DE1939754A1 - Electrolytic gold plating bath - Google Patents
Electrolytic gold plating bathInfo
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Description
U.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland "ElektroIy t i sehes VergoIdungsbad"UV Philips 1 Gloeilampenfabrieken, Eindhoven / Holland "ElektroIy ti sehes VergoIdungsbad"
Die Erfindung "bezieht sich auf ein Elektrolytbad, mit dem Gold- oder Goldlegieningsniederschläge erhalten werden.The invention "relates to an electrolyte bath, with which gold or gold alloy deposits are obtained.
Bekannte elektrolytische Vergoldungsbäder enthalten ein Puffersystem, das während der Goldabscheidung den pH-Wert in einem Bereich zwischen 3 und 8 konstant hält. Dieses Puffersystem "besteht aus einer schwachen organischen Säure und einem Alkalisalz derselben (USA-Patentschrift 2 905 601) oder aus teilweise neutralisierten anorganischen mehrbasischen Säuren und deren Alkalisalzen, (deutsche Patentschrift 656 395).Known electrolytic gold plating baths contain a buffer system that is used during the gold deposition keeps the pH constant in a range between 3 and 8. This "buffer system" consists of one weak organic acid and an alkali salt thereof (U.S. Patent 2,905,601) or from partially neutralized inorganic polybasic acids and their alkali salts, (German patent 656 395).
— 2 — PHN 3424- 2 - PHN 3424
/Hs 0098 1 O/ 1 507 / Hs 0098 10/1 507
Bei Verwendung dieser bekannten Elektrolytbäder : ist eine regelmäßige Korrektur des pH-Wertes notwendig. Z.B. erfordert ein Vergoldungsbad, das als Puffersystem Zitronensäure-Natriumsitrat enthält» einen Zitronensäurezusatz von etwa 1 kg pro kg daraus niedergeschlagenes Gold. Dies hat zur Folge, daß das Bad schließlich wegen der viel zu hohen Zitratkonzentration unbrauchbar wird.When using these known electrolyte baths: a regular correction of the pH value is necessary. E.g. a gold plating bath that is called The buffer system contains citric acid sodium nitrate » an addition of citric acid of around 1 kg per kg of gold precipitated from it. As a consequence, that the bath is ultimately unusable because of the far too high concentration of citrate.
Die Erfindung schafft ein Bad, das leicht regeneriert werden kann und aus dem Sold von vorzüglicher und konstanter Güte niedergeschlagen werden kann.The invention creates a bath that can be easily regenerated and from the pay of excellent and constant goodness can be cast down.
In einem Elektrolytbad zum Niederschlagen von Sold oder Goldlegierungen, das eine lösliche Goldverbindung, einen Puffer und gegebenenfalls ein oder mehrere Salze von Metallen enthält, die als Legierungsbestandteile niedergeschlagen werden, besteht nach der Erfindung der Puffer auf einem Salz einer anorganischen Säure und eines Metalls, dessen Hydroxyd oder basische Verbindung im pH-Wert-Bereich zwischen 3 und 8 niederschlägt, dem entsprechenden Hydroxyd oder der basischen Verbindung selbst und gegebenenfalls einem Alkalisalz derselben oder einer anderen anorganischen Säure.In an electrolyte bath for the deposition of sold or gold alloys, which is a soluble gold compound, a buffer and optionally one or more salts of metals, which are deposited as alloy components, is after the invention of the buffer on a salt of an inorganic acid and a metal, its hydroxide or a basic compound in the pH range between 3 and 8 precipitates, the corresponding hydroxide or the basic compound itself and optionally an alkali salt thereof or another inorganic acid.
In Abhängigkeit von .der gewählten Art und Konzentration des Goldsalzes und der Art und der Menge der übrigen Bestandteile des Bades wird der pH-Wert die Neigung haben, zu- oder abzunehmen. Im ersteren Falle ist beim Zusammensetzen eines Bades eine Spur des Hydroxyds erforderlich. Beim Gebrauch des Bades sehlägt eine größere Hydroxydmenge nieder und der pH-Wert wird stabilisiert werden, solange noeh Ionen des betreffenden Metalls vorhanden sind, und somit noch Hydroxyd niederschlagen kann.Depending on the selected type and concentration of gold salt and the type and amount of the other components of the bath, the pH value will tend to increase or decrease. In the former case there is a trace of the when assembling a bath Hydroxyds required. When using the bath, a larger amount of hydroxide and the pH will be stabilized as long as there are still ions of the metal in question are present, and thus nor can hydroxide precipitate.
" HO 98 10/1 SO 7"HO 98 10/1 SO 7
Im letzteren Falle 1st ein Überschuß an Hydroxyd bei der Zusammensetzung des Bades erforderlich. In diesem Falle ist der pH-Wert stabilisiert, solange noch nicht die ganze Hydroxydmenge gelöst ist. Nach einer bevorzugten Aueführungsform läßt man die Elektrolythadflüssigkeit kontinuierlich durch einen ein Filter enthaltenden Kreis zirkulieren. Gegebenenfalls niederschlagendes Hydroxyd wird ;In the latter case, an excess of hydroxide is required in the composition of the bath. In In this case the pH is stabilized as long as the entire amount of hydroxide has not yet been dissolved. According to a preferred embodiment, the electrolyte fluid is allowed to pass through continuously circulate a circuit containing a filter. If necessary, precipitating hydroxide is;
dann stets entfernt, Dadurch wird die Gefahr eines Ithen always removed, thereby reducing the risk of an I.
Einechlussee dieses Hydroxyds im ffoldniedersehlag beseitigt. Im oben beschriebenen Falle, in dem der pH-Wert des Bades die Neigung hat, zuzunehmen, wodurch ein regelmäßiger Zusatz von Metallhydroxyd erforderlich ist, wird Torzugsweise das erwähnte Hydroxyd oder die basische Verbindung nicht dem Bade zugesetzt, sondern auf das Filter gegeben, das sieh im Kreis befindet, durch den das Bad kontinuierlich zirkuliert. Geeignete Metallsalze, deren Hydroxyd bei einem pH-Wert zwischen 3 und β niederschlägt, sind die von Al+++ (pH 3,5), Cr+++ (pH 4,5), Be++ (pH 6), seltenen Erden und Zn (pH 6,8). Mit Hilfe des Vergoldungebades nach der Erfindung wird ein welcher Niederschlag von konstanter unversehrter Güte erhalten.Inclusion of this hydroxide in the ffold low level was eliminated. In the case described above, in which the pH of the bath has a tendency to increase, which necessitates the regular addition of metal hydroxide, the above-mentioned hydroxide or the basic compound is preferably not added to the bath, but rather placed on the filter that you see located in the circle through which the bath continuously circulates. Suitable metal salts, the hydroxide of which is precipitated at a pH value between 3 and β, are those of Al +++ (pH 3.5), Cr +++ (pH 4.5), Be ++ (pH 6), rare Earth and Zn (pH 6.8). With the aid of the gilding bath according to the invention, a deposit of constant, undamaged quality is obtained.
Es sei bemerkt, daß aus der USA-Patentschrift 3 367 853 ein Vergoldungsbad bekannt 1st, aus dem eine geringe Menge des Hydroxyds zusammen mit dem Gold niedergeschlagen wird, wodurch das Gold eine größere Härte und einen höheren Glanz erhält. In diesem Bad wird jedoch ein ZItrat zusammen mit Zitronensäure als Puffer verwendet, wodurch der pH-Wert des Badeβ in einen Bereich gebracht wird, in dam die erwähnten Metallsalze mit ihrem Hydroxyd keine Pufferwirkung ausüben können.It should be noted that from U.S. Patent 3 367 853 a gold plating bath is known from which a small amount of the hydroxide together with the Gold is precipitated, which gives the gold a greater hardness and a higher shine. In However, this bath uses a citrate together with citric acid as a buffer, whereby the pH of the bath is brought to a range where dam the mentioned metal salts with their hydroxide cannot exercise any buffering effect.
- 4 -00 9 8 10/1507 - 4 - 00 9 8 10/1507
Die Bäder nach der Erfindung sind rein und veranlassen keinen Einschluß im Goldniederschlag; Bei Verwendung von Aluminiumalaun-Aluminiumhydroxyd konnte Al spektroskopisch nicht nachgewiesen werden, d.h., daß im Gold weniger als 0,003 fi davon vorhanden ist.The baths according to the invention are pure and do not cause any inclusion in the gold precipitate; When using aluminum alum aluminum hydroxide, Al could not be detected spectroscopically, ie that less than 0.003 fi of it is present in the gold.
Nach einem Ausführungspeispiel eines elektrolytischen Vergoldungsbades nach der Erfindung enthält ein wasserhaltiger Elektrolyt pro LiterAccording to an exemplary embodiment of an electrolytic Gold plating bath according to the invention contains a water-containing electrolyte per liter
12 g KAu (CN)2
150 g KAI (S04)2 . 12H2O,12 g KAu (CN) 2
150 g KAI (S0 4 ) 2 . 12H 2 O,
welchem Gemisch eine EOH-Lösung bis zur Trübung zugesetzt wird. Der pH-Wert beträgt dann etwa 3,5. Dieses Bad wird bei einer Temperatur von 60-70° C und mit. einer Stromdichte von 0,5 A/dm benutzt.to which mixture an EOH solution was added until it became cloudy will. The pH is then around 3.5. This bath is at a temperature of 60-70 ° C and with. a current density of 0.5 A / dm is used.
Einem Elektrolyten der oben erwähnten.Art kann regelmäßig Goldsalz zugesetzt werden, so daß die Zusammensetzung des Bades aufrechterhalten wird. Es entweicht Blausäure und es schlägt Aluminiumhydroxyd nieder, das bei der Zirkulation regelmäßig durch Abfiltrieren entfernt wird. Es soll Al2(SO,)« zugesetzt werden.Gold salt can regularly be added to an electrolyte of the type mentioned above, so that the composition of the bath is maintained. Hydrocyanic acid escapes and aluminum hydroxide precipitates, which is regularly removed by filtration during circulation. Al 2 (SO,) «should be added.
So kann, je nachdem wieviel Gold aus dem Bad niedergeschlagen wird, einer Badflüssigkeit der oben erwähnten Art pro Liter insgesamt 255 g KAu(CN)2 zugesetzt werden. Das Bad enthält dann 105 g/l K2S04 ^3214 der Niederschlag beträgt 24 g Al(OH)5. Wenn die ursprünglichen Konzentrationen im Goldbad wiederhergestellt werden sollen, werden bei 80° C 204 g Al2(SO.), zugesetzt» wonach auf 30° G gekühlt wird, wodurch Kalium-Aluminiumalaun auskristallisiert, bis die Kon-Depending on how much gold is deposited from the bath, a total of 255 g of KAu (CN) 2 can be added per liter to a bath liquid of the type mentioned above. The bath then contains 105 g / l K2 S0 4 ^ 3214 the precipitate is 24 g Al (OH) 5 . If the original concentrations in the gold bath are to be restored, 204 g Al 2 (SO.) Are added at 80 ° C, after which it is cooled to 30 ° G, whereby potassium-aluminum alum crystallizes out until the con-
. — ρ —. - ρ -
009810/1507009810/1507
zentration im Bade 150 g (KAI(SO4)2. 12HgO pro Idter beträgt.concentration in the bath is 150 g (KAI (SO 4 ) 2. 12HgO per idter.
Während der ganzen Gebrauchsdauer des Bades schlägt Gold von konstanter unversehrter Güte ohne Änderung des pH-Wertes oder der Stromausbeute nieder,During the entire service life of the bath, gold is of constant, undamaged quality without changing the pH value or the current yield,
Legierungsniederschläge werden dadurch erhalten, daß dem Vergoldungsbad Salze der betreffenden unedlen Metalle zugesetzt werden. Wenn diesem Bad 1 g/l Nickelsulfat (NiSO^.7H2O).zugesetzt wird, wird ein hochglänzender Niederschlag von Gold mit einem Nickelgehalt von etwa 1 $> erhalten. Wenn 2 g/l Nickelsulfat zugesetzt wird, wird eine blaßgefärbte Goldlegierung erhalten. Durch Zusatz von Komplexbildnern) z.B. Weinsäuire, kann die Nickelkonzentration im Elektrolyten höher gewählt werden, während die Nickelkonzentration im Legierungsniederschlag dennoch niedrig ist. So können mit sehr niedrigen Nickelgehalten im Niederschlag glänzende abriebfeste Goldschichten erhalten werden. Alloy deposits are obtained by adding salts of the base metals in question to the gold-plating bath. If 1 g / l of nickel sulfate (NiSO ^ .7H 2 O) is added to this bath, a highly lustrous deposit of gold with a nickel content of about 1 $> is obtained. When 2 g / l of nickel sulfate is added, a pale colored gold alloy is obtained. By adding complexing agents (e.g. tartaric acid), the nickel concentration in the electrolyte can be selected to be higher, while the nickel concentration in the alloy deposit is still low. In this way, shiny, abrasion-resistant gold layers can be obtained with very low nickel contents in the precipitate.
Auf ähnliche Weise können auch gleichzeitig Cd, Co, Ie, Gu und Platinmetalle niedergeschlagen werden.In a similar way, Cd, Co, Ie, Gu and platinum metals can also be deposited at the same time.
Die Betriebstemperaturen dieser Bäder können zwischen Zimmertemperatur und 100° G variieren. Bei den höheren Temperaturen können mit den dann erzielbairen höheren Goldkonzentrationen Stromdichten von einigen A/dm angewandt werden.The operating temperatures of these baths can be between Room temperature and 100 ° G vary. With the higher ones Temperatures can with the then achievable higher gold concentrations current densities of a few A / dm can be applied.
Patentansprüche:Patent claims:
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