DE923406C

DE923406C - Bad und Verfahren zur Abscheidung von UEberzuegen aus Gold oder Goldlegierungen auf galvanischem Wege

Info

Publication number: DE923406C
Application number: DES31495A
Authority: DE
Inventors: Jean Mermillod; Victor Spreter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-04-28
Filing date: 1952-12-14
Publication date: 1955-02-10
Also published as: CH286122A; GB718573A; US2702271A; FR1067619A

Description

In den meisten Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung eines Metalls oder einer Metallegierung unter Verwendung von wäßrigen Lösungen von Salzen des oder der abzuscheidenden Metalle und insbesondere bei der Abscheidung von Gold oder Goldlegierungen kann man feststellen, daß das Gewicht des an der Kathode abgeschiedenen Metalls oder der abgeschiedenen Legierung kleiner ist als das Gewicht, das entsprechend dem Stromverbrauch theoretisch hätte abgeschieden werden sollen. Mit anderen Worten ist die Ausbeute des Verfahrens in bezug auf den Stromverbrauch nicht 100 °/o, sondern niedriger, manchmal sogar sehr viel kleiner als die theoretische Ausbeute. Ein Teil des Stromes bewirkt sekundäre Elektrolysen und macht insbesondere an der Kathode Wasserstoff frei. Alle Metalle besitzen im Augenblick ihrer elektrolytischen Abscheidung die Eigenschaft, den an der Kathode im statu nascendi entstehenden Wasserstoff in sich zurückzuhalten.

Dieser im Metall zurückgehaltene Wasserstoff ist der Grund für die Porosität dünner Niederschläge und für die außerordentliche Brüchigkeit dicker Niederschläge, weil der eingeschlossene Wasserstoff innere Spannungen im Metall hervorruft. Die Edelmetalle neigen am meisten dazu, bedeutende Mengen Wasserstoff in sich zurückzuhalten. Man stellt z. B. im Verlaufe der Elektrolyse von Lösungen von Goldsalzen oder Gemischen von Goldsalzen mit anderen Schwermetallsalzen niemals die geringste Wasserstoffentwicklung an der Kathode fest, selbst wenn nur 20% des ver-

brauchten Stromes für die Abscheidung des Metalls gedient habe«; dies beweist, daß der Wasserstoff durch den Goldniederschlag wirklich vollständig zurückgehalten worden ist.
Vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Abscheidung von Überzügen aus Gold : oder aus - Goldlegierungen auf galvanischem Wege sowie ein Bad zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung ermöglicht, das Auftreten der obenerwähnten, durch die Entstehung von Wasserstoff an der Kathode bedingten Nachteile zu vermeiden, indem die Zurückhaltung des Wasserstoffs in dem gebildeten Überzug unmöglich gemacht wird.

Dieses Verfahren besteht darin, daß man, wie in den schon im Gebrauch befindlichen Verfahren, einen elektrischen Strom durch ein wäßriges Bad leitet, welches ein alkalisches Aurocyanid in Lösung enthält und wobei sich der zu überziehende Gegenstand an der Kathode befindet. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bad verwendet, welches in gelöstem Zustand ein nitriertes Derivat einer aliphatischen organischen Verbindung von niedrigem Molekulargewicht enthält. In der Tat hat man festgestellt, daß diese Derivate, und insbesondere das Nitroguanidin' und

. . der Nitroharnstoff, fähig sind, chemisch mit dem an der Kathode gebildeten Wasserstoff zu reagieren und so zu verhindern, daß dieses Gas durch den Goldniederschlag zurückgehalten werden kann.

Diese Derivate müssen folgende Bedingungen erfüllen, welche in den Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Gold oder Goldlegierungen mit Hilfe alkalischer Aurocyanidbäder berücksichtigt werden müssen, wenn man günstige

Resultate erhalten will. . '

Die Derivate müssen eine sehr hohe Affinität zum kathodischen .Wasserstoff haben, sie müssen bei relativ niedrigen Konzentrationen wirken und trotzdem den gesamten gebildeten Wasserstoff aufnehmen; sie müssen wasserlöslich sein, und zwar auch in Gegenwart von für die Zusammensetzung von galvanischen Vergoldungsbädern verwendeten Salzen, und dürfen mit diesen Salzen nicht reagieren; sie müssen bei der Anwendungstemperatur der Bäder für die galvanische Vergoldung verhältnismäßig beständig sein (20 bis 8o° C). Diese Derivate müssen ferner Reduktions- oder Zersetz'ungsprodukte ergebe'ii' (im Falle- erhöhter Temperatur "des Bades), die keinerlei Einfluß auf die ^Elektrolyse ausüben; schließlich dürfen diese

- Derivate den Glanz der Niederschläge nicht nachteilig "beeinflussen. -

Das erfindungsgemäße Bad besteht aus einer

wäßrigen Lösung, welche ein alkalisches Aurocyanid enthält; dieses Bad ist dadurch gekenn-

■ zeichnet, daß es ein nitriertes "Derivat einer aliphatischen organischen Verbindung von niedrigem Molekulargewicht in gelöstem Zustand "enthält, wie-'z. B. Nitroguanidin oder Nitroharhstoff, die insbesondere vorteilhaft sind. Das eine oder andere kann bei einer Konzentration von nur 5 bis 10 g/l Badflüssigkeit verwendet werden. Man kann dann feststellen, daß ■ der gesamte an der Kathode gebildete Wasserstoff mit diesem Derivat reagiert. Die so erhaltenen dicken Niederschläge von Gold oder Goldlegierungen sind geschmeidig und dehnbar und weisen keine inneren Spannungen auf; sie blättern nicht ab und brechen nicht, selbst wenn ihre Dicke mehrere Dutzend Mikron erreicht. Im übrigen verschlechtern sich diese Niederschläge selbst bei einer raschen Erhitzung bis auf eine Temperatur von über 400⁰ C nicht und bilden keine Blasen.

Nachstehend wird an Hand von zwei Beispielen gezeigt, wie das erfindungsgemaße Verfahren zur Abscheidung von glänzenden Überzügen aus einer Kupfer-Gold-Legierung von ungefähr 20 Karat durchgeführt werden kann.

Beispiel ι

Man. stellt ein Vengoldungsbad der folgenden Zusammensetzung her:

. Gold in Form von

Kaliumgoldycanid 2 g/l

Kupfer an Form von

Kaliumkupfercyanid 20 g/l

Kaliumcyanid 10 g/l

sekundäres Kaliumphosphat

(K₂HPO₄) 25 g/l

Kaliumcarbonat ". 10 g/l

Nitroguanidin 8 g/l

In dieses Bad wird eine unangreifbare Anode eingesetzt, und man bringt den mit dem glänzenden Überzug einer Goldlegierung zu versehenden Ge^ genstand an die Kathode. Man leitet durch dieses Bad bei einer Temperatur von 60'⁰¹ C einen elektrischen Strom von einer Stromdichte von 1,5 Amp./dm², bezogen auf die Oberfläche des zu •besdhlagenden Gegenstandes. Pro Stunde scheidet sich ein 13 bis 15 μ dicker Niederschlag aus einer Kupfer-Gold-Legderung von etwa 20 Karat ab. Die Ausbeute, berechnet in bezug auf den verbrauchten Strom, beträgt ungefähr 35 °/o.

Beispiels _log

Man bereitet ein Vergoldungsbad von der folgenden Zusammensetzung: · - - ■ - -

Gold in Form von

Kaliumgoldcyanid 2 g/l

Kupfer 'in Form von .. . · .

Kaliumkupfercyanid "... ..,'... . 20 g/l

'Käliumcyaniid .'..................... 10 g/l

sekundäres Kalramphosphat

(K₂HPO₄) ......" 25g/l

Kaliumcarbonat ................ 10 g/l

Nitroharnstoff . 10 g/l

Man versieht dieses Bad mit einer' unangreifbaren Anode und bringt den mit einer Goldlegierung zu überziehenden Gegenstand an die Kathode. Das Bad.wird auf eine Temperatur·zwischen 25 und 30⁰ C eingestellt.^; Hierauf leitet man durch dieses Bad einen elektrischen Strom von einer Stromdichte von 0,3 bis 0,5 Amp./dm², bezogen auf die Oberfläche des zu beschlagenden Gegen-Standes. Es bildet sich ein Überzug von 5 bis 6 μ

Dicke von ungefähr 20 Karat. Die auf den Stromverbrauch bezogene Ausbeute beträgt ungefähr 35°/o.

Ob man nun nach dem ersten oder zweiten der 5 obenstehenden Beispiele verfährt, erhält man glänzende, dehnbare Überzüge, und zwar unabhängig von deren Dicke; ferner weisen diese Überzüge keine Risse auf und schälen oder lösen sich bei Bearbeitung nicht ab. Bei Erwärmen tritt keine Blasenbildung auf, selbst wenn ihre Dicke größer als 7 μ ist.

Wenn man hingegen genau so wie in den Beispielen angegeben verfährt, aber unter Verwendung von Bädern, die kein Nitroguanidin und keinen Nitroharnstoff enthalten, erhält man mangelhafte Überzüge. Solche von einer Dicke von mehr als 6 oder 7 μ weisen nach raschem Erhitzen gegen 400⁰ C eine große Anzahl großer Blasen auf; diese Blasen können entleert werden, und man stellt dann fest, daß das in ihnen eingeschlossene Gas Wasserstoff ist.

Überzüge von einer Dicke von 10 bis 20 μ sind schon brüchig, und wenn sie bearbeitet werden müssen, stellt man fest, daß sie sich abschälen oder entlang der vom Werkzeug berührten Partie abblättern.

Wenn die Dicke der Überzüge noch größer ist, kommt es häufig vor, daß Risse auftreten oder der Überzug sich abschält, während der zu überziehende Gegenstand sich noch im Bad befindet oder aber kurz nach der Entnahme aus dem Bad; diese Mängel treten selbst bei Überzügen von einer Dicke weit unterhalb 20 μ auf.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Bad für die Abscheidung von Überzügen aus Gold oder Goldlegierungen auf galvanischem Wege, bestehend aus einer wäßrigen, ein alkalisches Aurocyanid enthaltenden Lösung, dadurch !gekennzeichnet, daß es ein nitriertes Derivat einer aliphatischen organischen Verbindung von niedrigem Molekulargewicht in gelöstem Zustand enthält.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 5 bis 10 g/l des genannten nitrierten Derivats enthält.

3. Bad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte nitrierte Derivat noch eine Aminogruppe enthält.

4. Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß da,s genannte nitrierte Derivat Nitroguanidin ist.

5. Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nitrierte Derivat Nitroharnstoff ist.

6. Verfahren zur Abscheidung von Gold oder Goldlegierungen auf galvanischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzüge aus Bädern nach den Ansprüchen 1 bis 5 kathodisch abgeschieden werden.