82. 귀금속도금-백금, 팔라듐 도금 외 기타 도금
1. 백금 도금 (Platinum plating)
백금은 원자 번호 78, 원자량 195.7, 비중 21.46, 융점 1773℃로 중백색 금속으로 매우 아름다운 색깔을 지니고 있어 장식용으로 널리 이용된다.
공업적인 용도로는 전자 기기, 우주 산업, 의료 기기 등에 이용 된다.
전극으로서는 티탄 및 탄탈 위에 백금 도금한 것이 전기 화학 공업 및 다른 방면에도 널리 이용되고 있다.
도금액 조성 및 작업 조건은 아래와 같다.
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질산암모늄 (g/ℓ)
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100
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질산나트륨 (g/ℓ)
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100
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백금 (g/ℓ)
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3
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수산화암모늄 (㎖/ℓ)
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55
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온도 (℃)
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97~100
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전류밀도 (A/dm²)
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3~10
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양극
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백금
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특히 두꺼운 도금을 가능하게 하기 위해서는 백금을 10g/ℓ 정도의 조성으로 하는 경우가 많다.
도금액은 물에 불용성이므로 디니트로(니트로기-NO2), 디아미노(디아미노기-NH2) 암모니아수에서 끓여서 가용성의 테트라아민아질산염으로 만든다.
전류효율이 낮으며 백금 10g/ℓ의 도금액에서 10분 정도 도금하면 두께가 1㎛ 정도 된다.
도금 온도가 높아 암모니아의 소모가 심하고, 도금액의 증발 속도가 빠르므로 암모니 희석수를 지속적으로 보충한다.
2. 팔라듐 도금 (Palladium plating)
팔라듐의 화학적 안정성은 다른 백금족 금속에 비해서 약간 떨어지고 지란에 일부 부식 되지만 가격은 백금족 금속 중에서 저렴한 편이다. 색깔은 흑색을 나타내고 경도는 높은 편이다.
과거에는 로듐 바탕도금 등에 이용 되었으나 팔라듐 단독의 전착물보다는 Pd-Ni 합금 도금으로서 널리 이용 되고 있다.
일반적으로 사용 되는 팔라듐염으로서는 디아민아질산팔라듐이 많고, 이 염은 물에 잘 용해 되지 않기 때문에 암모니아수(NH4OH)로서 용해하여 사용한다.
기타 전도염으로서 암모니아 또는 나트륨의 황산염, 질산염, 아질산염 등이 이용되고 있다.
이 계통의 도금액은 두께도 2~3㎛가 한계이며 이 이상이 되면 균열이 발생한다.
또, 백금도금과 마찬가지로 작업 중 암모니아가 심하게 증발 되기 때문에 필요할때마다 암모니아수를 물로 희석시켜 알맞게 보충 시키면서 도금을 하여야 한다.
3. 인듐 도금 (Indium plating)
인듐(In)은 원자번호 49, 원자량 114.82, 비중이 7.3으로서 귀금속 중 가장 가벼운 금속이다.
인듐은 내알칼리성이 극히 우수하므로 내마모성, 내알칼리성, 내식성용 공업 부품에 이용 되고 있다.
이의 융점은 156℃로 대단히 낮고 비점이 700℃ 정도이므로, 낮아서 다른 금속에 확산 침투가 잘된다.
ㆍ액 조성
인듐은 3가로 작용하며, 시안화욕에서 도금이 된다.
인듐도금액은 InCl3를 NH4OH나 NaOH로 용해시키고 D-글루코오스, 포도당 또는 소르비톨과 같은 사탕으로 안정화 시키고 있다. 이 시안욕은 균일전착성이 좋고 밀착성도 좋고 뽀얀 광택도 생긴다. 이 액은 처음에는 90% 전류효율이 되나, 시간에 따라서 50~75%까지 되므로 때때로 효율을 체크해야 한다.
4. 루테늄 도금 (Ruthenium plating)
원자번호 44, 원자량 101, 비중 12.45, 융점 2250℃이며, 현재까지 별로 사용 되지 않았으나, 높은 융점 때문에 어닐링 후의 경도가 귀금속 중 오스뮴 다음으로 커서, 공업적으로 서서히 증가 되고 있다.
즉 루테늄은 최근 연료전지의 전극촉매용 백금과의 합금으로 또한 접기접점, 백금 하드디스크 등에 이용 되고 있고, 프린트 기관의 단자도금 등에 일부 사용 되어 시판 되고 있다.
또한 로듐보다는 저렴하나, 도금층이 강하여 크랙이 생기기 쉽다. 도금층 자체는 백색이나 황화물이 들어가면 검은색으로 도금이 된다. 또한 장식품으로 고상한 검은 귀금속도금으로 사용 되거나, 리드 스위치의 배리어(Barrier)층으로 사용 되기도 한다.
루테늄 도금액은 pH를 낮게 사용하게 되므로 루테늄도금하기 전에 금이나 팔라듐 스트라이크를 할 필요가 있다.
자료 출처 :
세진사 [방식 및 표면처리]
문운당 [핵심 도금ㆍ표면처리]
교육부 [금속 표면 처리]