Background Image

La galvanica dei preziosi


La galvanica dei preziosi


G. Gajo, M. Gajo

Elsy Research s.n.c., V. Mons. Zoppas, 20 - 31020 Scomigo di Conegliano (Treviso). 


Molti rivestimenti metallici su superfici metalliche sono fatti a scopo puramente ornamentale e quindi devono possedere particolari doti di aspetto. Tali rivestimenti devono avere anche proprietà caratteristiche di resistenza all'usura e alla corrosione, nonché devono conferire protezione efficace al metallo-base.

Queste condizioni sono generalmente ottenute grazie all'elettrodeposizione dei metalli cosiddetti “nobili”. I metalli nobili più comunemente usati nell'industria galvanica sono: rodio, rutenio, platino, palladio, oro, argento.


1. Rodio

Il rodio è un metallo di notevole durezza (circa 1000 Vickers), ed è caratterizzato da elevato grado di resistenza alla corrosione, nonché da elevata conduttività elettrica.

Il bagno di rodiatura, generalmente a base di solfato o fosfato, produce un deposito bianco e brillante. Le proprietà chimiche di sottili strati di rodio depositato lo rendono prezioso come mezzo di protezione, specialmente unito a sottostrati di altri metalli pregiati, scelti a seconda delle circostanze, in genere nichel, oro, argento. Grazie al suo aspetto molto brillante, la rodiatura viene sfruttata anche per migliorare la presentazione di gioielleria in argento, oro, e perfino platino. Il colore leggermente azzurro delle rodiature fa risaltare maggiormente montature di brillanti, anche leggermente giallognole e di minor pregio. La gioielleria in argento, se rodiata, perde il suo difetto principale, cioè la possibilità di offuscarsi in seguito ad ossidazione o solfurazione superficiale. Per queste applicazioni, dove non entra in gioco un'azione corrosiva, bastano strati sottilissimi di rodio, anche di 0.04 micron, che richiedono circa un decimo di milligrammo di metallo per centimetro quadrato.

Nel campo di applicazioni decorative, il rodio non trova rivali nel conferimento di finitura lucida, bianca e resistente alla corrosione tanto su oggetti d'argento che argentati. Purché la superficie iniziale sia lucida, anche il deposito di rodio è lucido. Sottili depositi di rodio sono impiegati anche per rendere resistenti all'imbrunimento articoli di gioielleria poco costosi e particolarmente accessori fatti di argento (od argentati) o guarniti di zirconi, marcassiti, ecc. La finitura di rodio assicura a tali articoli la conservazione della bianchezza e della brillantezza, non soltanto durante l'esposizione per la vendita, ma anche durante il successivo impiego da parte dell'acquirente.

Il rodio trova pure applicazione quale finitura di gioielli in metallo bianco, cioè di articoli in oro bianco, platino e palladio, allo scopo di migliorarne il colore e dare finezza agli articoli ed alle incastonature delle pietre. In questo caso non si presenta il problema dell'imbrunimento ed è sufficiente un deposito di rodio assai sottile per impartire all'articolo la bianchezza caratteristica del rodio. 

Naturalmente strati di rodio molto sottili (decimi di micron) non garantiscono una sufficiente protezione dall'usura.

La resistenza all'usura è funzione del tipo di bagno adoperato, degli spessori del deposito e della natura del substrato metallico. Il rodio ha il vantaggio di produrre depositi brillanti anche a spessori tali da garantire un'adeguata protezione dall'usura nel campo decorativo (3 micron).


Vantaggi

Il rodio è molto apprezzato grazie al suo ineguagliabile colore bianco, molto brillante, e alla sua elevata resistenza alla corrosione anche a spessori minimi.


Svantaggi

Il maggiore inconveniente nell'utilizzo del bagno di rodiatura è certamente il costo: in marzo 2000 il metallo fino è stato valutato intorno alle 180.000 £ al grammo, mentre quello “trasformato” (solfato) intorno alle 200.000 £. Se si pensa che un bagno di rodiatura può contenere da 2 a 10 g/l di rodio, ci si può facilmente rendere conto dell'investimento a cui si deve far fronte.

Inoltre il bagno di rodiatura è molto sensibile a impurezze (decimi di grammi/litro). Inquinanti più comuni sono: rame, nichel, argento, stagno, zinco, e acidi minerali diversi da quello del bagno.

Inoltre, come per tutti i bagni molto acidi, la reazione competitiva di scarica dell'idrogeno ha come conseguenza una bassa efficienza del bagno: di conseguenza la velocità di deposizione è piuttosto bassa. Inoltre la scarica dell'idrogeno genera tensioni indesiderate e cattiva distribuzione del deposito. 


2. Rutenio

Il rutenio è attualmente il meno costoso tra i metalli del gruppo del platino, avendo un costo di circa 3000 £/g contro le  50.000 £/g circa del palladio e le 33.000 £/g del platino (valutazioni di marzo 2000). I depositi di rutenio presentano la durezza più alta tra tutti i metalli preziosi elettrodeposti (oltre 1000 HV).

Strati elettrodeposti di rutenio e sue leghe possono essere utilizzati in alternativa o in lega con metalli più costosi, come indio, platino e palladio, per la creazione di strati barriera nella elettrodeposizione decorativa con finitura in oro, per limitare gli effetti diffusivi di metalli sottostanti (alpacca, acciaio inox, ecc.), per la creazione di strati di finitura e strati decorativi (ad esempio rivestimenti colorati mediante ossidazione controllata, con laser o con trattamenti anodici), per la costituzione di superfici catalitiche.

In particolare inoltre è stato anche studiato l'utilizzo come strato barriera e di finitura di nichel, il cui uso è stato severamente regolamentato, a livello di normative europee, a causa dei fenomeni di sensibilizzazione allergica, che esso genera a contatto con la pelle.

Il bagno di rutenio, solitamente a base di solfato, produce un deposito scuro brillante; nel settore decorativo, il bagno di rutenio viene utilizzato grazie al suo caratteristico colore scuro e alla durezza che lo rende adatto come mezzo protettivo. 

A causa di elevate tensioni interne causate dalla reazione competitiva di scarica dell'idrogeno, però, il deposito tende a “criccare” al di sopra di 2-3 micron di spessore. Rivestimenti di 1-2 micron presentano comunque una resistenza all'usura analoga a quella del rodio.

È particolarmente indicato per trattamenti galvanici Bi- e Tri-colore e per elettrodeposizione sia a telaio che a rotobarile. 


Vantaggi

Il rutenio, pur essendo un metallo nobile, con caratteristiche chimico-fisiche (durezza, resistenza alla corrosione) simili al rodio, è caratterizzato da un prezzo piuttosto basso: a gennaio 2000 il metallo fino era valutato intorno alle 3000 £ al grammo (20 volte meno del rodio).

Inoltre rappresenta, al giorno d'oggi, l'unica alternativa al cromo e a prodotti contenenti nichel per realizzare elettroliticamente un deposito scuro. 


Svantaggi

A causa del prezzo elevato e alla più difficile gestibilità del bagno rispetto ad altri  in grado di produrre deposito nero (oro nero, nichel nero), il rutenio è stato poco utilizzato, finora, nel settore decorativo. Ma, grazie alla recente normativa emessa dalla Comunità Europea, che impone severi limiti sulla cessione di nichel da oggetti che sono destinati a venire continuamente a contatto con la pelle, è facile prevedere in futuro una forte rivalutazione di questo metallo in applicazioni decorative. 

A parte questo, l'utilizzo del bagno di rutenio comporta sostanzialmente due soli vincoli: necessita di un deposito di aggancio d'oro (da 0.1 a 1.0 m), e di un continuo controllo e regolazione del pH che tende ad aumentare durante il lavoro (pH ottimale in genere: 1.0-2.0).


3. Platino

Il platino si fa raccomandare per le sue proprietà di resistenza agli agenti chimici, oltre che per il suo carattere di metallo prezioso. Esso è usato per apparecchi scientifici, in elettronica e in gioielleria.

Il platino è un metallo piuttosto tenero, grigio-lucente, che si conserva facilmente come tale.

L'elettrodeposizione del platino è in concorrenza, come tecnica industriale, con quella del rodio. Il rodio sembrava offrire tutte le eccellenti caratteristiche del platino (durezza, resistenza all'attrito, inerzia chimica ed elettrochimica, ecc.), con il vantaggio di essere elettrodepositato da bagni senza inconvenienti di sorta, come invece capitava ai bagni al fosfato e all'acido cloroplatinico per il platino. Questa situazione non giovò certo allo sviluppo della platinatura, finché il miglioramento dei bagni esistenti per questo metallo e all'introduzione di nuovi tipi di elettroliti non misero in luce le qualità per molti versi superiori agli altri metalli del suo gruppo (iridio, osmio, palladio, rodio, rutenio). Inoltre la deposizione elettrolitica del platino su titanio ha consentito di realizzare un materiale particolarmente adatto come elettrodo (anodo) nella deposizione di metalli nobili.

Anche fra i rivestimenti decorativi che dai bagni moderni si riesce ad ottenere  in forma lucida e splendente come l'argento, il platino ha trovato il suo posto: 

rivestimenti di soli 0.15 micron di platino elettrodepositato in modo compatto e non poroso sono sufficienti a proteggere l'argento dall'annerimento superficiale.


Vantaggi

Come mezzo protettivo, il platino ha il vantaggio di essere piuttosto inerte verso molti agenti chimici. Inoltre l'utilizzo del bagno di platinatura comporta costi sicuramente più accessibili rispetto a quello di rodiatura. 


Svantaggi

L'effetto decorativo sicuramente non è paragonabile né a quello del rodio che a quello del palladio, i cui depositi presentano un aspetto molto più bianco e lucente; inoltre la durezza del platino è notevolmente inferiore a quella del rodio (400-450 Vickers).


4. Palladio

Il bagno di palladiatura produce depositi caratterizzati da una buona durezza (circa 300 HV) e da un'ottima conduttività elettrica. Nel settore decorativo il palladio è 

stato a lungo utilizzato grazie al suo caratteristico aspetto molto bianco e brillante, simile a quello dell'argento, e alla buona resistenza che il palladio presenta nei confronti sia della corrosione che dell'abrasione. 

L'utilizzo più comune è quello di effettuare strati “flash” (minori di 0.1 micron) su depositi di argento, nichel e rame per  proteggere gli strati sottostanti e conferire all'oggetto il suo caratteristico aspetto bianco lucente.


Vantaggi 

Il deposito di palladio è l'unico che, come aspetto, si avvicina a quello del rodio, con il vantaggio di essere molto più economico (valutazione di marzo 2000: circa 50.000 £ al grammo contro le oltre 180.000 del rodio). Bisogna comunque tener presente che tale prezzo è comunque molto elevato (quasi il doppio di quello dell'oro!) e che uno 

strato di palladio non può offrire le caratteristiche di durezza e resistenza all'abrasione rispetto a uno di rodio. 


Svantaggi 

Numerose sono le problematiche legate all'utilizzo di un bagno di palladiatura.

Innanzitutto i bagni al palladio puro sono molto sensibili all'inquinamento di molte sostanze, anche in piccole quantità. In particolar modo il rame rappresenta un problema, soprattutto se si vuole palladiare direttamente su leghe a base di rame: l'inquinamento può derivare sia da parziale dissoluzione, nel bagno di palladiatura, di un oggetto contenente rame, sia da trascinamenti provenienti da un bagno di ramatura. Anche trascinamenti di residui provenienti dalla sgrassatura  possono pregiudicare la vita del bagno. 

Inoltre il deposito di palladio è molto poroso, per cui non rappresenta, da solo, una garanzia contro la diffusione dei sottostrati (in particolar modo del rame). In certi casi, quindi, sarebbe necessario realizzare strati di un certo spessore di palladio (e il processo comincerebbe a diventare piuttosto costoso), oppure effettuare un deposito 

sottostante capace di formare uno “strato barriera”, cioè di impedire che il sottostrato possa migrare in superficie, conferendo all'oggetto un aspetto sgradevole. Esistono, comunque, bagni a base di palladio in grado di produrre depositi meno porosi (Pd-Zn, Pd-Co, Pd-Ag), che possono funzionare come “strato-barriera”. Generalmente, però, questi producono depositi meno bianchi rispetto a quelli prodotti da un palladio puro.

Una nota particolare merita il bagno di palladio-nichel 95/05, che produce un deposito, al 95% di palladio, poco poroso e quindi in grado di bloccare la diffusione di strati sottostanti. Inoltre, a seconda della concentrazione del palladio in soluzione, è possibile realizzare anche alcuni micron di deposito poco tensionato e con un aspetto migliore (più bianco) di quello ottenibile da un bagno di palladiatura tradizionale. Nonostante la recente normativa europea, che limita la cessione di nichel  da oggetti che sono destinati a venire ripetutamente a contatto con la pelle (occhiali, braccialetti, anelli, fibbie, ecc.), la presenza di nichel nel bagno di palladio-nichel 95/05 non rappresenta un problema in quanto, come risulta da recenti studi effettuati con la collaborazione dell'Università di Venezia, il rilascio di nichel da questa lega è ben al di sotto (circa 10 volte) dei limiti consentiti dalla legge (0.5 mg/cm2 per settimana). Infine, l'utilizzo di questo metallo nobile recentemente è diventato problematico a causa del rapido incremento del prezzo che ha subito nel corso degli ultimi anni (nel giro di poco più di un anno il prezzo è quadruplicato). 


5. ALTERNATIVA AI METALLI PREZIOSI - PROCESSI NICHEL-FREE

L'improvviso e rapido innalzamento dei prezzi dei metalli preziosi rappresenta, attualmente, il più grande problema per le galvaniche che lavorano nel settore decorativo. A questo si devono aggiungere altre due problematiche: la sempre più crescente invasione sul mercato di prodotti, a prezzo altamente concorrenziale, provenienti dal lontano Oriente (Cina, Hong Kong), e la recente messa al bando, da parte della Comunità Europea, di oggettistica il cui rilascio di nichel è superiore a 0,5 mg/cm2 settimana. 

In particolar modo la necessità di trovare un'alternativa al nichel ha creato non pochi scompensi alle aziende galvaniche, in quanto non si trova un metallo che, come il nichel, sia in grado di produrre depositi di grande brillantezza e notevole capacità di livellamento ad un prezzo così basso. L'alternativa al nichel potrebbe essere rappresentata da processi in cui si utilizzano metalli preziosi, ma, come abbiamo visto, il loro prezzo attuale è quasi proibitivo, dando largo spazio al mercato orientale, dove il costo della manodopera non è neppure paragonabile a quello europeo.


Si tratta quindi di trovare un processo in grado di realizzare un deposito elettrochimico che soddisfi le seguenti esigenze:

• Deve essere esente da nichel
• Deve possedere gli stessi requisiti di quelli forniti da un deposito di nichel (brillantezza e capacità di livellamento)
• Abbia un prezzo molto inferiore rispetto a quello attuale dei metalli nobili

La soluzione è stata trovata grazie al deposito di BRONZO BIANCO, una lega quaternaria di rame-zinco-stagno-piombo, in grado di produrre depositi sia di colore giallo-oro sia di colore bianco brillante come il palladio. 


I dettagli tecnici sul BRONZO BIANCO (caratteristiche generali, tests di corrosione, ecc.) e informazioni relative alla normativa europea sul rilascio di nichel si possono trovare tra gli Allegati.


Di seguito vengono brevemente riepilogati i principali vantaggi e svantaggi del bagno di bronzatura.


Vantaggi

 •  Aspetto identico a quello di un deposito di palladio con un costo per oggetto notevolmente inferiore (oltre 10 volte).
•  Capacità di formare uno strato barriera, e quindi di bloccare la diffusione dei depositi sottostanti.

•  Scarsa propensione all'inquinamento.

•  Ottima resistenza alla corrosione.

•  Grande versatilità (possibilità di realizzare due colori solamente variando la corrente) e facilità di utilizzo.

    

Svantaggi

Contiene 25-30 g/l di cianuro libero; questo può rappresentare un problema per chi ancora non ha ottenuto le opportune autorizzazioni per l'acquisto di cianuri.


Nonostante sia notevolmente economico rispetto ai metalli nobili, bisogna tener presente che il bronzo comporta un'incidenza di costo per oggetto di circa il doppio rispetto al nichel.

Nonostante sia caratterizzato da notevole resistenza alla corrosione, bisogna rendersi conto che il deposito di bronzo bianco non può presentare, come d'altronde il nichel, le stesse caratteristiche di durezza e resistenza all'abrasione proprie di un metallo nobile.


6. Oro

Da secoli l'oro è simbolo di ricchezza e prestigio. Qualunque oggetto, ricoperto anche parzialmente da questo metallo, assume un aspetto più prezioso. Grazie anche alle sue notevoli qualità di resistenza alla corrosione e ossidazione, oltre al suo pregevole aspetto, l'oro, da solo o in lega con altri metalli, viene largamente utilizzato per applicazioni decorative. Le più correnti sono: materiale per orologeria (casse di orologi, bracciali per orologi, quadranti), gioielleria (bracciali, anelli, pendenti), penne, finiture per bagni e rubinetterie, accendini, accessori per borse e valigie (maniglie, fibbie).


Titolo e caratura

La quantità d'oro presente in una lega può venire espressa mediante due grandezze: il titolo e la caratura. Il titolo esprime la percentuale d'oro in millesimi, la caratura indica in ventiquattresimi la proporzione in cui il metallo è presente. 

Il rapporto tra caratura e titolo è bene evidenziato nella tabella seguente, dove sono riportate le carature più comunemente realizzate nell'industria galvanica:



Caratura Titolo in oro
8 333
9 375
14 585
16 666
18 750
22 917
24 1000


Rapporto tra caratura e titolo


In pratica, ogni carato corrisponde  a 41,6/1000 d'oro in lega.


L'industria galvanica dell'oro 

L'industria galvanica ha sviluppato numerosi processi per ottenere colorazioni di oro identiche alla maggior parte dei colori ottenuti con leghe metallurgiche.

Innanzitutto bisogna fare una distinzione tra doratura e placcatura: per doratura si intende il processo che consente di ottenere un particolare tipo di colore, e consiste nell'applicazione di un sottilissimo strato (0.025 micron), detto “flash”, ottenuto mediante un'immersione elettrochimica di pochi secondi. Tale deposito non è però in grado di garantire, da solo, un'adeguata resistenza all'usura. Per questo motivo, prima della doratura, spesso si esegue una “placcatura”, che generalmente consiste in uno strato dello spessore di almeno 1 micron, atto a proteggere da usura e corrosione il substrato. Nulla vieta di poter mantenere lo strato di placcatura “a finire”, cioè senza nessun riporto galvanico ulteriore, se il colore della placcatura coincide con quello desiderato dal cliente. 


I colori dell'oro

È possibile distinguere ad occhio nudo circa 600 sfumature e tinte di oro. Una descrizione del colore di una lega d'oro è in genere difficile ed ha senso solo se riferita ad una serie campione presa come termine di paragone. A questo proposito l'organizzazione svizzera “Normes Industrielles de l'Horlogerie Suisse” stabilì, nel 1966, una serie di leghe d'oro 18 carati di composizione standard, contrassegnate dalle sigle di codice 2N, 3N, 4N, 5N. La composizione delle quattro leghe viene riportata nella seguente tabella:


ColoreOroRameArgento
2N 750/1000 90/1000 160/1000
3N 750/1000 125/1000 125/1000
4N 750/1000 160/1000 90/1000
5N 750/1000 205/1000 45/1000


Composizione, secondo la “Normes Industrielles de l'Horlogerie Suisse”, delle leghe d'oro che identificano le colorazioni standard 18 K.


Successivamente anche l'industria orafa francese ha adottato questi standard e, con qualche modifica, anche quella tedesca.

La durezza varia a seconda del tipo di lega, come evidenziato dalla seguente tabella:


Lega Durezza (HV)
24 K 60
22 K (32 Ag, 51 Cu) 80
18 K (2N) 135
18 K (4N) 200
18 K (5N) 270


Valori relativi alla durezza di alcune leghe d'oro


I bagni galvanici di oro sono distinguibili in 4 categorie:


•  Alcalini al cianuro

•  Neutri al cianuro

•  Acidi al cianuro

•  Esenti da cianuro



Bagni alcalini al cianuro

Consentono la deposizione di leghe con la più ampia gamma di colori e sono basati su cianuri potassici di Au(I) e Au(III). Possono venire impiegati per flash, depositi sottili, depositi spessi per accessori da bagno, casse da orologio e accendini.

Additivi coloranti tipici sono riportati nella seguente tabella:


MetalliColori
Ag Dal GIALLO al VERDE al BIANCO
Ag + Pb “ANTICO”
Bi Dal GIALLO al VIOLA
Cd Dal VERDE al BIANCO
Cd Dal GIALLO al VERDE
Cd + Ag VERDE
Cd + Pb “VERDE ANTICO”
Co Dal GIALLO all'ARANCIONE
Cu Dal ROSA al ROSSO
Cu + Ni + Ag GIALLO
In + Ag BLU CIELO
Ni Dal GIALLO al BIANCO
Ni + Cu ROSSO
Ni + Cu + Pd BRONZATO
Ni + Cu + Zn ROSA BRILLANTE
Pd GIALLO
Sn o Zn Dal VERDE al BIANCO


Additivi coloranti tipici per bagni d'oro alcalini al cianuro



Bagni neutri al cianuro

Questi bagni sono stati sviluppati alla metà degli anni '50 per depositi a bassa caratura.

Coloranti tipici: Ag per colorazione verde, Ag + Cu per colorazione rosa e Cu per colorazione rossa.

Generalmente questi bagni sono poco utilizzati a causa della difficoltà riscontrata nella loro conduzione (in particolare, è necessario monitorare e correggere continuamente il valore di pH).



Bagni acidi al cianuro

I bagni acidi sono stati sviluppati principalmente per l'industria elettronica nei tardi anni '50, soprattutto per fare fronte a problemi di adesione tra il substrato di Cu ed il deposito di Au, di usura e di attacco dei componenti in lavorazione da parte dell'ambiente di cianuri ad alta temperatura. La scoperta fondamentale su cui si è basato lo sviluppo di questi bagni è stata quella della stabilità in ambiente acido dei complessi di Au(I) fino a pH 3.

Attualmente sono disponibili bagni di Au acido in oltre 15 colorazioni. Gli impieghi decorativi fondamentali di queste soluzioni sono:


come prestrati per promuovere l'adesione al Nichel prima della deposizione di strati spessi a bassa caratura

come strati finali colorati ed antiusura.

Bagni esenti da cianuro

I bagni esenti da cianuri consentono di ottenere depositi di una vasta gamma di colori (compresi rosa tenue e carico) in strati sottili e spessi duttili con ottimi potere penetrante e brillantezza. Tali bagni sono basati su sistemi contenenti solfito, tiocianati, ioduri, tiosolfati e tioacidi organici; di questi sistemi l'unico ad avere avuto applicazione industriale (dalla metà degli anni '60) è stato quello al solfito (attualmente impiegato per leghe da 12 a 24 K).

Additivi coloranti tipici sono riportati di seguito:


MetalliColori
Ag, Zn VERDE
Cd GIALLO
Co, In Dal GIALLO al ROSA
Cu Dal ROSA al ROSSO
Ni Dal GIALLO al BIANCO
Pd Dal GIALLO al GRIGIO


Additivi coloranti tipici per bagni d'oro esenti da cianuro


7. Argento

L'argentatura galvanica è soprattutto utilizzata a scopi decorativi. L'argentatura si conduce a mezzo di bagni a reazione alcalina contenenti cianuro complesso di argento e potassio o sodio, cianuro libero di potassio o sodio e carbonato di potassio o sodio.

La maggior parte dei bagni per argentatura contengono 20-25 g/l di argento in forma di cianuro complesso alcalino e oltre 140 g/l di cianuro libero. Un eccesso troppo grande in cianuro libero è dannoso, perché l'argento si dissolve già all'anodo anche senza passaggio di corrente. Inoltre il deposito risulterebbe poco aderente. 

Il carbonato di potassio aumenta la conducibilità e il potere penetrante, ma fa diminuire la durezza del deposito. Il contenuto in carbonato può comunque salire fino a 100 g/l; per un tenore maggiore il rivestimento risulta grigio e opaco.

Di seguito vengono riportate le caratteristiche del deposito d'argento e le condizioni operative dei bagni più comuni:


CARATTERISTICHE DEL DEPOSITO

TITOLO: 99,99%

DUREZZA: 110 HV

PESO SPECIFICO: 10,5 g/cm³

1 µ/dm² = 105 mg



COSTITUZIONE

ARGENTO METALLO 20-30 g/l

CIANURO LIBERO oltre 140 g/l

SALI CONDUTTORI 30-50 g/l



CONDIZIONI OPERATIVE

ANODI: Argento elettrolitico purissimo (99,97%)

TEMPERATURA: 25° - 38°C 

DENSITA' DI CORRENTE: 0,3 - 2,5 A/dm²

VOLTAGGIO: 0,5 - 1,2 Volts

RAPPORTO ANODO-CATODO: 1 : 1 o più

RENDIMENTO: 65 mg/A/min (97%)

VELOCITA' DI DEPOSIZIONE: 1 µ /min. ad 1,6 A/dm²


Le caratteristiche dei rivestimenti (durezza, spessore, colore, grana cristallina, ecc.) sono in stretta funzione della composizione del bagno, della temperatura e delle condizioni elettriche.

I depositi di argento di regola si presentano lattei-vellutati.


I bagni di argentatura si possono suddividere nei seguenti gruppi, in base allo scopo cui sono destinati:



•  Bagni di pre-argentatura

•  Bagni di argentatura

•  Bagni di elettroformatura argento


I bagni di pre-argentatura,  il cui contenuto di argento è basso (1-2 g/l) rispetto al contenuto in cianuro libero (oltre 100 g/l), vengono utilizzati per effettuare una deposizione di argento preliminare, in grado di favorire la deposizione del successivo strato di argentatura vera e propria. Questo avviene grazie al di cianuro libero che, essendo presente in grande quantità rispetto all'argento, “aggredisce” il metallo di base favorendo l'adesione dell'argento. Inoltre il bagno di pre-argentatura preserva il bagno di argentatura da eventuali inquinamenti provenienti da fasi precedenti del ciclo galvanico.

Alla pre-argentatura segue la vera e propria argentatura, che consente di effettuare rivestimenti lucidi fino a circa 30 micron, o l'elettroformatura argento, in grado di eseguire depositi brillanti fino a 500 micron per la realizzazione di oggetti cavi.


Vantaggi

L'argentatura produce depositi molto bianchi e brillanti, anche a elevato spessore, con dei costi molto bassi se confrontati con quelli di altri metalli preziosi (valutazione di marzo 2000: costo dell'argento = 340 £/grammo circa).


Svantaggi

Innanzitutto bisogna tener presente che i tradizionali bagni di argentatura contengono un'enorme quantità di cianuro libero (oltre 140 g/l).

Inoltre i depositi di argento tendono a ossidarsi molto facilmente in atmosfera dove è presente idrogeno solforato (solforazione dell'argento). Per ovviare a questo inconveniente si rende necessario, al termine dell'elettrodeposizione, un trattamento di “passivazione dell'argento”, mediante immersione di qualche minuto in soluzioni atte allo scopo, o una verniciatura protettiva.



8. Analisi dei costi


Per valutare se l'utilizzo di un metallo o lega può essere economicamente vantaggioso rispetto ad un altro, bisogna innanzitutto considerare la densità del deposito.

Di seguito vengono riportati i valori di densità dei depositi finora trattati. Per comodità, vengono riassunti anche i massimi valori di durezza di metalli preziosi elettrodeposti in relazione al numero atomico:


Numero Atomico Metallo elettrodeposto Densità (g/cm3) Durezza (HV)
44 Rutenio 12.2 1300
45 Rodio 12.4 1000
46 Palladio 11.5 400
47 Argento 10.5 60
78 Platino 21.4 500
79 Oro 19.3 60
- Bronzo (lega Cu-Zn-Sn) 8.0 - 8.5 500
28 Nichel 8.90



Quindi, ad esempio, 1 micron di platino pesa circa il doppio di un micron di argento;

se ipotizziamo che il costo dei due metalli sia il seguente:

argento £ 350 al grammo

platino £ 35000 al grammo


si può calcolare il costo di 1 micron di questi due metalli su una superficie di un cm2:

densità = grammi/cm3        

1 m = 10-4 cm, quindi, in questo specifico caso:

densità = grammi/cm2·10-4cm        

da cui densità = 104 grammi/cm3       


Quindi, 1 m di argento per cm2 di superficie pesa: 

grammi = 10.5·10-4·cm3 = 0.0105 grammi 

Il costo di un micron di argento per cm2 è: 0.0105·350 = 3.675 £/m; 

per un occhiale di 0.3 dm2 di superficie il costo al micron è: 11 £/m 

Facendo un conto analogo, il costo di 1 micron di platino su una superficie di 1 cm2 è: 74.9 £/m; 

per un occhiale di 0.3 dm2 di superficie il costo al micron è: 224.7 £/m 

Per il palladio, pur considerando un costo superiore al platino (50000 £/g), seguendo lo stesso ragionamento troviamo che il costo di 1 micron di platino su una superficie di 1 cm2 è: 57.5 £; per un occhiale di 0.3 dm2 di superficie il costo al micron è: 172.5 £/m; così, sebbene il costo al grammo sia superiore a quello del platino, il palladio comporta un costo per oggetto inferiore a quello del platino.


In realtà, bisogna poi considerare tutta una serie di costi che non sono legati direttamente al costo del metallo in sé, ma che fanno parte del processo galvanico:


•  Tempo di immersione degli oggetti nel bagno

•  Numero di oggetti immersi per ciclo (che è funzione del volume del bagno)

•  Temperatura di lavoro del bagno

•  Densità di corrente di lavoro del bagno

•  Replenishers ed eventuali brillantanti, antipuntinanti, soluzioni correttrici varie

•  Costo di smaltimento del bagno

•  

Costo del personale


Riferimenti bibliografici

Introduzione ai dati sulle leghe d'oro - Pärn Taimsalu (Gold Technology n. 1, 1990)
Trattato di galvanotecnica Vol. 1 - Eugenio Bertorelle, Ed. Hoepli, 1974
Strati ECD di oro colorato - Benedetto Bozzini (Galvano tecnica e nuove finiture, 1993, n.4)
Elettrodeposizione di rutenio e leghe - G: Bassi, G: Bollini, V. Cocucci, P.L. Cavallotti (Galvano tecnica e nuove finiture, 1995, n.3)
Protezione del rame tramite coatings di Pd-Ni o bronzo e tecniche di ion beam mixing - M. Gajo, G. Moretti (Tesi di Laurea, 1998, Università di Venezia)