การชุบทอง (Gold Plating)
| ทองมักใช้ในอุตสาหกรรมไฟฟ้า เช่น ชุบเป็นจุดสัมผัสไฟฟ้า หรือใช้ชุบขาของแผ่นวงจร ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิก ก็ใช้ทองสำหรับทำทรานซิสเตอร์ และไอซีต่างๆ ในอุตสาหกรรมการบินหรืออวกาศก็ใช้ทองทำเป็นตัวถังด้านนอก ส่วนในอุตสาหกรรมเครื่องประดับนั้นก็ใช้ทองเป็นตัวเครื่องประดับเองหรือใช้ทองชุบภายนอกบนตัวเครื่องประดับเหล่านั้น เหตุผลที่ใช้ทองในอุตสาหกรรมต่างๆเหล่านั้น เป็นเพราะทองมีคุณสมบัติทางกายภาพและคุณสมบัติทางเคมีที่ดีมาก จึงทำให้ทองมีราคาสูง ทองทนต่อการกัดกร่อนได้เป็นอย่างดี มีความต้านทานต่อออกซิเจน นำไฟฟ้าดี บัดกรีได้ง่าย เชื่อมได้ ทั้งยังสะท้อนแสงในช่วงรังสีอินฟาเรดได้ เมื่อทำการชุบทองบริสุทธิ์และโลหะผสมทอง โดยใช้ไฟฟ้าจะได้สีอยู่ในช่วงเรื่องอ่อนจนถึงส้มแดง ทำให้สามารถชุบเป็นเครื่องประดับได้อย่างกว้างขวาง |
| - Gold (Au) >> High Tarnish & Corrosion Resistance, High conductivity - ไม่รวมตัวกับ O, S >> ซัลเฟอร์ทำให้เกิดความหมอง |
| การชุบทองGold Plating แบ่งได้ 2 ประเภท ได้แก่
1) การชุบทองบริสุทธิ์ Pure Gold Plating แบ่งตามสภาพน้ำยา ดังนี้ 1.1 Alkaline Cyanide Gold Plating : ชุบเพื่อความสวยงาม
1.2 Neutral Gold Plating 2) การชุบทองผสมGold Alloy Plating >> Au + Ag + Cu + Pd + อื่นๆ
|
การชุบทองบริสุทธิ์ (Pure Gold Plating)
Alkaline Cyanide Gold Plating ค่า pH 8.5-13
Neutral Gold Plating ค่า pH 6 – 9
|
| องค์ประกอบในน้ำยาชุบทอง
- Gold Potassium Cyanide;KAu(CN)2 เกลือทอง ให้โลหะทอง |
| การเตรียมน้ำยาชุบทอง จากทองคำ
- ทองคำละลายได้ดีในกรดกัดทอง(Aqua regia) ปฏิกิริยาเคมีในน้ำยาชุบทอง - KCN + AuCN --> KAu(CN)2 (เกลือทอง)
- ปฏิกิริยาของแก๊สที่ electrode ขณะที่สารละลายซึ่งมีน้ำ แตกตัว จะเป็นดังสมการ
|
| Gold Alloy Plating
1. Acid Gold Alloy Plating (การชุบทองแบบกรด)
2. Pink Gold Plating (การชุบนาก)
|
1. อาการ : ชุบแล้วสีซีดเกินไป
สาเหตุ : มีปริมาณ KCN หรือ NaCN ในน้ำยาชุบมากเกินไป
การแก้ไข : วิเคราะห์น้ำยาชุบ แล้วปรับค่า CN และปริมาณทองให้อยู่ในสัดส่วนที่เหมาะสม หากขาดทองให้เติม เกลือทอง [Gold potassium cyanide; KAu(CN2)]
2. อาการ : ชุบแล้วสีเข้มเกินไป
สาเหตุ : 1) High Temperature 2) High Current Density
การแก้ไข : 1) ลดอุณหภูมิลง โดยปล่อยให้น้ำยาชุบเย็น 2) ลดกระแสไฟฟ้าลง
สาเหตุ : 1) Low Temperature 2) ปริมาณทองน้อยเกินไป
การแก้ไข : 1) เพิ่มอุณหภูมิ 2) เติมปริมาณเกลือทอง
สนใจสอบถามติดต่อ goldfilled โทร 089-7629931ยินดีให้คำปรึกษาโดยทีมงานประสบการกว่า10ปี
การชุบทอง (Gold Plating)
ทองมักใช้ในอุตสาหกรรมไฟฟ้า เช่น ชุบเป็นจุดสัมผัสไฟฟ้า หรือใช้ชุบขาของแผ่นวงจร ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิก ก็ใช้ทองสำหรับทำทรานซิสเตอร์ และไอซีต่างๆ ในอุตสาหกรรมการบินหรืออวกาศก็ใช้ทองทำเป็นตัวถังด้านนอก ส่วนในอุตสาหกรรมเครื่องประดับนั้นก็ใช้ทองเป็นตัวเครื่องประดับเองหรือใช้ทองชุบภายนอกบนตัวเครื่องประดับเหล่านั้น เหตุผลที่ใช้ทองในอุตสาหกรรมต่างๆเหล่านั้น เป็นเพราะทองมีคุณสมบัติทางกายภาพและคุณสมบัติทางเคมีที่ดีมาก จึงทำให้ทองมีราคาสูง
ทองทนต่อการกัดกร่อนได้เป็นอย่างดี มีความต้านทานต่อออกซิเจน นำไฟฟ้าดี บัดกรีได้ง่าย เชื่อมได้ ทั้งยังสะท้อนแสงในช่วงรังสีอินฟาเรดได้ เมื่อทำการชุบทองบริสุทธิ์และโลหะผสมทอง โดยใช้ไฟฟ้าจะได้สีอยู่ในช่วงเรื่องอ่อนจนถึงส้มแดง ทำให้สามารถชุบเป็นเครื่องประดับได้อย่างกว้างขวาง
- Gold (Au) >> High Tarnish & Corrosion Resistance, High conductivity
- ไม่รวมตัวกับ O, S >> ซัลเฟอร์ทำให้เกิดความหมอง
การชุบทองGold Plating แบ่งได้ 2 ประเภท ได้แก่
1) การชุบทองบริสุทธิ์ Pure Gold Plating แบ่งตามสภาพน้ำยา ดังนี้
1.1 Alkaline Cyanide Gold Plating : ชุบเพื่อความสวยงาม
- Gold Strike Plating : ชุบรองพื้น ชุบได้บาง
- 24K Gold Plating : ชุบครั้งสุดท้าย สีทองบริสุทธิ์
1.2 Neutral Gold Plating
1.3 Acid Gold Plating : ชุบเพื่อความหนา ทนทาน
2) การชุบทองผสมGold Alloy Plating >> Au + Ag + Cu + Pd + อื่นๆ
ผิวชุบ gold alloy จะมีความแข็งและทนทานกว่าทองบริสุทธิ์ แต่จะมีสีอ่อนกว่าทองบริสุทธิ์
- Cathode : Specimen Anode : Stainless/Gold
การชุบทองบริสุทธิ์ (Pure Gold Plating)
1.1 Alkaline Cyanide Gold Plating มี 2 ประเภทได้แก่
1) ทองสไตรค์(Gold Strike) : ชุบรองพื้น ชุบได้บาง
2) ทอง 24 เค(24K gold alloy) : ชุบครั้งสุดท้าย สีเหมือนทองบริสุทธิ์
Alkaline Cyanide Gold Plating ค่า pH 8.5-13
ข้อดี
1. ติดแน่น ติดทั่ว
2. ประสิทธิภาพของขั้วลบเกือบ 100%
ข้อเสีย
1. ความเงาลด ถ้าชุบหนาจะเกิดตามด
2. น้ำยาชุบสกปรกง่าย เพราะไซยาไนด์จะละลายทองแดง และนิเกิล
Neutral Gold Plating ค่า pH 6 – 9
ข้อดี
1. ผิวเคลือบที่ได้สีเหมือนทองบริสุทธิ์
2. ประสิทธิภาพของขั้วลบเกือบ 100%
ข้อเสีย
1. ความเงาลด ถ้าชุบหนาจะเกิดตามด
2. น้ำยาชุบสกปรกง่าย เพราะไซยาไนด์จะ
องค์ประกอบในน้ำยาชุบทอง
- Gold Potassium Cyanide;KAu(CN)2 เกลือทอง ให้โลหะทอง
- Potassium Cyanide (KCN) ช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้า ช่วยทำให้สัดส่วน CN ต่อปริมาณทองคงที่ เหมาะสม
- Potassium Carbonate(K2CO3) ช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้า
- Dipotassium hydrogen phosphate(K2HPO4) เป็น Buffer ที่ดี โดยช่วยควบคุมค่าความเป็นกรด-ด่างให้คงที่ ไม่เปลี่ยนแปลง
- Potassium Hydroxide (KOH) ทำให้น้ำยาเงาละลายในน้ำยาชุบทองด่างแบบเงา(bright cyanide gold)
- Brightener จะเติมในน้ำยาชุบทองด่างแบบเงา
- อุณหภูมิ 50 - 70 oC
- ตัวล่อ (Anode) Gold/Stainless Steel/Platinize titanium
การเตรียมน้ำยาชุบทอง จากทองคำ
- ทองคำละลายได้ดีในกรดกัดทอง(Aqua regia)
- Aqua regia = 1 part of Nitric Acid(HNO3) + 3 parts of Hydrocloric Acid (HCl)
ปฏิกิริยาเคมีในน้ำยาชุบทอง
- KCN + AuCN --> KAu(CN)2 (เกลือทอง)
- เมื่อนำเกลือทองมาละลายน้ำจะเกิดปฏิกิริยา
KAu(CN)2 --> K+ + Au(CN)-2
Cathodic Reaction : Au(CN)-2 + e- --> Au + 2CN-
Anodic Reaction : Au + 2CN- --> Au(CN)2 + e-
- ปฏิกิริยาของแก๊สที่ electrode ขณะที่สารละลายซึ่งมีน้ำ แตกตัว จะเป็นดังสมการ
H2O --> OH- + H+
- Cathode : 2H- + 2e- --> H2 (gas)
- Anode : 2OH- --> 2H+ + O2 (gas) + 2e-
Gold Alloy Plating
1. Acid Gold Alloy Plating (การชุบทองแบบกรด)
- เติม alloy ผสมลงในทอง เพื่อเพิ่มความแข็งของผิวเคลือบ
- ใช้ในการชุบทองที่ต้องการความทนทาน เช่น ชุบตัวเรือนนาฬิกา สายนาฬิกา กรอบแว่นตา ไฟแช็ค เป็นต้น
- สีผิวเคลือบที่ได้ค่อนข้างอ่อน เนื่องจากเป็น gold alloy
- ตัวล่อ(Anode) >> platinize titanium (Pt + Ti)
2. Pink Gold Plating (การชุบนาก)
- Gold Alloy >> Au + Cu + Ni/Ag โดยมีทองแดงในปริมาณค่อนข้างสูง เพื่อทำให้ทองมีสีชมพู
- Electrolyte >> KAu(CN)2 + CuCN + Ni(CN)2.4H2O + KCN + K2HPO4
- Anode >> Stainless Steel
- ขั้นตอนการชุบนาก : ชุบทองแดง --> ชุบนิเกิล --> ชุบนาก
ปัญหาและการแก้ไขจากการชุบทอง
1. อาการ : ชุบแล้วสีซีดเกินไป
สาเหตุ : มีปริมาณ KCN หรือ NaCN ในน้ำยาชุบมากเกินไป
การแก้ไข : วิเคราะห์น้ำยาชุบ แล้วปรับค่า CN และปริมาณทองให้อยู่ในสัดส่วนที่เหมาะสม หากขาดทองให้เติม เกลือทอง [Gold potassium cyanide; KAu(CN2)]
2. อาการ : ชุบแล้วสีเข้มเกินไป
สาเหตุ : 1) High Temperature 2) High Current Density
การแก้ไข : 1) ลดอุณหภูมิลง โดยปล่อยให้น้ำยาชุบเย็น 2) ลดกระแสไฟฟ้าลง
3. อาการ : การเคลือบของทองช้ามาก และได้สีทองแกมแดง
สาเหตุ : 1) Low Temperature 2) ปริมาณทองน้อยเกินไป
การแก้ไข : 1) เพิ่มอุณหภูมิ 2) เติมปริมาณเกลือทอง