LES DEPOTS ELECTROLYTIQUES DE METAUX PRECIEUX M Cote , 11/2009

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES Généralités Les métaux nobles or Platine Argent osmium Iridium Palladium Rhodium Ruthénium Bains complexes  secret industriel  composition donnée limitée On distingue les métaux nobles et les métaux précieux Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES- DEFINITIONS Métaux nobles : appartiennent aux groupes IB et VIII de la classification périodiques (Ag, Au, Ru, Rh, Pd, Os Ir) peu fréquents dans la croûte terrestre grande résistance à l’oxydation et difficile à ioniser bon conducteur électrique Métaux précieux : Code générale des impôts, article 521  Ag, Au, Ru, Pt (Loi française) Les alliages doivent avoir un titre minimal (exprimé en millième en masse) ex : Au 750 ou 916 millième un métal pur  1000 millième correspond à 24 carats 18 carats  750 milllième Législation concernant les revêtements de métaux précieux ex plaqué or : Titre minimal : 500 millième Épaisseur minimal : 5 mm pour l’horlogerie, 3 mm pour autres Poinçon carré de responsabilité du fabricant Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES Caractéristiques des métaux nobles : les valeurs indiquées sont celles des métaux purs  souvent alliés Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES Utilisation des revêtements de métaux nobles Applications techniques : Ag : bon conducteur électrique  contacts électriques pour circuit de moyenne et haute tension. Basse tension problème  formation d’une couche de sulfure Au : bon conducteur électrique + inaltérabilité  contacts électriques connecteurs, circuits imprimés Pd : activité catalytique mais fortes variations du cours  peu attractifs Rh : grande dureté  préféré dans certains contacts Pt : coût élevé + qualité des dépôts médiocres  peu d’application Applications décoratives Leur inaltérabilité, leur couleur, leur caractère prestigieux  domaine décoratif (bijouterie, horlogerie, …) Utilisation souvent d’une couche de Pd ou Pt interposé entre métal noble et métal commun  éviter la diffusion à la surface du métal commum  oxydation Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES- ARGENTAGE Déposé sous forme d’argent pur Bain contiennent des additions minérales antimoine ou silicium  améliore la dureté (25 Hv de l’Ag pur) Bains utilisés : alcalins, à base de KAg(CN)2 K pour améliorer la conductivité  densité de courant plus élevée anodes solubles en argent cyanures libres favorise la dissolution des anodes et améliore la qualité des revêtements car grains plus fins + meilleur répartition Applications techniques Bonne conductivité  contacts électriques D’autres bains existent comme sans cyanures (exigences particulières environnement ou quantité des bains entraînées importantes On utilise du AgS203 à base de thiosulfate + complexants Pb : complexants parfois plus difficile à traiter que cyanures Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES- ARGENTAGE Applications décoratives : 2 options sont possibles : les bains mats ou les bains brillants. Les bains mats sont utilisés pour les objets qui resteront en l’état ou qui reçoivent de toute façon un avivage mécanique final. Les brillanteurs utilisés dans les bains brillants sont de cinq types : - sulfure de carbone et dérivés ; - composés organiques sulfurés (mercaptans, par exemple) ; - composés organiques minéraux (thiosulfate, thiocyanate, etc) ; - composés du sélénium ou du tellure ; - métaux des groupes IV et V (antimoine, bismuth, silicium, etc). Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES Protection de l’Ag : . L’argent est sujet au ternissement  la surface jaunit puis se colore en brun, en bleue puis en noir Ternissement = formation de sulfures et d’oxydes au contact de l’atmosphère Les composés soufrés dans l’air sont d’origine urbaine ou industrielle Plusieurs solutions pour éviter le noircissement de l’argent : - Passivation : traitement dans des solutions d’acide chromique ou un bichromate - Inhibiteurs : inhibiteurs de corrosion incorporés dans un plastique  utilisés pour la protection pendant le conditionnement ou stockage - Vernissage : couche de vernis incolore  barrière contre sulfuration - Revêtement métalliques : Palladiage, rhodiage mais pas dorage car l’Ag diffuse dans la couche d’or Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES- DORURE bains à base de d’aurocyanure de potassium KAu(CN)2 sa bonne résistance aux agents agressifs en font un revêtement idéal des contacts Deux types d’application : technique et décoratif Dorage technique usages nombreux pour les applications électriques et électroniques En raison du coût élevé du matériau déposé, les épaisseurs sont généralement faibles (0,1 à 2 µm) Les revêtements techniques sont en général constitués d’or pur Un élément durcissant en très faible teneur (cobalt, nickel, fer…) peut cependant être ajouté Dorage technique Les bains contiennent, en plus de l’aurocyanure, des sels conducteurs et des tampons (citrates, phosphates, acide phosphorique, …) bain neutre (type 1) est utilisé pour déposer de l’or pur pour les applications en microélectronique. faibles additions d’un métal de la triade du fer (type 2) qui donnent des dépôts brillants contenant entre 99,5 et 99,8 % d’or et qui ont une dureté de l’ordre de 130 à 160 HV Le bain de type 3 conduit à des dépôts plus alliés (90 à 95 % d’or) ayant une dureté se situant vers 200 à 270 HV. Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES- DORURE Dorage décoratif . La couche d’or déposée peut avoir un but purement décoratif (obtention d’une couleur jaune caractéristique) un but fonctionnel (protection contre la corrosion) ou une fonction mixte associant protection et décoration dépôt d’or pur n’est qu’exceptionnellement utilisé pour les applications décoratives  Les alliages les plus utilisés sont l’or-argent et l’or-cuivre-cadmium. Si e > à 2 ou 3 µm  utilise une première couche dite de « mise en épaisseur » qui constitue l’essentiel de la protection de l’objet. Elle est complétée par une couche de « mise en teinte » qui donne à l’ouvrage son aspect définitif. Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES- DORURE Dorage décoratif Bains cyanurés de mise en épaisseur Les dépôts or-argent et or-cuivre-cadmium permettent de réaliser des revêtements d’épaisseur supérieure à 200 µm qui peuvent alors être séparés de leur support. sur un objet en métal fusible (alliage d’étain) ou sur un métal facilement détruit de manière chimique (aluminium, cuivre…) autorise la fabrication aisée d’ouvrages en alliage d’or creux de forme complexe. Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES- DORURE Dorage décoratif Bains de mise en teinte Ces bains sont aussi bien adaptés au dépôt de couches minces de moins de 0,1 µm qu’à la finition en couleur d’un ouvrage plaqué or ayant déjà reçu une mise en épaisseur. Ils forment une couche de titre élevé (90 à 95 % d’or en général), dont la couleur est fixe et peu dépendante des conditions de dépôt. Cours : Les traitements de surface

LES DEPOTS DE METAUX NOBLES- DORURE Dorage décoratif Prédorage L’utilisation d’un prédorage est indispensable à l’adhérence lorsque l’on revêt des métaux passifs comme l’acier inoxydable. Un bain très acide a été spécialement développé pour cet usage. Il évite le recours au nickel dont la pratique est délicate et parfois impossible (gammes sans nickel). Cours : Les traitements de surface