DE1521357B1 - Process for the electroless deposition of a gold layer - Google Patents
Process for the electroless deposition of a gold layerInfo
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Description
1 21 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum stromlosen Raumtemperatur an der zu vergoldenden OberflächeThe invention relates to a method for electroless room temperature on the surface to be gold-plated
Abscheiden einer Goldschicht auf metallischen und vermischt werden, gefunden, das dadurch gekenn-Depositing a gold layer on metallic and mixed, found that this is characterized
nichtmetallischen Oberflächen unter Verwendung zeichnet ist, daß eine wäßrige Lösung, die das GoldsalzNon-metallic surfaces using is characterized by an aqueous solution containing the gold salt
eines Reduktionsmittels. in einer Menge von mehr als 0,001 Gramm-Mol jea reducing agent. in an amount greater than 0.001 gram-mole each
Die Abscheidung von Goldschichten auf Glas und 5 Liter und freie hydratisierte Goldionen in einer MengeThe deposition of gold layers on glass and 5 liters and free hydrated gold ions in an amount
anderen nichtmetallischen Unterlagen nach einem von nicht mehr als 1 · 10~16 Gramm-Ion je Liter, undother non-metallic substrates for one of not more than 1 · 10 ~ 16 gram ion per liter, and
Reduktionsverfahren durch Reduktion einer Gold- eine Lösung, die als Reduktionsmittel 0,1 bis 6 Gramm-Reduction process by reducing a gold - a solution that is used as a reducing agent 0.1 to 6 grams
verbindung zu metallischem Gold durch ein Reduk- Mol je Liter Hydrazin und weniger als 2 Gramm-MolConnection to metallic gold by one Reduk mole per liter of hydrazine and less than 2 gram mole
tionsmittel wurde von Samuel Wein in »Gold je Liter Alkalihydroxid enthält, verwendet wird. Die Films (Metallic Coatings on Non-Metallics Materials, io nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeschie-tion agent was used by Samuel Wein in »Gold per liter of alkali hydroxide it contains. the Films (Metallic Coatings on Non-Metallics Materials, io deposited by the method according to the invention
V. 5)«, US. Department of Commerce, Office of denen Schichten sind gleichmäßig, fest haftend undV. 5) ", US. Department of Commerce, Office of which layers are uniform, firmly adhering and
Technical Services (1953), beschrieben. Die Ab- glänzend, so daß sie für viele technische Anwendungs-Technical Services (1953). The glossy, so that it is suitable for many technical applications
scheidungsgeschwindigkeit der Schichten war bei zwecke geeignet sind.rate of separation of the layers was appropriate for purposes.
vielen dieser Verfahren verhältnismäßig gering, so daß Viele verschiedene Oberflächen können nach dem der Gegenstand 5 Minuten bis 24 Stunden in die Gold- 15 erfindungsgemäßen Verfahren überzogen werden. Beilösung eingetaucht werden mußte. Andere Verfahren spiele sind Metalle, Glas, Kunststoffe, keramische enthalten verhältnismäßig komplizierte Maßnahmen. Stoffe und gestrichene Oberflächen, Metalle, wie Aus der USA.-Patentschrift 1 953 330 ist eine Ver- Silber, Kupfer und Eisen, können direkt nach dem sprühvorrichtung bekannt, bei der eine wäßrige Gold- erfindungsgemäßen Verfahren überzogen werden. Anlösung, die Goldchlorid und Natrium- oder Kalium- 20 dere Metalle, wie Magnesium und Aluminium, die carbonat enthält, zusammen mit einer wäßrigen elektrochemisch zu aktiv sind, um die Goldschicht Reduktionsmittellösung, die Formaldehyd und Queck- direkt aufzunehmen, können erfindungsgemäß übersilbersalze enthält, verwendet werden kann. Die nach zogen werden, nachdem sie mit einem anodischen dieser Patentschrift erzielbaren Goldschichten sind Oxid- oder einem anderen Schutzüberzug, z. B. einem auf ihrer äußeren Oberfläche dunkel und sind ferner 25 Lack, versehen worden sind.many of these processes are relatively small, so that many different surfaces can be used after the article can be plated in the gold process of the invention for 5 minutes to 24 hours. Solution had to be immersed. Other process games are metals, glass, plastics, ceramics contain relatively complex measures. Fabrics and painted surfaces, metals, such as From the USA. Patent 1 953 330 is a Ver Silver, copper and iron, can directly after the spray device known in which an aqueous gold process according to the invention are coated. Dissolution, the gold chloride and sodium or potassium 20 other metals, such as magnesium and aluminum, the contains carbonate, together with an aqueous electrochemically too active to form the gold layer Reducing agent solutions which directly absorb formaldehyde and mercury can, according to the invention, be supersilver salts contains, can be used. The trailing will be done after using an anodic This patent achievable gold layers are oxide or another protective coating, z. B. a dark on their outer surface and there are also 25 varnishes that have been provided.
porös, körnig und schlechte Leiter für Elektrizität. Im Gegensatz zu autokatalytischen Reduktions-porous, grainy and poor conductors for electricity. In contrast to autocatalytic reduction
Außerdem ist die Abscheidungsgeschwindigkeit gering. verfahren erfordert das erfindungsgemäße VerfahrenIn addition, the rate of deposition is slow. method requires the method according to the invention
In der USA.-Patentschrift 2 136 024 wird in erster keine katalytische Oberfläche zur Abscheidung desIn US Pat. No. 2,136,024, no catalytic surface is primarily used for the deposition of the
Linie ein Versprühverfahren für Silber beschrieben, Goldes. Es ist nur erforderlich, daß die Oberfläche doch kann dieses Verfahren auch zum Aufsprühen von 30 sauber und frei von hydrophoben Substanzen ist, soLine described a spraying process for silver, gold. It is only required that the surface however, this method can also be used to spray clean and free of hydrophobic substances, so
Goldschichten angewendet werden. Die dort verwen- daß eine Benetzung erfolgen kann. Zum Reinigen derGold layers are applied. They are used there so that wetting can take place. To clean the
deten Lösungen enthalten eine wäßrige Lösung von Glas- und anderen Oberflächen sind gewöhnlicheDeten solutions contain an aqueous solution of glass and other surfaces are common
7,5 °/0 Goldchlorid und eine Reduktionsmittellösung, Haushalts-Reinigungs- und Netzmittel geeignet. Um7,5 ° / 0 gold chloride and a reducing agent solution, household cleaning and wetting agent suitable. Around
die aus einer Mischung von 50 °/0 Glycerin und 50 °/0 das Haften der Goldschicht zu erhöhen, kann die Natriumhydroxid neben Spuren Mannit als Beschleu- 35 Oberfläche abgeschmirgelt, mit einem geeignetenTo increase the adhesion of the gold layer from a mixture of 50 ° / 0 glycerine and 50 ° / 0 , the sodium hydroxide can be sanded with a suitable surface in addition to traces of mannitol as an accelerator
niger besteht. Lösungsmittel geätzt oder anderweitig behandeltniger exists. Solvent etched or otherwise treated
In der USA.-Patentschrift 3 032 436 wird schließlich werden, damit die mikroskopische Rauhigkeit oderIn the USA. Pat. No. 3,032,436 will finally be so that the microscopic roughness or
ein autokatalytisches Reduktionsverfahren zur Gold- Polarität erhöht wird.an autocatalytic reduction process to the gold polarity is increased.
plattierung beschrieben. Es sind dabei metallische Im einzelnen wird die nach dem erfindungsgemäßen Träger erforderlich, die als Katalysator für die nach- 40 Verfahren zu verwendende Goldlösung hergestellt, folgende Goldabscheidung dienen. Nichtmetallische indem man in Wasser ein Goldsalz, wie Goldchlorid, Materialien müssen vor dem Aufziehen der Gold- Goldbromid, Natriumgoldthiosulfat, oder ein anderes schicht zuvor mit einer metallischen Zwischenschicht lösliches Salz in der angegebenen Konzentration aufversehen worden sein. Das dortige Verfahren wird bei löst. Die zu reduzierenden freien Goldionen liegen in einer Temperatur von 70 bis 1000C und vorzugsweise 45 Form der Aquokomplexe, vermutlich Au(H2O)4 +++, von 92 bis 950C durchgeführt. Die Abscheidungs- vor. Das über die angegebene Konzentration der geschwindigkeit ist auch dabei nicht sehr groß. Als freien hydratisierten Goldionen hinaus vorliegende zu reduzierendes Goldsalz wird nach dieser Patent- Gold wird durch einen geeigneten Komplexbildner schrift Kaliumgoldcyanid eingesetzt, das sich jedoch, oder Liganden komplex gebunden. Diese Liganden wie festgestellt wurde, für die Durchführung des er- 50 enthalten gewöhnlich ein Stickstoff- oder Sauerstofffindungsgemäßen Verfahrens als zu stabil erwiesen atom als Donator und enthalten Alkalicarbonate, hat. Als Reduktionsmittel kann nach dieser Patent- Alkalihydroxide, Ammoniak und aliphatische Amine schrift Hydrazin verwendet werden. mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Stickstoff-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ver- atomen. Diese Komplexbildner können einzeln oder hältnismäßig schnelles, einfaches und wirtschaftliches 55 kombiniert zugesetzt werden. Der pH-Wert der Gold-Verfahren zum stromlosen Abscheiden von Gold- lösung kann zwischen etwa 5 und 11 liegen, wobei eine schichten sowohl auf metallischen als auch auf nicht- nahezu neutrale Lösung bevorzugt wird, metallischen Oberflächen zur Verfügung zu stellen. Das Die folgende Tabelle I zeigt einige Beispiele für Gold-Verfahren soll unter Verwendung üblicher Vorrich- lösungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren tungen und bei Umgebungstemperatur durchführbar 60 verwendet werden können. Alle diese Lösungen sein. können verwendet werden, um rasch eine spiegelnde Es wurde nun ein Verfahren zum stromlosen Ab- Schicht auf Glas abzuscheiden und Goldspiegel hoher scheiden einer Goldschicht auf eine Oberfläche, indem Qualität herzustellen. Außerdem können die mit einem die Oberfläche gleichzeitig mit einer ersten wäßrigen Stern (*) versehenen Lösungen zum Überziehen von Lösung, die ein Goldsalz und einen Goldkomplex- 65 undurchsichtigen Gegenständen verwendet werden, bildner enthält, und einer zweiten wäßrigen Lösung, in Die erhaltenen Überzüge sind außerordentlich gländer als Reduktionsmittel Hydrazin enthalten ist, in zend und ansprechend, insbesondere wenn die Ober-Berührung gebracht wird, wobei die Lösungen bei fläche des Gegenstandes glatt ist.plating described. In particular, the following gold deposition is required after the support according to the invention, which is produced as a catalyst for the gold solution to be used according to the process. Non-metallic materials by adding a gold salt, such as gold chloride, to water must have been provided with a metallic intermediate layer of soluble salt in the specified concentration before the gold-gold bromide, sodium gold thiosulfate, or another layer is absorbed. The procedure there is solved at. The free to reducing gold ions are present in a temperature of 70 to 100 0 C and preferably 45 form the aquo complexes, probably Au (H 2 O) 4 + ++ performed 92-95 0 C. The deposition before. That over the stated concentration of the speed is also not very great. According to this patent, gold is used by a suitable complexing agent as potassium gold cyanide, which, however, or ligands are complexed. As has been established, these ligands usually contain a nitrogen or oxygen process according to the invention which has been found to be too stable atom as a donor and contain alkali metal carbonates. According to this patent, alkali metal hydroxides, ammonia and aliphatic amines can be used as the reducing agent hydrazine. with 1 to 8 carbon atoms and 1 to 5 nitrogen-The object of the invention is to atomize a. These complexing agents can be added individually or in a proportionally quick, simple and economical combination. The pH value of the gold process for the electroless deposition of gold solution can be between about 5 and 11, whereby a layer on both metallic and non-almost neutral solution is preferred to provide metallic surfaces. The following table I shows some examples of gold processes using conventional device solutions which can be used in the process according to the invention and which can be carried out at ambient temperature. All of these solutions will be. A method for electroless deposition of a layer on glass and high-quality gold mirror deposition of a gold layer on a surface has now been developed. In addition, the solutions with a first aqueous asterisk (*) on the surface can be used for coating a solution containing a gold salt and a gold complex-opaque objects, and a second aqueous solution containing the resulting coatings extremely smooth as a reducing agent hydrazine is contained, in zend and appealing, especially when the upper contact is brought, the solutions on the surface of the object is smooth.
Tabelle I
GoldlösungenTable I.
Gold solutions
Gramm-MolGold salt
Gram-mole
Die Äthylendiamin enthaltenden Goldlösungen werden bevorzugt, weil sie am beständigsten sind und lange Zeit aufbewahrt werden können, ohne daß sich wesentliche Mengen an elementarem Gold oder unlöslichen Goldverbindungen bilden. Diese Lösungen enthalten bevorzugt 0,005 bis 0,2 Gramm-Mol je Liter eines Goldsalzes und Äthylendiamin, wobei das Molverhältnis von Äthylendiamin zu Gold etwa 2 oder mehr beträgt. Der pH-Wert dieser Lösungen wird bevorzugt bei etwa 6 bis 8 gehalten.The gold solutions containing ethylenediamine are preferred because they are the most durable and Can be stored for a long time without losing significant amounts of elemental gold or insoluble Form gold connections. These solutions preferably contain 0.005 to 0.2 gram-moles each Liters of a gold salt and ethylenediamine, the molar ratio of ethylenediamine to gold about 2 or is more. The pH of these solutions is preferably kept at about 6 to 8.
Bei der Herstellung der Goldlösungen ist es wesentlich, daß die Bestandteile in der vorgeschriebenen Weise gemischt werden, so daß die Bildung von unlöslichen Niederschlagen verhindert wird. Das Goldsalz, z. B. Goldbromid, wird zunächst in Wasser gelöst und dann mit Natriumhydroxid oder einem anderen löslichen Alkalihydroxid neutralisiert. Der Ligand, z. B. Diäthylentriamin, wird getrennt mit Wasser verdünnt und dann mit einer Säure, z. B. Bromwasserstoffsäure, neutralisiert. Die Goldsalzlösung und die Ligandenlösung werden dann zu einer fertigen Goldlösung vermischt, die die freien und komplex gebundenen Goldionen in den oben angegebenen Konzentrationen enthält.When preparing the gold solutions, it is essential that the ingredients are in the prescribed Mix in a manner that prevents the formation of insoluble precipitates. The gold salt, z. B. gold bromide, is first dissolved in water and then soluble with sodium hydroxide or another Alkali hydroxide neutralized. The ligand, e.g. B. diethylenetriamine is diluted separately with water and then with an acid, e.g. B. hydrobromic acid, neutralized. The gold salt solution and the ligand solution are then mixed to a finished gold solution containing the free and complex bound gold ions contains in the concentrations given above.
Die Reduktionslösung kann 0,1 bis 6 Gramm-Mol je Liter Hydrazin und 0 bis 2 Gramm-Mol je Liter Alkalihydroxid enthalten. Zum Aufsprühen der Gold- und Reduktionsmittellcsung sollte die Reduktionsmittellösung bevorzugt 2 bis 5 Gramm-Mol je Liter Hydrazin und weniger als 1,5 Gramm-Mol je Liter Alkalihydroxid enthalten.The reducing solution can be 0.1 to 6 gram-moles per liter of hydrazine and 0 to 2 gram-moles per liter Contain alkali hydroxide. The reducing agent solution should be used for spraying on the gold and reducing agent solution preferably 2 to 5 gram-moles per liter of hydrazine and less than 1.5 gram-moles per liter of alkali hydroxide.
Zusätze, wie Netzmittel, Glanzmittel und Puffer, können ferner der Goldlösung oder der Reduktionsmittellösung zugesetzt werden.Additives such as wetting agents, brighteners and buffers can also be added to the gold solution or the reducing agent solution can be added.
Gemäß der bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Goldlösung und die Reduktionsmittellösung gleichzeitig auf die Oberfläche des zu überziehenden Gegenstandes aufgesprüht, wo sie sich vermischen. Das Besprühen kann bei Umgebungstemperatur und mit einer Sprühvorrichtung erfolgen, wie sie normalerweise zum Aufbringen von Farbe verwendet wird. Hierzu gehören luftfreie Sprühvorrichtungen oder solche, bei denen Luft oder andere Gase, z. B. Fluorkohlenstoffe und Kohlenwasserstoffe, verwendet werden. Bevorzugt wird die Oberfläche des zu überziehenden Gegenstandes vorher mit der Reduktionsmittellösung befeuchtet, ehe die beiden Lösungen gleichzeitig auf die Oberfläche gesprüht werden. Drücke in der Größenordnung von 1,4 bis 2,1 kg/cm2 können in den pneumatischen Sprühpistolen angewendet werden, und der Sprühnebel kann aus einem Abstand von etwa 30 cm von dem Gegenstand aufgebracht werden. Wie bei dem üblichen Besprühen ist es zweckmäßig, daß das Besprühen in einem gut durchlüfteten Raum erfolgt.According to the preferred embodiment of the method according to the invention, the gold solution and the reducing agent solution are sprayed simultaneously onto the surface of the object to be coated, where they mix. The spraying can be done at ambient temperature and with a spray device such as that normally used for applying paint. These include air-free spray devices or those in which air or other gases, e.g. B. fluorocarbons and hydrocarbons can be used. The surface of the object to be coated is preferably moistened beforehand with the reducing agent solution before the two solutions are sprayed onto the surface at the same time. Pressures on the order of 1.4 to 2.1 kg / cm 2 can be applied in the pneumatic spray guns and the spray can be applied from a distance of about 30 cm from the object. As with conventional spraying, it is advisable that the spraying takes place in a well-ventilated room.
Die Stärke der Goldüberzüge nimmt mit der Strömungsgeschwindigkeit und der Sprjihzeit zu. Man kann aber praktisch jede gewünschte Überzugsstärke herstellen. Wie bei anderen chemischen Reaktionen, nimmt die Abscheid ungsgeschwindigkeit mit der Konzentration der Reaktionsteilnehmer und der Temperatur zu. Die Goldschichten scheiden sich mit einerThe thickness of the gold coatings increases with the flow rate and the spray time. Man but can produce practically any desired coating thickness. As with other chemical reactions, the rate of deposition increases with the concentration of the reactants and the temperature to. The gold layers separate with one
ίο Geschwindigkeit von 0,38 μ je Minute oder schneller
bei Umgebungstemperatur ab. Undurchsichtige Überzüge können also im Bruchteil einer Minute aufgesprüht
werden.
Die Wirksamkeit des Sprühverfahrens ist verhältnismäßig groß. Obwohl die Lösungen rasch über die
Unterlage fließen, wird über die Hälfte des gelösten Goldes, das auf die Glasoberfläche aufgesprüht wird,
abgeschieden. Dünne Goldschichten können also nach diesem Verfahren recht wirtschaftlich aufgebracht
werden, ohne daß man in der üblichen Weise die unverbrauchten Goldreste zurückgewinnen müßte. Das
Sprühverfahren eignet sich also gut zum Überziehen großer Teile, z. B. von passiven Satelliten, und von
Miniaturteilen.ίο Speed of 0.38 μ per minute or faster at ambient temperature. Opaque coatings can be sprayed on in a fraction of a minute.
The effectiveness of the spray process is relatively great. Although the solutions flow rapidly over the substrate, more than half of the dissolved gold that is sprayed onto the glass surface is deposited. Thin gold layers can therefore be applied quite economically by this process, without having to recover the unused gold residues in the usual way. The spraying process is therefore well suited for coating large parts, e.g. B. from passive satellites, and from miniature parts.
Außer dem gleichzeitigen Aufsprühen der Lösungen von Gold und Reduktionsmittel können beide Lösungen auch gleichzeitig in der Weise über den Gegenstand fließen gelassen werden, daß das Vermischen der Lösungen an der Oberfläche des Gegenstandes erfolgt.In addition to the simultaneous spraying of the solutions of gold and reducing agent, both solutions can can also be allowed to flow over the object at the same time in such a way that the mixing of the Solutions occurs on the surface of the object.
Eine andere Möglichkeit zum Aufbringen des Überzuges besteht darin, daß man den Gegenstand in die Goldlösung eintaucht und dann die Reduktionsmittellösung unter Rühren zu der Goldlösung gibt. Das folgende Beispiel erläutert das letztere Verfahren.Another way to apply the coating is that you put the object in the Gold solution is immersed and then the reducing agent solution is added to the gold solution with stirring. That the following example illustrates the latter procedure.
Eine neutrale Goldlösurg wurde hergestellt, die 0,05 Gramm-Mol Goldchlorid je Liter und 0,1 Gramm-Mol Äthylendiamin je Liter enthielt. Eine Platte aus sauberem Borsilikatglas wurde eingetaucht. Eine Reduktionsmittellösung, die 0,6 Gramm-Mol Hydrazin und 0,03 Gramm-Mol Kaliumhydroxid je Liter enthielt, wurde hergestellt und unter Rühren zu einer gleichen Menge der Goldlösung gegeben. Die Goldabscheidung auf dem Glas begann nach 15 Sekunden und war nach mehreren Minuten bei Umgebungstemperatur (22° C) beendet.A neutral gold solubilizer was made containing 0.05 gram-mole gold chloride per liter and 0.1 gram-mole Contained ethylenediamine per liter. A plate of clean borosilicate glass was immersed. One Reducing agent solution containing 0.6 gram-mole hydrazine and 0.03 gram-mole potassium hydroxide per liter was prepared and added to an equal amount of the gold solution with stirring. The gold deposit on the glass started after 15 seconds and was at ambient temperature after several minutes (22 ° C) ended.
Der genaue Mechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nicht angegeben werden. Offenbar treffen sich die beiden Reaktionsteilnehmer an der Oberfläche des Gegenstandes und bilden sehr kleine Goldkristalle. Diese Teilchen bilden sich auf der Oberfläche und haften daran. Die Reaktionsbedingungen sind so gewählt, daß weitere Goldteilchen getrennte Keime bilden und nicht das Wachstum der bereits abgeschiedenen Kristalle fortsetzen. Die neu gebildeten Teilchen haften weiter aneinander und an der Unterlage, woraus zu entnehmen ist, daß die Oberflächenenergie bei dieser Umsetzung eine gewisse Rolle spielt. In jedem Falle ist das Ergebnis eine überraschend glänzende, stark reflektierende Schicht aus feinem kristallinem Gold. Selbst unter 400 OOOfacher Vergrößerung ist die Schichtoberfläche noch sehr glatt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeschiedenen Goldschichten haben viele wertvolle Eigenschaften. Der elektrische Widerstand der so hergestellten Goldschichten wurde nach dem Zweipunkt- und Vierpunktverfahren an Schichten gemessen, die auf mattierten Glasquadraten durch gleichzeitiges Aufsprühen einer Goldlösung und einerThe exact mechanism of the method according to the invention cannot be given. Apparently the two reactants meet on the surface of the object and form very small ones Gold crystals. These particles form on the surface and adhere to it. The reaction conditions are chosen so that further gold particles form separate nuclei and not the growth of the already to continue deposited crystals. The newly formed particles continue to adhere to each other and to the base, from which it can be seen that the surface energy plays a certain role in this reaction plays. In either case, the result is a surprisingly shiny, highly reflective layer fine crystalline gold. Even at a magnification of 400,000 times the surface of the layer is still very smooth. The gold layers deposited by the method according to the invention have many valuable ones Properties. The electrical resistance of the gold layers produced in this way was determined using the two-point and four-point method measured on layers that pass through on frosted glass squares simultaneous spraying of a gold solution and a
Reduktionsmittellösung in der folgenden Weise abgeschieden wurden: 50 ecm einer 0,2molaren Goldchloridlösung wurden zu 700 ecm Wasser gegeben, und Natronlauge wurde zugesetzt, bis die Säure neutralisiert war. 1,5 ecm Äthylendiamin wurden zu 50 ecm Wasser gegeben, und dann wurde Salzsäure zugesetzt, bis die Lösung neutralisiert war. Die erste Lösung wurde zu der zweiten Lösung gegeben, und die erhaltene Goldlösung wurde gründlich vermischt, nachdem sie auf 11 mit Wasser verdünnt worden war. Die Reduktionsmittellösung wurde durch Vermischen von 50 ecm !molarer Natronlauge mit 100 ecm 20molarer Hydrazinlösung und anschließendes Verdünnen mit Wasser auf 11 hergestellt. Die Lösungen von Gold und Reduktionsmittel wurden gleichzeitig auf sieben Glasplatten aufgesprüht. Die Stärke der Schichten liegt zwischen 1300 und 6200 Ä, wie durch Wiegen bestimmt wurde. Der mittlere Widerstand dieser Überzüge betrug 6,4 Mikroohm-cm, nach dem Vierpunktverfahren gemessen. Dies ist mit dem bekannten Wert von 2,4 Mikroohm-cm für massives Gold bei 2O0C vergleichbar. Da sich die erhaltenen Widerstandswerte auf die scheinbaren Oberflächen beziehen, sind sie in Wirklichkeit etwas kleiner und damit näher an dem bekannten Wert, wenn man eine Korrektion für die Rauhigkeit des mattierten Glases durchführt. Demnach ist der elektrische Widerstand der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Goldschichten nahe bei dem Wert für massives Gold, die Schichten eignen sich also als Leiter, Gegenelektroden und Kontakte.Reducing agent solution were deposited in the following manner: 50 ecm of a 0.2 molar gold chloride solution was added to 700 ecm of water, and sodium hydroxide solution was added until the acid was neutralized. 1.5 ml of ethylenediamine was added to 50 ml of water and then hydrochloric acid was added until the solution was neutralized. The first solution was added to the second solution, and the resulting gold solution was mixed thoroughly after being diluted to 11 with water. The reducing agent solution was prepared by mixing 50 ecm! Molar sodium hydroxide solution with 100 ecm 20 molar hydrazine solution and then diluting to 11 with water. The solutions of gold and reducing agent were sprayed onto seven glass plates at the same time. The thickness of the layers is between 1300 and 6200 Å, as determined by weighing. The mean resistance of these coatings was 6.4 microohm-cm as measured by the four point method. This is similar to the known value of 2.4 micro-ohms-cm for solid gold at 2O 0 C. Since the resistance values obtained relate to the apparent surfaces, they are actually somewhat smaller and thus closer to the known value if a correction is made for the roughness of the frosted glass. Accordingly, the electrical resistance of the gold layers produced by the method according to the invention is close to the value for solid gold, so the layers are suitable as conductors, counter electrodes and contacts.
Die optischen Eigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Goldschichten, insbesondere ihre Fähigkeit zur Absorption und Emission von Strahlungsenergie bestimmter Wellenlänge, wurden an Schichten von etwa 2000 Ä Stärke gemessen, die durch Aufsprühen auf anodisierte Proben aus Aluminiumlegierung 6061 und Magnesiumlegierung HM21 abgeschieden wurden. Die Gold- und Reduktionsmittellösung wurde in der gleichen Weise wie bei der Widerstandsbestimmung hergestellt. Tabelle II zeigt die Ergebnisse der optischen Messungen.The optical properties of the gold layers produced by the method according to the invention, in particular their ability to absorb and emit certain radiant energy Wavelength, were measured on layers about 2000 Å thick that were anodized by spraying on Samples of aluminum alloy 6061 and magnesium alloy HM21 were deposited. The gold and Reducing agent solution was prepared in the same manner as in the resistance determination. Table II shows the results of the optical measurements.
Goldschichten auf Glas. Diese Schichten haben sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite ein glänzendes Aussehen. Die Überzüge enthalten keine Fehler oder Verfärbungen und sind daher für Spiegel hoher Qualität geeignet. Sowohl die Haft- als auch die Abriebfestigkeit der auf Glas abgeschiedenen Schichten können durch eine Wärmebehandlung erheblich verbessert werden. Tabelle III zeigt die günstigste Zeit-Temperatur-Beziehung für Filme, die auf Deckgläsern aus Borsilikatglas abgeschieden wurden.Gold layers on glass. These layers have a glossy finish on both the front and back Appearance. The coatings contain no defects or discoloration and are therefore higher for mirrors Quality suitable. Both the adhesive strength and the abrasion resistance of the layers deposited on glass can be significantly improved by heat treatment. Table III shows the most favorable Time-temperature relationship for films deposited on borosilicate glass cover slips.
Wärmebehandlung einer Goldschicht auf BorsilikatglasHeat treatment of a gold layer on borosilicate glass
200
250100
200
250
2 bis 3,5
1 bis 1,58 or more
2 to 3.5
1 to 1.5
Tabelle II
Optische Eigenschaften von GoldüberzügenTable II
Optical properties of gold coatings
4545
AnodisiertesMagnesiumAnodized aluminum
Anodized magnesium
0,350.31
0.35
0,120.11
0.12
2,92.8
2.9
Dar Wert für die Sonnenlichtabsorption, <%s, von 0,3 ist normal für Goldoberflächen. Die Emission bei Raumtemperatur, eRT, schwankt aber mit der Herstellung der Oberfläche der Unterlage und der Natur der Abscheidung. (Die Schichten hatten ein mattes Aussehen, weil die Oberfläche der Unterlage nicht glatt war.) eRT kann gegebenenfalls, z. B. durch Polieren der Oberfläche der Unterlage oder durch Modifizieren des Sprühverfahrens, verändert werden, so daß schwarz aussehendes Gold abgeschieden wird. Diese Eigenschaften zeigen, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schichten für die Herstellung passiver Wärmebegrenzungsoberflächen, von Reflektoren u. dgl. geeignet sind.The value for sunlight absorption, <% s, of 0.3 is normal for gold surfaces. The emission at room temperature, eRT, fluctuates with the Manufacture of the surface of the base and the nature of the deposit. (The shifts had a matt appearance because the surface of the base was not smooth.) eRT can optionally, e.g. B. by Polishing the surface of the base or modifying the spraying process, so that black looking gold is deposited. These properties show that the according to the invention Process produced layers for the production of passive heat-limiting surfaces, of reflectors and the like are suitable.
Ein besonders wichtiger Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Aufsprühen von Nach der Wärmebehandlung lösen sich die Goldschichten nicht von dem Glas ab, wenn ein druckempfindlicher Klebstreifen auf die Schicht geklebt und wieder abgezogen wird. Die Goldschichten bleiben auch nach Radieren mit einem Radiergummi erhalten.A particularly important area of application of the method according to the invention is the spraying of After the heat treatment, the gold layers will not peel off the glass, if a pressure sensitive one Adhesive tape is stuck on the layer and peeled off again. The gold layers are retained even after erasing with an eraser.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
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