DE1621068A1 - Goldgalvanisierbad - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Goldgalvanisierbäder und insbesondere eine Goldgalvanisierlösung zum galvanischen Abscheiden von dicken;., glatten, geschmeidigen Goldablagerungen

Technisch verwendet werden derzeit allgemein zwei Arten von Goldgalvanisierbädern; 1. Alkalische. Bäder, die Gold in Form von Kaliumgoldcyanid und wesentliche Mengen an freiem Kaliumoder Natriuracyariid enthalten, und 2_O sogenannte saure Goldbäder, die in einem pH-Bereich von etwa 3 bie 6yS.arbeiten und Gold in Form eines Cyanidkqmplex$a und Salze organischer Säuren, wie Citrate, Acetate, lactate;, Tartrate, Gluconate enthalten« Zusätzlich enthalten viele dieser Bäder Komplexe

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organischer Chelatbildßer_r wie Ätnylendiamin-tetraessigsäure oder andereAminopolycarbonsäuren<> Andere enthalten organische Komplexbildner, wie Äthylendiamin, Diäthylentriamin und andere Kornplexe organischer.Amine, oder organische Verbindungen, wie Tri« glykollaminsäure. Die freies Cyaniä enthaltenden alkalischen Bäder sind insofern unvorteilhaft» weil sich Carbonate ansammeln und infolge einer Oxydation und Hydrolyse des freien cyanide Zer» aetzungeprodukte entstehen und die Qualität des galvanisch abgeschiedenen Goldes durch Einschluss kleiner Mengen dieser Verunreinigungen in den GoldUberzug beeinträchtigen» Auf der anderen Seite sind im sauren Bereich arbeitende Bäder, die komplexe organische Stoffe, wie die oben erwähnten, enthalten, stark oxydierenden Bedingungen ah der Oberfläche der unlöslichen Anoden_p deren Verwendung in diesen Lösungen notwendig ist, ausgesetzt, was dazu führt, dass komplexe organischer Ablagerungsprodukte entstehen, die, in kleinen Mengen in dem galvanoelektrisch abgeschiedenen Gold eingeschlossen ₉ die Qualität und physikalischen Merkmale der Ablagerung ernstlich beeinträchtigen ο Die nachteiligen Einwirkungen können zu Erscheinungen, wie Sprödigkeit, Verfärbung, dunklen Ablagerungen, schlechter Leitfähigkeit und schlechter Lötbarkeit, fuhren»

Durch die vorliegende Erfindung sollen solche Schwierigkeiten und Nachteile Überwunden werden« Zu den Erfindungszielen gehört

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die Bereitstellung einer Badzusammensetzung, nit derdicke, glatte Goldablagerungen erhalten weiden können, die von orga- · nischen Zersetzungsprodukten frei sind» .

Ein anderes Erfindungsziel* ist. die Bereitstellung ,einer Bad-= Zusammensetzung, mit der nicht nur dicke und platte,, sondern auch sehr reine und sehr geschmeidige Ablägerungen erhalten werden können«,

Noch ein anderes Ürfindungsziel ist die Bereitstellung eines Bades, das eine gute Stabilität aufweist und in einfacher Weise überwacht und betrieben werden kann«

Es v/urde .gefunden, class durch die Verwendung von Gold galvanisier« bädern, die Gold in Form eines Alkalimetallk0raglegeSj,\.i?ie. Kalium oder Natriumgoldcyaßlä * unä Pyropfeospfsat® .<$©£- Alkalimetalle eia- schliesslieh des Awaonledm als Leitaulgt tsafl ©ine Ärsenverbindung esthaltsEip wolöei i©^ pH-Wes'-fe ü@r .g Zugäbe von" Pyrophosghorsgiar© oder Siäggg'priQsglios'säias³© &wt ü@m Bereich 5 Ms 8 eiagsütellt wlsi₀ ύ±@ m±t ■ feoaplsxis Stoffe enthaltendes Blie^ia lyerböisäQßoa laelitsil® Isa eh®n beseitigt w©E>a©ia »i.@s siögliefe νίτύ_ΰ @@lü8Mläg

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JEb wurde gefunden, dass die besten Srgebnisse bei der. Herstellung dicker, dauerhafter Ablagerungen bei bemerkenswert niedrigen Temperaturen erzielt werden können, wenn der Lösung sehr geringe Mengen einer dreiwertigen Aresenerbindung, wie.Arsentrioxyd (As₂O₅) und areenige Säure; (H₅ASgO^), zusammen mit SaI-' ssen organischer Säuren, wie Ammoniumeitrat, oder auch ohne solche Balze zugesetzt werden, solange als fyrophtsphate der Alkalimetalle verwendet werden. Die verwendeten Arsenverbindungen müssen im dreiwertigen Zustand vorliegen, da elementares Arsen und andere mehrwertige Arsenvex'feiftäungen, wie fünf wertige Arsenverbindungen* ζ» B. Arsenpentoxyd (Ae₂O₅), bei der Herstellung von Goldablagerungen guter Qualität und wesentlicher Dicke und Öleichnsäeaigkeit nur ©ine geringe oder gar keine Wirkung zeigen« Die Vorteile sinel bsi verhältniemässig niedrigen Temperaturen im Bereich von 46 bis" 49 ⁰C besonders augenfällig. Dies ist ein sehr erwünschter ffekt@r₉ insbesondere beim galvanischen"Überziehen von S ehalt tafeln ρ d<srea Kuoetiitoflittil raöglicher Weise keine Temperatür oberhalb-49 ^@G ^ertrfigti Xn eehr-geringen Mengen anwesendes ·

s@h©ia-| fcatalytisoh zu wirken oder durch· ein« '

mn erhöhen und die ßleieliaä®sljgk©i-fe unü fsrfe® i.ss g©l^©Hiseh abgelagerten Goldes au schon-O₀S ag j@ Liter SiHo₉ wie dal' Hull-Zellengal-

&@ig%₀ wi^issaim _o Bias swsätslioh© Verbesserung tritt bQi Mengen bis en 2 üg'J® Liter auf. Sehr wenig"gewinnt man

aber nur, wenn man die !(enge auf Über 10 mg je Liter erhöht. Sorgfältige Analysen der Ablagerungen lassen keine Areenepuren erkennen. Es war bekannt» Arsen oldoyanidlösungen anderer Art zuzusetzen; in allen diesen Fällen wird aber das Arsen in viel grusieren Mengen verwendet und wird ausnahmslos zusammen mit dem Gold niedergeschlagen. Dies führt zu einer Verschlechterung eier physikalischen Üigenschaften der Ablagerungen, insbesondere der Geschmeidigkeit ο .

Diese Erfindung besteht in der Beschaffung einer Badzusammensetzung unter Verwendung von Pyrophosphaten als wesentlichen

leitsalzen ο Pyrophoephate sind, wie gefunden wurde, aufgrund ihres Komplexbildevermögenβ Phosphaten beträchtlich Überlegenο Obgleich bekannt ist, dass die Pyrophoephate sich langsam wieder in Orthophosphate umwandeln, wurde beobachtet, dass die guten Ergebnisse bei der Goldgalvanisierurig nicht ungünstig beeinflusst werden. Wahrscheinlich ist dies darauf zurUckzufUhren, dass die beim Abbau auftretenden Zwischenprodukte noch ein Komplexbildevermögeη besitzen und die günstigen Wirkungen der Pyrophosphate, selbst bei Anwesenheit von nur verhältnismässig geringen Mengen, noch zutage treten. Auch haben Pyrophosphate anscheinend einen stabilisierenden Einfluss auf solche Bäder, di* Snlze organischer Säuren, wie Citrate, Tartrate usw., enthalten, wie aus der Tatsache hervorgeht, dass die lösungen wasserklar bleiben, während diese lösungen in Abwesenheit Von Pyrophosphaten

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BAD ORIGINAL

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sich rasch verfärben und einen gelben bis braunen Farbton annehmen, was Zersetzung des organischen Säurerestes des Salzes anzeigt. Auch wird bei der praktischen Durchführung dieser Erfindung kontinuierlich frisches Pyrophoaphat zusammen mit dem der Ergänzung dienenden Goldcyanidsalz dem Bad zugesetzt_o Eine Ergänzung an Pyrophosphationen wird auch dadurch verursacht» dass der pH-Wert des Bades sich während der Verwendung erhöht und dass periodisch Superphosphorsäure zugesetzt wird, um den pH-Wert des Bades zwischen etwa 5 und 8 zu halten« Die Rüsk-Wandlung in Orthophosphat geht in dem Masse zurück, wie der pH-Wert von der sauren Seite her zum Neutral- Punkt hin erhöht wird ρ und wird bei pH 7 oder darUber unter dem praktischen Ge= siohtspunkt vernachlässigbar» Superphosphorsäure ist ein Handelsprodukt, das den höchsten Prozentsatz an Pyrophosphorsäure (etwa 42 fo) unter allen im Handel erhältlichen Phosphorsäuren aufweist ο Die Einstellung des pH-Wertes des Bades mit dieser Säure bewirkt somit eine Ergänzung der Pyrophosphationen in der Lösung und stellt ihre Anwesenheit in dem Bad in erheblicher Menge sicher, um der Neigung zur Rückverwandlung in Ortho= phosphat entgegenzuwirken. Bei Anwesenheit des Pyrophosphats in angemessener Menge kann jedoch der pH-Wert mit anderen geeigneten Säuren, wie Phosphorsäure „ Poly phosphorsäure oder, sauren Salzen, wie. Ammoniumeitrat oder einbasischem Kaliumphos^phat; Borsäure, Ameisensäure und Weinsäure eingestellt werden. Die Kon-

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zentration des Kaliurapyrophosphats kann zwischen etwa 10 g je Liter und der Sättigungskcnzentration schwanken, ohne dass die Qualität der galvanischen Goldablagerung bedeutend beeinträchtigt wird. Der bevorzugte Bereich liegt allerdings zwischen 75 ^unä 200 g je · Liter. In der Praxis wird der Sättigungspunkt selten erreicht, weil mit zunehmender Pyrophosphatkonzentration mehr Substanz mitgerissen wird, was dem Erreichen des Sättigungspunktes entgegenwirkt <, ·

im allgemeinen enthält die für die Verwendung aur galvanischen Goldablagerung in Betracht kommende Elektrolytlösung im wesentlichen etwa 4 bis 50 g eiffeV' Alkallmetallgoldcyaalde j® Liter, ©t©© 10 bie 200 g eines Alkallmetailpyrophoephats je Lltexv 10 Superphosphorsäure je Liter oder einer der oder Salze und 0,2 bis 10 mg einer dreiwertigen wie Areentrioxyd, wobei der pH-Yfert der .Lös«Bg' a«f ßlmn We^t im Bereich von 5 bis 8 eingestellt wird«

Zusätzlich zu den oben

1 bie 110 g eines Salze©

Kalium- oder üTatriumeitratp -©mthalten

Der Ausdruck '"ein

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J?

und Hatriumgoldoyanid.

Der Ausdruck "ein Kaliumpyrophosphat" umfasst KaIiumpyrophosphat und Tetrakaliumpyrophosphat_o

Der Ausdruck "eine Superphosphorsäure" umfasst eine 9äure, die als Hauptbestandteil Pyrophosphorsüure neben Irgend einer anderen Phosphorsäure enthält.

B e i e ρ it I 1 '

Ein. Elektrolyt wurde wie folgt hergestellt)

4 Gramm Kaliuaeoldoyanid
10 Gramm Kaliumpyrophoephat
1© ©ramm Superphosphorsäure
Q₉2 Milligramm Ae₃O₅.

auf einen Liter aufgefüllt

nat@r Verwendwag v©a Superphosphorsäure zur

i@s· pH™W@5?t©g auf 5»5 fels 6,0 eingestellte Kalium^-

ifir-ABäaaonlumhyäroxyd werden zur

dies pH=W®rt©s ^Qirwfaäc?^ _o B@i einer Temperatur von 50 '

0 ©ai St3?©mai©'fit©a im B@j?©leb von O₉ 00323 bis O₈ 00647 ·. _

3© ©M⁶ UG^dea «ειϊθκ¹ aässiger bis hQfti^®^ B©w©gmag felanfe«

BAD ORIGINAL

B e 1 β ρ 1, e 1

50 Gramm Kaliumgold cyanid 200 Gramm Kaliüopyr©phosphat 100 Gramm Superphosphorsäure 10 Milligramm ΑθρΟ,

mit lasser auf einen liter aufgefüllt.

Der pH-Wert der lösung wird unter Verwendung von Superphosphorsäure zur Erniedrigung des pH-Wertes auf 6,5 bis 7t0 eingestellt₀ Kaliumpyrophoaphat, Kaliumhydroxyd oder Ammoniumhydroxyd werden zur Erhöhung des pH-V/ertes-verwendet. Bei Temperaturen von 45 bis

60 ⁰C und Stromdichten im Bereich von 0,00539 bis 0,0108 Ampere 2

je cm können unter massiger bis heftiger Bewegung blanke», geschmeidige, gelbe 24K Goldablagerungen bis au Dicken von 0,127 Om erhalten werden» .

BeIa piel 3

4 Gramm Kaliumgoldcyanid 10 Gramm Ammoniumciörat 10 Gramm Kaliumpyrophosphat 10*Gramm Superphosphorsäure

5 Milligramm As₂O,

mit Wasser auf ej,nen Liter aufgefüllt <»

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- 9 - ■ _r

©AD

Der pH-Wert wird unter Verwendung von Superphosphorsäure oder Aranoniumcitrr.t zur Erniedrigung des pH-Wertes auf 5,5 bis 6,5 eingestellt= Kaliumpyrophoaphat, Rallumhydroxyd oder Ammoniumhydroxyd werden zur Erhöhung dea pH-Wertes verwendete Bei einer

Temperatur von 50 bis 65 ⁰C und Stromdiohten im Bereich von

2 0,00323 bis 0,00647 Amp je cm «erden unter massiger bis rascher Bewegung blanke _p geschmeidige und gelbe 24-K Goldalllagerungen erhaltene

•Beispiel 4 ■

2C Gramm Kaliumgoldoyanid
50 Gramm Kaliümpyrophosphat
25 Gramm Ammonlumcitrat
30 Gramm Superphosphorsäure
10 Milligramm ASgO,

mit ^vrasser auf einen Liter aufgefüllt

Der pH-Wert wird unter Verwendung von Superphosphorsäure oder Aiamoniumcitrat zur Erniedrigung des pH-V/ertes auf 5,5 bis 7,0 eingestellt ο Kaliümpyrophosphat, Kaliumhydroxyd oder Ammoniumhydroxyd werden zur Erhöhung des pH-Wertes verwendet. Bei Temperaturen -von 45 bis 65 ⁰C und Stromdichten von 0,00539 bis 0,0108 Ampera je cm werden unter massiger bis heftiger Bewegung blanke, geschmeidige, gelbe 24K Ablagerungen bis zu hohen Dicken in der

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Grössenordnung von 0,0254 tie 0,102 cm erhalten.,

Beispiel 5

20 Gramm kaliuogoldcyanid
75 Gramm Ammonium- oder Kaliumeitrat 8 Milligramm Ae„0-

mit Wasser auf einen Liter aufgefüllt.

Der pH-Wert wird unter Verwendung von Superphosphorsäure oder Ammoniumeitrat zur Erniedrigung des pH-Wertes- auf 5,5 bis 6,5 eingestellt. Kalium-,Natrium- oder Ammoniumhydroxyd werden zur Erhöhung dea pH~Wertes verwendet« Bei Temperature© von 45 fels 65 ⁰C und Stromdichten von 0,00539 Ms O₉OIOS Ampirm j© m^ -%&* den unter massiger bis heftiger Bewegung blanke, gesehmeidige, gelbe 24K Ablagerungen leicht erhalten»

Claims (1)

22. Februar 1967 Pat e η t a η s ρ r ü 6 h e

1. Elektrolytlösung zur Verwendung für die galvanische Ablagerung von Gold, bestehend im wesentlichen aus 4 bis 50 Gram» eines Alkalimetallgoldcyanids, etwa 10 bie 100 Gramm einer den pH~Wert einstellenden Säure, etwa 0,2 bis 10 Milligramm einer, dreiwertigen Arsenverbindung und soviel Wasser ₉ um bis auf einen Liter aufzufüllen, wobei der pH-Wert der Lööung auf einen Wert im Bereich von 5 bis 8 eingestellt wird»

2ο Elektrolytlösung zur Verwendung für die galvanische* Ablagerung von Gold, bestehend im wesentlichen, aus etwa 4 bis 50 Gramm eines Alkäiimetallgoldcyanide, etwa 10 bis 200 Gramm eines Alkaiimetallpyrophosphatsp etwa 10 bis 100 Gramm einer der pH-Wert einstellenden Säure, etwa 0_p2 bis 10-Milligramm einer dreiwertigen Arsenverbindung und soviel Wasser, um bis auf einen Liter aufzufüllen, wobei άέτ pH-tfert der Lösung auf einen Wert im Bereich von 5 bis 8 eingestellt wirdo

ο Elektrolytlösung nach Anspruch 2₉ enthaltend etwa -Vbte.. 110 Gramm eines Salzes einer organischen-Säure_o

Elektrolytlösung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

als pH-Wert einstellende Säure Superphosphorsäure verwendet • wird ο

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β Elektrolytlösung naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ale Altealimetallgoldcyanid Kaliumgoläcyanid verwendet wird*

6ο Elektrolytlösung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» dass als Alkalimetallpyrophosphat Kaliumpyrophosphat verwendet wird«

7ο Elektrolytlösung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass als leitsalz Ammonium-, Natrium- oder kaliumnitrat verwendet wird·

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