Jest to pierwszy z serii artykułów, poświęconych
bardzo ciekawemu tematowi jakim jest proces złocenia. W artykule
opisuję różne metody nanoszenia powłok złotych. Na wstępie rys
historyczny zagadnienia, potem wskazuję różne gałęzie przemysłu, w
których wykorzystuje się złocenie.
Złocenie dekoracyjne jest najstarszą z metod
nanoszenia tego metalu na przedmioty, wykonane z mniej szlachetnych
gatunków metali względnie ich stopów. Początkowo powłoki złote nakładano
metodą fizyczną, tj. z amalgamatu, a od początków XIX w. rozpoczęto
stosowanie złocenia dekoracyjnego również galwanicznie. Już w 1800 r.
Brugnatelli opisał sposób osadzania złota przy użyciu piorunianu złota, a
w 1840 r. Elkingtonowie opatentowali metodę posługującą się
dwucyjanozłocinem .Od tego czasu w procesie tym stosuje się roztwory
dwucyjanozłocinu z różnymi dodatkami bądź do zwiększającymi przewodność
elektrolityczną, jak np. fosforany metali alkalicznych, bądź
zmieniającymi własności powłoki, jak np. niewielkie dodatki metali mniej
szlachetnych od złota.
Początkowo złocenie stosowano wyłącznie w przemyśle jubilerskim do uszlachetniania stopów złota uboższych w ten kruszec lub złocenia wyrobów mosiężnych, tombakowych, al-bo stopów Zn-Al. Osadzanie bardzo cienkich powłok, 0,1 µm grubości, nazywano pozłacaniem, osadzanie powłok grubszych, tj. 2—20 µm, nosiło nazwę (niewłaściwą) platerowania galwanicznego.
Dzisiaj również złocenie galwaniczne (zazwyczaj na podwarstwie błyszczącego niklu) stosuje się do wyrobów o charakterze zdobniczym głównie galanterii, również technicznej. Grubość warstwy złota błyszczącego nie przekracza w takich przypadkach l µm.
W wielu przypadkach nakłada się również grubsze powłoki złote, mające charakter nie tylko dekoracyjny, ale również ochronny. Powłoki takie, o dużej czystości, mają zastosowanie m.in. przy budowie laboratoryjnej aparatury chemicznej narażonej na działanie czynników chemicznych, pracującej w podwyższonej temperaturze. Również części pojazdów kosmicznych z różnych względów pokrywa się stosunkowo grubą warstwą złota o dużej czystości.
Ponadto przy konserwacji i rekonstrukcji dzieł sztuki, wykonanych z metalu, nakłada się grubsze powłoki złote, przy czym poleruje się je jak w dawnych czasach, przy użyciu kamieni półszlachetnych (np. agatu). Polerowanie to, połączone z dogniataniem, uszczelnia powłokę złotą i utwardza ją powierzchniowo.
Główne jednak zastosowanie znalazły powłoki złote w technice. W drugiej połowie XX w. zaczęto stosować złoto na szeroką skalę początkowo w postaci powłok galwanicznych do produkcji sprzętu elektrycznego, a w latach sześćdziesiątych naszego wieku - w technice półprzewodnikowej.
W przemyśle elektrotechnicznym i elektronicznym znalazły zastosowanie powłoki złote stopowe (twarde). Powłoki takie, zawierające w swym składzie do 1% niklu lub kobaltu, stosuje się w charakterze powłok stykowych.
W elektronice półprzewodnikowej stosuje się techniczne powłoki złote o dużej czystości, 99,99%. Celem operacji złocenia jest wykonanie kontaktów metalicznych umożliwiających włączenie elementu półprzewodnikowego w obwód elektryczny przyrządu pół-przewodnikowego.
Galwaniczne powłoki złote o dużej czystości chemicznej stosuje się do pokrywania płytek domieszkowanego kryształu półprzewodnika (np. krzemu), stosowanych do produkcji diod energetycznych, do obudów przyrządów pół-przewodnikowych — przy produkcji diod, tranzystorów i układów scalonych.
W pierwszym przypadku, tj. przy produkcji diod energetycznych, płytki krzemowe pokrywa się powłoką złotą i następnie przez lutowanie łączy z innymi metalicznymi elementami diody mocy. W tym przypadku lutowane powierzchnie są stosunkowo duże, a dokładne zlutowanie ma bardzo duży wpływ na pracę całej diody, zwłaszcza na proces odprowadzania ciepła z pracującego przyrządu. Z tego względu konieczne jest stosowanie powłok złotych o dużej czystości chemicznej, gdyż tylko takie powłoki zapewniają doskonałą zwilżalność lutowaniem.
W drugim przypadku, przy produkcji diod, tranzystorów i układów scalonych, zadaniem powłoki złotej o dużej czystości chemicznej, nałożonej na powierzchnie przepustów czy ażurów do przyrządów półprzewodnikowych jest, podobnie jak przy diodach mocy, włączenie elementu półprzewodnikowego w obwód elektryczny. Ze względu jednak na bardzo małe powierzchnie elementów półprzewodnikowych w tym przypadku technika tego procesu jest inna. Stosuje się tutaj tzw. lutowanie eutektyczne, tj. łączenie płytki półprzewodnikowej ze złoconą obudową przyrządu.
Początkowo złocenie stosowano wyłącznie w przemyśle jubilerskim do uszlachetniania stopów złota uboższych w ten kruszec lub złocenia wyrobów mosiężnych, tombakowych, al-bo stopów Zn-Al. Osadzanie bardzo cienkich powłok, 0,1 µm grubości, nazywano pozłacaniem, osadzanie powłok grubszych, tj. 2—20 µm, nosiło nazwę (niewłaściwą) platerowania galwanicznego.
Dzisiaj również złocenie galwaniczne (zazwyczaj na podwarstwie błyszczącego niklu) stosuje się do wyrobów o charakterze zdobniczym głównie galanterii, również technicznej. Grubość warstwy złota błyszczącego nie przekracza w takich przypadkach l µm.
W wielu przypadkach nakłada się również grubsze powłoki złote, mające charakter nie tylko dekoracyjny, ale również ochronny. Powłoki takie, o dużej czystości, mają zastosowanie m.in. przy budowie laboratoryjnej aparatury chemicznej narażonej na działanie czynników chemicznych, pracującej w podwyższonej temperaturze. Również części pojazdów kosmicznych z różnych względów pokrywa się stosunkowo grubą warstwą złota o dużej czystości.
Ponadto przy konserwacji i rekonstrukcji dzieł sztuki, wykonanych z metalu, nakłada się grubsze powłoki złote, przy czym poleruje się je jak w dawnych czasach, przy użyciu kamieni półszlachetnych (np. agatu). Polerowanie to, połączone z dogniataniem, uszczelnia powłokę złotą i utwardza ją powierzchniowo.
Główne jednak zastosowanie znalazły powłoki złote w technice. W drugiej połowie XX w. zaczęto stosować złoto na szeroką skalę początkowo w postaci powłok galwanicznych do produkcji sprzętu elektrycznego, a w latach sześćdziesiątych naszego wieku - w technice półprzewodnikowej.
W przemyśle elektrotechnicznym i elektronicznym znalazły zastosowanie powłoki złote stopowe (twarde). Powłoki takie, zawierające w swym składzie do 1% niklu lub kobaltu, stosuje się w charakterze powłok stykowych.
W elektronice półprzewodnikowej stosuje się techniczne powłoki złote o dużej czystości, 99,99%. Celem operacji złocenia jest wykonanie kontaktów metalicznych umożliwiających włączenie elementu półprzewodnikowego w obwód elektryczny przyrządu pół-przewodnikowego.
Galwaniczne powłoki złote o dużej czystości chemicznej stosuje się do pokrywania płytek domieszkowanego kryształu półprzewodnika (np. krzemu), stosowanych do produkcji diod energetycznych, do obudów przyrządów pół-przewodnikowych — przy produkcji diod, tranzystorów i układów scalonych.
W pierwszym przypadku, tj. przy produkcji diod energetycznych, płytki krzemowe pokrywa się powłoką złotą i następnie przez lutowanie łączy z innymi metalicznymi elementami diody mocy. W tym przypadku lutowane powierzchnie są stosunkowo duże, a dokładne zlutowanie ma bardzo duży wpływ na pracę całej diody, zwłaszcza na proces odprowadzania ciepła z pracującego przyrządu. Z tego względu konieczne jest stosowanie powłok złotych o dużej czystości chemicznej, gdyż tylko takie powłoki zapewniają doskonałą zwilżalność lutowaniem.
W drugim przypadku, przy produkcji diod, tranzystorów i układów scalonych, zadaniem powłoki złotej o dużej czystości chemicznej, nałożonej na powierzchnie przepustów czy ażurów do przyrządów półprzewodnikowych jest, podobnie jak przy diodach mocy, włączenie elementu półprzewodnikowego w obwód elektryczny. Ze względu jednak na bardzo małe powierzchnie elementów półprzewodnikowych w tym przypadku technika tego procesu jest inna. Stosuje się tutaj tzw. lutowanie eutektyczne, tj. łączenie płytki półprzewodnikowej ze złoconą obudową przyrządu.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz