|
关 键 词：金,合金,抛光,技术,研究 作 者： 内 容： 无氰电解液
1992年，联合国环境发展大会将“清洁生产”写入了《21世纪国际行动议程》。l993年10月1日，在我国实行的公共安全行业标准中，氰化物被列为A类剧毒物质。2003年，我国正式实施《中华人民共和国清洁生产促进法》。无氰电解液的开发成为必然的趋势。
1．硫脲型电解液
除了氰化物外，硫脲是金的一种很好的配位剂。硫脲型电解液与氰化物电解液相比，对人体和环境的危害较小，多用来取代剧毒的氰化物进行金及其合金的抛光，并且通过研究工作者的努力探索，其抛光效果也日渐提高。这类电解液除了用于金及其合金的抛光外，还可通过改变部分条件而用于银、铂等其他贵金属的抛光，也可用来电解退除不锈钢或铁基体上的金、银、铜以及合金镀层[2]。硫脲型电解液因其具有较多优良性质，已成为现今研究的热点之一。
据报道[l2]，最早公开的无氰配方就是Reichert[13]在1954年提出的硫脲的酸溶液。研究发现，硫脲的酸溶液可以在阳极试样表面生成一层膜，这层黏性薄膜是由难溶性含金硫脲配合物沉淀生成的。酸可以是有机酸，也可以是无机酸，其中效果较好的是硫酸。Reichert选用了25 g／L硫脲、3 mL／L浓硫酸和l0 g／L酒石酸，对金合金(Au 58．5％，Ag 10％，Cu 27．9％，Zn 3．6％)进行了抛光。操作条件为：温度20～45℃，电流密度l．5～3．5 A／dm2，电压2．0～4．5 V。通电5 min后，得到了高光亮表面，且无需后处理。另外，抛光带有花纹的金戒指时，不仅表面光亮，还去除了毛刺。在电解液中加入大量的还原糖，如果糖、麦牙糖、葡萄糖、乳糖和蔗糖等，有利于抑制硫脲的氧化分解[l4]。
随着研究工作的深入，也有人提出更为宽泛的电解液[15]溶液基于一种含有离子化氢的有机化合物，可以从硫脲、巯基丙氨酸、蛋氨酸、丙氨酸或氨基乙酸及其衍生物中选取。前3种化合物都含有C—S键，后2种含有C--N键，不含S。相关研究者认为S的存在对金及其合金的抛光有利，应优先选择含S的化合物。
金合金中元素种类的增加和含量的变化，使得抛光的难度增大，工艺变得复杂。Fischef[16]指出，抛光金合金时应加入少量包含至少一种合金成分的金属化合物。这种金属元素没有金贵重，其电动序排在金的前面，并以它们的盐的形式加入，其中Cu的硫脲盐效果最好。
自Reichert报道了硫脲型电解液以来，相继有很多研究工作者在这方面进行了大量的研究[2，8，13-14,17-21]，开发出一系列具体的抛光工艺，部分配方及工艺参数列于表1。
表1金及其合金的硫脲型电解液的组成及工艺条件 Table l Thiourea electrolyte and oarameters for gold and its alloys
1)此处为质量浓度，单位g/L。
2．混合酸型电解液
研究工作者开发出以硫酸、盐酸和磷酸中的一种或几种溶液合理配比的金及其合金抛光工艺。混合酸型电解液与硫脲型电解液相比，组分较少，价格也较低，但是由于酸的用量较大，对人体的伤害和对环境的污染程度也不容忽视。
Wolf等[22]提出用盐酸和硫酸的混合溶液对金及其合金进行抛光。具体方法是：在500 mL水中加入盐酸和硫酸各30 mL，电流密度为30～135 A／cm2，电压为30～42V。
林正藏[23]在专利中提出了适用于金、银、铂等贵金属电化学抛光的电解液：盐酸、磷酸和水的体积比为(0．5～5．0)：(0．5～3．0)：(5．0～2．0)。抛光针灸用的金合金针(Au 10％、Ag 30％i Cu l4％、Zn 1％、Pt l0％、Pd35％)的电解液由盐酸、磷酸和水按体积比2：2：1组成。抛光100 S时，得到镜面光泽的效果，在抛光过程中须将阳极试样上下移动。
神藤精一[24]采用硫酸、磷酸和水以体积比(40～90)：(50～60)：(5～20)配成的混合溶液，在温度20～80℃、电压2～l5 V下，对针状金工件进行抛光。抛光后试样表面均一，光泽度好，耐蚀性得到提高。若二次抛光，效果更好。 马胜利等[25]选用硫酸基电解液对较高粗糙度(Ra=0．63～1．25μm)的纯金材料表面进行电化学抛光处理。溶液主要组成及工艺参数为：
H2S04 8 mL／L 添加剂OBA-1 3 mL／L OBA-2 8 mL／L Ja 2～10A／dm2 U(阳极) 2～9V θ 30～50℃ t(抛光) 0．5～5．0min 阴阳极间距 20～25 mnl 阴阳极表面积比 l0：l 18．8不锈钢双阴极 50mm×50 mm×3 mm
结果表明，该电解液能使纯金表面粗糙度下降2级，并呈现鲜艳的金黄色外观，亮度也明显提高。将硫酸基电解液和氰化物型电解液对纯金的抛光效果进行对比，发现硫酸基电解液更适用于较高粗糙度(Ra=0．63～1．25μm)的纯金材料，对低粗糙度(Ra<0．16μm)纯金的表面光亮度的提高不如氰化物型电解液的效果明显。这是由于原始表面粗糙度不同，其抛光机制也不相同而造成的。
3．氯化物型电解液
金也可以以三价的形式与氯离子形成稳定的[AuCl4]-配位体。当抛光液中存在AuCl3或[AuCl4]-时，金的溶解速度较慢，容易形成短时间的钝化状态。在溶液中加入一些金粉，此时形成具有一定机械抛光作用的机械一电化学抛光作用，更容易获得平滑而光亮的表面。金的氯化物型电解液的组成及工艺条件如下[2]：
金(以HauCl4的形式加入) 6 g／L HCI(p=1．18 g／L) 200 mL／L 甘油 800mL／L 硅酮 2 mL／L 金粉 3 g／L 阴极材料 钢板 U(电解槽) 6V Ja 40 A／dm2 θ 50℃ t(抛光) 数分钟
金及其合金抛光技术的研究进展：前言 金及其合金抛光技术的研究进展：金及其合金的机械抛光 金及其合金抛光技术的研究进展：金及其合金的化学抛光 金及其合金抛光技术的研究进展：金及其合金的电化学抛光(一) 金及其合金抛光技术的研究进展：结论
注：本站部分资料需要安装PDF阅读器才能查看，如果你不能浏览文章全文，请检查你是否已安装PDF阅读器！ |
