Metall. - Processo di rivestimento di una superficie metallica e metallizzata
mediante uno strato di oro o di una sua lega. La
d. ha nella maggior
parte dei casi uno scopo puramente decorativo; vi sono anche dei casi in cui lo
strato di oro è necessario per le caratteristiche intrinseche di questo
metallo, quali la resistenza alla corrosione in tutti gli ambienti e l'elevata
conducibilità elettrica e termica. Applicazioni di quest'ultimo genere si
hanno in elettrotecnica ed elettronica (contatti e contattiere,
etching-resist per circuiti stampati, parti di strumenti di precisione
ecc.). La
d. è condotta in primo luogo perché la
fabbricazione di oggetti in oro massiccio sarebbe estremamente costosa; inoltre
l'oro puro ha caratteristiche meccaniche alquanto scadenti. Molte delle leghe
usate come rivestimento al posto dell'oro puro non sono impiegate tanto per
ridurne il costo quanto per impartire all'oro una maggior durezza o resistenza
all'abrasione. Per il costo dell'oro i rivestimenti impiegati hanno spessori
molto bassi in quasi tutti i casi (da 0,05 micron ad 1 o 2 micron); spessori
superiori sono molto rari. Il deposito di oro è sempre poroso e
fessurato; di conseguenza la protezione dalla corrosione dell'oro è
quindi limitata se sotto esso non è posto un sottostrato di materiale
adatto (realizzabile anch'esso per elettrodeposizione) quale argento o nichel.
Questo strato intermedio ha anche lo scopo di evitare che l'oro deposto in
spessore sottile possa scomparire in certi punti (lasciando un deposito a
chiazze) in quanto l'oro può essere assorbito per diffusione allo stato
solido dal metallo base: questo è particolarmente facile se tale metallo
è rame od ottone. Il colore del deposito può essere molto diverso
secondo il bagno da cui il rivestimento d'oro è stato depositato; esso
dipende oltre che dal metallo base anche dalla vita del bagno, dalle condizioni
di deposizione, dalla presenza d'impurità, ecc. Questo è
particolarmente importante in quanto - per oggetti di serie - è molto
difficile avere una qualità controllata dal punto di vista del colore. La
d. è una delle più antiche e delle più diffuse
operazioni della galvanostegia; i bagni usati sono spesso segreti delle ditte
oppure sono venduti da ditte specializzate che non ne comunicano mai con
esattezza la composizione. Infine esistono numerosissimi brevetti
sull'elettrodeposizione dell'oro. Un semplice metodo di
d. è
quello
per immersione; il pezzo da dorare viene posto in una soluzione
opportuna contenente oro, il quale si deposita per reazione di cementazione da
parte del metallo del pezzo, una parte del quale passa in soluzione.
Naturalmente gli spessori che si possono ottenere per questa via sono molti
ridotti. Un bagno adatto a dorare per immersione su rame o sue leghe è il
seguente:
Cianuro di oro e potassio
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4g/l
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Cianuro sodico
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30 g/l
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Cenere di soda
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40 cc/l
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Il cianuro d'oro impiegato è al 67% d'oro; il bagno lavora a
65 ÷ 80°C. Un bagno che va invece bene per dorare ad immersione dei
pezzi in ferro o acciaio è il seguente:
Alcool etilico denaturato
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100 cc
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Cloruro di oro
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0,1 g
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che va usato a temperatura ambiente. Il metodo più generale
per produrre
d. è quello elettrochimico:
l'
elettrodeposizione dell'oro non presenta particolari difficoltà,
se non che il costo del metallo consiglia di lavorare con bagni a concentrazione
estremamente bassa di oro. Inoltre pressoché la totalità dei bagni
impiegati sono a base di cianuri alcalini, che - come si sa - sono estremamente
tossici. Solo recentemente sono stati introdotti bagni che non contengono
cianuri, che sono però ancora poco diffusi. Nella
d. galvanica si
opera generalmente con anodi insolubili (di platino, titanio platinato, grafite
o anche acciaio inossidabile) dato che anodi di oro sarebbero molto costosi e
difficilmente aggredibili dalla soluzione. Un bagno che dà un deposito di
oro molto puro e brillante è il seguente:
Cloruro di oro
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4 ÷ 12 g/l
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Cianuro potassico
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30 g/l
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Carbonato potassico
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30 g/l
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Fosfato potassico bibasico
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30 g/l
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che lavora nelle seguenti condizioni:
Temperatura
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50 ÷ 65°C
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Densità di corr.
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0,1 ÷ 0,5 A/dm²
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con anodi di oro o di acciaio inossidabile. Un altro bagno che
dà depositi dello stesso tipo anche di grande spessore è il
seguente:
Oro (come cianuro)
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4 ÷ 12 g/l
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Cianuro potassico
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90 g/l
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Brillantante (metallico)
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0,01 g/l
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Questo lavoro a temperatura ambiente (13 ÷ 25°C) con
densità di corrente fino a 0,5 A/dm
2 con anodi di acciaio
inossidabile. Un bagno senza cianuri è il seguente (brevettato):
Oro
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4 ÷ 12 g/l
|
Citrati (vari possibili)
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90 g/l
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pH (elettrometrico)
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3 ÷ 6
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Densità di corrente fino a
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1 A/dm²
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Anodi
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platino o grafite
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Nella maggior parte delle applicazioni, ovvero in quelle decorative,
lo spessore di oro è molto basso, ossia è - come si suol dire - un
flash di oro avente spessore inferiore a 0,2 micron. Depositi di questo
tipo possono essere ottenuti facilmente anche dorando in roto; e si possono
usare i bagni citati ma ve ne sono anche molti altri che conferiscono all'oro
depositato una tinta particolare molto gradevole sotto il profilo estetico.
Molti di questi bagni contengono anche un altro metallo oltre all'oro, onde il
deposito è in realtà una lega. Il cosiddetto
oro antico (di
tinta tendente al verde) si può ottenere dal seguente bagno:
Aurocianuro potassico
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(67% in oro) 3 g/l
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Cianuro potassico
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7,5 g/l
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Cianuro di argento e potassio
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3 g/l
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Piombito sodico (Na2PbO2)
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1,5 g/l
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usato a circa 70°C con densità di corrente 2 ÷ 4
A/dm² con anodi di acciaio inossidabile e senza agitazione. Un tempo di 5
÷ 10 secondi basta per produrre il
flash di oro. Per depositare il
cosiddetto
oro rosa si può usare il bagno:
Aurocianuro potassico
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4 g/l
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Cianuro sodico
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8 g/l
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Ferrocianuro sodico
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90 g/l
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Fosfato bisodico
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1,5 g/l
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alla temperatura di circa 75°C con densità di corrente
0,1 ÷ 0,5 A/dm² ed anodi insolubili. L'
oro rosso (a 14 carati)
si può depositare dal bagno:
Aurocianuro potassico
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1,5 ÷ 3 g/l
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Ferrocianuro potassico
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30 g/l
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Cianuro di nichel e potassio
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1,8 g/l
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Cianuro di rame
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1,5 g/l
|
Cianuro potassico
|
7,5 g/l
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a 60 ÷ 70°C con densità di corrente 2 ÷ 4
A/dm² e anodi di acciaio inossidabile. L'
oro bianco può
invece aversi dal bagno:
Aurocianuro potassico
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1,5 g/l
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Cianuro di nichel e potassio
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8,2 g/l
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Cianuro di potassio
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2,5 g/l
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impiegato a 55-60°C con densità di corrente di 0,1
A/dm² circa. Tutti questi bagni contengono una sostanza che impartisce il
colore all'oro depositato; così il cianuro di rame e potassio lo rende
giallo od arancio o rosso (secondo le quantità); il cianuro di cadmio e
potassio lo rende giallo o verde; quello di nichel e potassio lo rende giallo
chiaro o bianco; quello di cobalto e potassio lo rende arancio o verde, e
così via. Fra le leghe di oro depositate con percentuali sensibili di
altri metalli ricordiamo solo le principali. a)
Lega oro-argento. Non
è molto usata in quanto non ha un aspetto molto bello (il suo colore
tende al verde); trova applicazioni in elettronica. Si può depositare da
un bagno a base di cianuro di oro e cianuro d'argento, con cianuro di potassio.
b)
Lega oro-rame. Se ne è già parlato a proposito dei
depositi di oro colorati; la percentuale di rame può essere aumentata
aumentando il tenore di rame nel bagno; il deposito in tal caso diventa
più rosso. è usata per scopi decorativi. c)
Lega oro-indio.
A basso tenore di indio (0,1 ÷ 1%) è impiegata in elettronica per la
fabbricazione di transistors e di circuiti integrati. d)
Lega
oro-antimonio. è usata nello stesso campo della precedente; il tenore
di antimonio è sempre molto basso (ad es. 0,001%) in quanto questo
metallo è dannoso all'aspetto e all'aderenza del deposito. e)
Lega
oro-nichel. è molto usata per la
d. di componenti elettrici ed
elettronici (es. contattiere e contatti) in quanto è abbastanza dura,
resiste bene all'abrasione ed alla ossidazione (annerimento) superficiale. Il
tenore di nichel è contenuto (2% al massimo) altrimenti il deposito
avrebbe caratteristiche scadenti. Un bagno proposto per la deposizione di questa
lega è ad es. il seguente:
Oro (come cianocomplesso)
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0,8 ÷ 1,2 g/l
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Nichel
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0,26 ÷ 0,52 g/l
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Cianuro potassico (libero)
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22 ÷ 37 g/l
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Carbonato potassico
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30 ÷ 90 g/l
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Il bagno va usato a 50 ÷ 60°C con densità di
corrente di 0,3 ÷ 0,7 A/dm². Si possono ottenere altre leghe di oro
sia binarie sia ternarie (es. Au-Pt, Ag-Au-Pt, ecc.) che hanno però una
scarsissima importanza pratica. Esistono anche altri metodi di
d. che
hanno un'importanza più che altro storica. La
d. per contatto
è una variante di quella per immersione: il pezzo da dorare viene posto a
contatto di un pezzo di metallo meno nobile in un bagno opportuno contenente
ioni oro: si origina una forza elettromotrice di catena galvanica che fa
depositare uno strato di oro sul pezzo mentre si scioglie una equivalente
quantità del metallo meno nobile. La
d. per amalgamazione si
ottiene strofinando il pezzo con un amalgama di mercurio ed oro che si distende
a formare un film sottile su tutto il pezzo. Quando questo viene scaldato tutto
il mercurio evapora lasciando uno strato di oro. La
d. alla pasta si
può fare su zinco o su altri materiali previamente zincati, e serve
più che altro per dorare localmente (ad es. sulla zona di un oggetto che
non si è dorata con gli altri processi). Sulla parte da dorare si spalma
una pasta (o vernice) contenente del cloruro d'oro; una successiva riduzione
dell'oro a mezzo cloruro ammonico e polvere o graniglia di zinco lascia sul
pezzo uno strato di oro che dopo asportazione della pasta residua può
essere reso lucido per spazzolatura. Un problema che interessa la
d.
è il recupero dell'oro dai bagni esauriti, che viene sempre fatto dato il
costo del metallo. I metodi sono vari; più usati sono quello chimico
(precipitazione con solfato ferroso) e quello elettrochimico (elettrolisi spinta
della soluzione).