоченных деталей может быть проблематичной, так как золото растворяется в припое . Припой, содержащий более 4–5% золота, может стать хрупким. Суставная поверхность выглядит тусклой.
Золото реагирует как с оловом , так и со свинцом в 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 .
4сложный. Частицы AuSn
4диспергируются в матрице припоя, образуя преимущественные плоскости спайности , значительно снижая механическую прочность и, следовательно, надежность получаемых паяных соединений.
Если слой золота не растворяется в припое полностью, то в твердом состоянии могут протекать медленные интерметаллические реакции при перекрестной миграции атомов олова и золота. Интерметаллиды обладают плохой электропроводностью и низкой прочностью. Продолжающиеся интерметаллические реакции также вызывают эффект Киркендалла , приводящий к механическому разрушению соединения, аналогичному разрушению связей золото-алюминий, известному как пурпурная чума .
Слой золота толщиной 2–3 мкм полностью растворяется за одну секунду при типичных условиях пайки волновой пайкой . Слои золота толщиной менее 0,5 мкм (0,02 тыс. ) также полностью растворяются в припое, обнажая основной металл (обычно никель) для воздействия припоя. Примеси в слое никеля могут препятствовать прилипанию к нему припоя. Химическое никелирование содержит фосфор. Никель с содержанием фосфора более 8% не паяется. [ нужна цитация ] Электроосажденный никель может содержать гидроксид никеля . Кислотная ванна необходима для удаления пассивирующего слоя перед нанесением золотого слоя; неправильная очистка приводит к тому, что никелевая поверхность становится трудно паяемой. Может помочь более сильный флюс , поскольку он способствует растворению оксидных отложений. Углерод — еще один примесь никеля, затрудняющий пайку.
СМИ, связанные с позолотой, на Викискладе?