Menu

ОБ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИИ ЗОЛОТО-МЕДНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ НЕТОКСИЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Зайцев В. Н., Обухова И. Б,, Шандалова Л. П.


Электролитические золото-медные покрытия используются часовой и ювелирной промышленностью в качестве декора-тивных покрытий розовых тонов. Такие покрытия имеют мелкозернистую структуру и вследствие этого являются более твердыми по сравнению с металлургическими сплавами [1]. К тому же золото-медные покрытия являются значительно более износоустойчивыми по сравнению с чистым золотом, поскольку добавка 10% меди к золоту уже повышает износоустойчивость покрытия в 1,5 раза. Однако промышленное получение золото-медных покрытий связано с использованием токсичных электролитов, содержащих значительные количества цианистого калия. Вместе с тем, в отдельных работах [2, 3] отмечается возможность получения указанных сплавов из цианисто-трилонатных электролитов, не содержащих цианистый калий в свободном состоянии.

Учитывая, что получение электролитических золото-медных осадков из нетоксичных электролитов представляет прак¬тический интерес, целью данной работы была проверка возможности осаждения блестящих золото-медных покрытий из цианисто-трилонатного электролита и изучение влияния плотности тока на состав и структуру катодных осадков.

Экспериментальная часть

Электроосаждение сплавов производили из электролита состава, г/л:

Аи (в виде KAu(СN)2) 5,5—6,5 г/л
Медь (з виде комплекса с трилоном Б) 16—18 г/л
Фосфорная кислота 25 мл/л

Электролиз проводился в термостатированном электролизере емкостью 250 мл с нерастворимыми платиновыми анодами. Режим электролиза: катодная плотность тока 0,3— 2,0 а/дм2, рН = 7,0—7,5, температура электролита 40±2oС. Катодом служили полированные образцы из латуни марки Л-62.

Электролит корректировался в соответствие с данными химического анализа на содержание золота и меди.

Анализ проводился разрушением комплексных анионов кипячением со смесью концентрированных серной и азотной кислот с последующим осаждением золота солянокислым гидроксиламином. Фильтрат еще раз упаривался с концентрированной Н2S04, затем медь определялась йодометрически.

Результаты опытов показали, что при температуре 20—40oС и рН = 7,0—7,5 электролит указанного состава обеспечивает получение блестящих покрытий золотисто-розовых тонов. Повышение температуры приводит к ухудшению качества покрытий: при 50oС блеск покрытия ухудшается, а при 70oС — покрытия становятся матовыми.

Для изучения влияния изменения плотности тока и состава электролита на качество и состав золото-медных покрытий последние наносились на специальные пластинки из родия. Метод эксперимента сводился к определению состава получаемых покрытий в зависимости от изменения плотности тока, а также содержания золота в электролите. Результаты опытов представлены в таблице.

Таблица

Зависимость состава золото-медных покрытий от плотности тока

Д к, а/дм2 Концентрация золота в электролите, г/л Качество осадков
Содерж. Аu в покрытии (%) Содерж. Сu в покрытии (%)
0,6 88,8 11,2 Плотный блестящий золотистый
0,8 85,8 14,2 Плотный блестящий золотисто-розовый
1,0 82,7 17,3
1,2 78,6 21,4 Блестящий розовый

Из таблицы видно, что с увеличением плотности тока содержание золота в покрытиях заметно падает. Уменьшение концентрации золота в электролите от 6,5 до 5,5 г/л практически не влияет на его содержание в покрытии.

На рисунке представлены данные по влиянию плотности тока на скорость осаждения сплава и выход по току.

Таким образом, данный электролит обеспечивает получение толстослойных золото-медных покрытий при высокой скорости осаждения (12 мк/час при Д к = 0,6 а/дм2), причем до 15 микрон - покрытия блестящие.

Недостатком покрытий, получаемых из указанного электролита, является потускнение их со временем.

Рентгеноструктурный анализ золото-медных покрытий, полученных из цианисто-трилонатного электролита, показал, что наряду с фазой твердого раствора меди в золоте имеется фаза свободной меди. Причем покрытия, полученные при различных плотностях тока, одинаковы по фазовому составу, но различаются по степени совершенства кристаллической решетки. Чем выше плотность тока, тем менее совершенна кристаллическая решетка СuАu.

Наличие свободной меди в покрытиях служит причиной потускнения золото-медных покрытий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фелотьев Н. П., Круглова Е. Г., Вячеславов П. М. ЖПХ, 32, № 9, 2014, 1959.

2. U. S Patent № 2724687, 1965.

3. Wiesner H. J., Frey W. P. «Plating», 1969, 56, № 5, 527.


Примечание. Говорить о нетоксичности этого электролита можно только с определенной долей приближения. Золото в электролит вводится в виде цианистого комплекса. При работе электролита циан высвобождается из комплекса и поступает в раствор и атмосферу. К сожалению, никто еще не придумал совершенно нетоксичное гальваническое производство.