Złoto kojarzy się z czymś, co przetrwa wieki bez śladu zużycia. Dlatego pytanie czy złoto rdzewieje pada zwykle wtedy, gdy obrączka nagle ściemniała albo złocony styk w urządzeniu przestał przewodzić tak, jak powinien. Na co dzień zabezpieczamy metale przed korozją, również w elektronice, gdzie złocenia są standardem. Wyjaśniamy, co dzieje się z samym złotem, a co ze stopami i powłokami.
Mapa strony
Spis treści
Czy złoto rdzewieje? Krótka odpowiedź
Nie, złoto nie rdzewieje. Rdza to produkt korozji żelaza i jego stopów, a w złocie żelaza po prostu nie ma. Co ważniejsze, czyste złoto nie utlenia się na powietrzu, nawet przy wysokiej wilgotności i podwyższonej temperaturze. Dlatego sztabki i monety wysokiej próby po latach zwykle wyglądają tak samo jak w dniu, w którym opuściły mennicę.
Zmiany, które widzimy na złotych przedmiotach, prawie zawsze dotyczą innych metali obecnych w stopie albo pod powłoką. Biżuteria to w większości stopy złota z miedzią i srebrem, a złocenie na styku elektronicznym to cienka warstwa na podłożu z miedzi i niklu. To one reagują z otoczeniem.
Dlaczego złoto jest tak odporne na korozję
Złoto ma najwyższy potencjał elektrochemiczny spośród metali, dlatego uchodzi za najszlachetniejszy z nich. W praktyce oznacza to, że nie reaguje z tlenem, wodą ani z większością kwasów. Nie tworzy też warstwy tlenków, którą trzeba by było usuwać, jak w przypadku miedzi czy srebra.
Złoto nie jest jednak całkiem obojętne chemicznie. Rozpuszcza się w wodzie królewskiej, czyli mieszaninie stężonego kwasu solnego i azotowego. Atakują je też roztwory cyjanków w obecności tlenu, co wykorzystuje się w górnictwie przy odzyskiwaniu złota z rudy. Z rtęcią tworzy amalgamat. Żadna z tych sytuacji nie zdarza się jednak w zwykłym otoczeniu, w magazynie czy w urządzeniu.
Czy złoto 585 ciemnieje? Korozja stopów złota
W Polsce dopuszczone są próby złota 999, 960, 750, 585, 500, 375 i 333. Liczba oznacza zawartość złota w tysięcznych częściach masy, więc złoto próby 585 to stop, w którym czystego złota jest 58,5%. Resztę stanowią zwykle srebro i miedź, czasem cynk, a w białym złocie także pallad lub nikiel.
Te dodatki odpowiadają za ciemnienie. Miedź i srebro reagują ze związkami siarki obecnymi w powietrzu, w pocie i w kosmetykach, tworząc ciemne siarczki i tlenki na powierzchni. Im niższa próba, tym więcej metali nieszlachetnych w stopie i tym częściej pojawia się nalot.
| Próba | Zawartość złota | Skłonność do ciemnienia |
|---|---|---|
| 999 | 99,9% | praktycznie brak |
| 750 | 75% | niewielka |
| 585 | 58,5% | umiarkowana, zależy od składu stopu |
| 375 i 333 | 37,5% i 33,3% | wyraźna, nalot pojawia się szybciej |
W stopach o niskiej zawartości złota może też dochodzić do korozji selektywnej, czyli rozpuszczania mniej szlachetnych składników, a przy naprężeniach także do korozji naprężeniowej, zwłaszcza przy długim kontakcie z chlorkami. Dlatego przy biżuterii niskich prób zaleca się zdejmowanie jej do pracy z chemią i na basen.
Złocenia w przemyśle i elektronice: gdzie pojawia się korozja
W elektronice złoto stosuje się na stykach złączy, krawędziach płytek drukowanych i powierzchniach kontaktowych przekaźników. Ze względu na koszt warstwa złota jest bardzo cienka: od kilku setnych mikrometra przy złoceniu zanurzeniowym płytek do około 0,8–1,3 µm na złączach przeznaczonych do wielu cykli łączenia. Pod nią znajduje się warstwa niklu, a dalej podłoże z miedzi lub jej stopu.
Najczęstszy problem to korozja porowa. Cienka powłoka galwaniczna zawsze ma mikroskopijne pory. Jeśli por sięga miedzianego podłoża, miedź koroduje, a produkty korozji (głównie siarczki, ale też tlenki i chlorki miedzi) wychodzą przez por i pełzają po powierzchni złota. Na styku pojawiają się ciemne punkty, a rezystancja połączenia rośnie.
Przed tym zjawiskiem chroni podwarstwa niklu. Działa jak bariera dyfuzyjna dla miedzi, a na dnie porów pasywuje się i ogranicza wydostawanie się produktów korozji. Zwykle ma około 1,3–2,5 µm. Grubszy nikiel łatwiej pęka przy gięciu styków, dlatego w złączach rzadko przekracza kilka mikrometrów.
Drugim mechanizmem jest fretting, czyli mikroprzesunięcia w złączu wywołane drganiami lub zmianami temperatury. Ruch może przetrzeć cienkie złoto aż do niklu i wciągać produkty korozji w strefę kontaktu. Z podobnego powodu producenci złączy odradzają łączenie styku złoconego z cynowanym: cyna szybko pokrywa się tlenkami i przenosi się na złoto, a fretting na takiej parze daje niestabilną rezystancję.
Złoto a korozja galwaniczna
Samo złoto nie koroduje, ale może przyspieszać korozję metalu, z którym się styka. Gdy złocona część połączona jest z mniej szlachetnym metalem, a na styku pojawi się wilgoć z rozpuszczonymi solami, powstaje ogniwo. Złoto pełni w nim rolę katody, a rozpuszcza się metal mniej szlachetny, na przykład odsłonięta w porze miedź, nikiel czy stal.
Mechanizm ten szczegółowo opisujemy w artykule o korozji galwanicznej. W praktyce przy złoceniach trzeba patrzeć nie na samo złoto, ale na wszystkie metale w zespole i na wilgotność wokół nich.
Jak chronić złocone elementy i stopy złota
Przy biżuterii wystarczą proste zasady: przechowywanie w suchym miejscu, osobno od innych przedmiotów, czyszczenie letnią wodą z łagodnym detergentem i miękką szmatką. W przemyśle trzeba podejść do tematu szerzej, bo złocone podzespoły leżą tygodniami w magazynie albo jadą w kontenerze przez kilka stref klimatycznych.
- Kontrola wilgotności w opakowaniu, bo przy niskiej wilgotności korozja porowa i galwaniczna praktycznie zanika. Pomagają pochłaniacze wilgoci i wskaźniki wilgotności.
- Ochrona metali nieszlachetnych w zespole, czyli miedzi, niklu i stali, które mogą korodować w porach lub na krawędziach. Tę rolę pełnią lotne inhibitory korozji, na przykład emitery VCI w szafach i obudowach.
- Praca w rękawicach, bo pot zawiera chlorki i związki siarki, które zostawiają ślady korozji na stykach.
- Opakowania antystatyczne dla elektroniki wrażliwej na wyładowania, np. folia antystatyczna VCI.
Więcej o zabezpieczaniu sterowników, płytek i szaf sterowniczych piszemy w artykule o ochronie antykorozyjnej elektroniki przemysłowej.
Złoto na tle innych metali
| Metal | Czy rdzewieje | Co się dzieje z powierzchnią |
|---|---|---|
| Złoto (czyste) | Nie | Brak zmian w zwykłej atmosferze |
| Stopy złota | Nie | Ciemnienie przez siarczki miedzi i srebra |
| Srebro | Nie | Czarny nalot siarczku srebra |
| Miedź | Nie | Ciemnienie i zielona patyna |
| Aluminium | Nie | Biały nalot tlenków i wodorotlenków glinu, wżery przy chlorkach |
| Stal węglowa | Tak | Rdza, czyli uwodnione tlenki żelaza |
Złoto w obiegowych opiniach: co się zgadza, a co nie
Wokół złota narosło sporo obiegowych opinii. Część z nich ma ziarno prawdy, część nie ma z nią nic wspólnego.
| Co się mówi | Jak jest naprawdę |
|---|---|
| „Złoto nigdy nie zmienia koloru” | Czyste złoto rzeczywiście nie. Ale obrączka próby 333 czy 375 potrafi ściemnieć, bo połowę stopu albo więcej stanowią miedź i srebro. |
| „Zielony ślad na palcu to dowód podróbki” | Niekoniecznie. Ślad zostawia miedź reagująca z potem albo kremem, a miedź jest w każdym złocie użytkowym. Podróbkę rozpozna dopiero probierz. |
| „Złocony styk jest tak samo trwały jak sztabka” | Nie. Warstwa ma ułamek mikrometra i zawsze ma pory. O trwałości decyduje to, co leży pod złotem. |
| „Złoto nikomu nie szkodzi” | Samo nie koroduje, ale w parze ze stalą czy miedzią i przy wilgoci przyspiesza korozję tego drugiego metalu. |
Czy złoto rdzewieje w wodzie?
Nie. Czyste złoto nie reaguje z wodą, także słoną. W wodzie mogą natomiast reagować metale obecne w stopie, np. miedź w złocie niskich prób.
Czy złoto 585 może ściemnieć?
Tak, choć zdarza się to rzadziej niż przy niższych próbach. Ciemnieją zawarte w stopie miedź i srebro, a nalot zwykle da się usunąć delikatnym czyszczeniem.
Czy złoto reaguje z kwasem?
Z większością kwasów nie. Rozpuszcza się w wodzie królewskiej, czyli mieszaninie stężonego kwasu solnego i azotowego, oraz w roztworach cyjanków w obecności tlenu.
Jak przechowywać złocone podzespoły w magazynie?
W suchym, szczelnym opakowaniu, z kontrolą wilgotności i ochroną metali nieszlachetnych w zespole, np. emiterami VCI. Styki najlepiej chwytać tylko w rękawicach.
Chronisz złocone podzespoły? Pomożemy dobrać zabezpieczenie
Złocenia w elektronice i automatyce są tak trwałe, jak warunki, w których leżą. Doradcy Excor bezpłatnie pomogą dobrać emitery VCI, folie i pochłaniacze wilgoci do Twoich podzespołów, czasu składowania i trasy transportu. Wyślij zapytanie przez formularz B2B, a przygotujemy propozycję zabezpieczenia.
Przeczytaj także
Wybraliśmy powiązane artykuły, które rozwijają temat i pomagają lepiej zrozumieć praktyczne zastosowanie opisywanych rozwiązań.
Jak zabezpieczyć blachę przed korozją? Magazyn, cięcie, transport
Czytaj artykuł
Czy mosiądz rdzewieje? Jak koroduje mosiądz i jak go chronić
Czytaj artykuł
Jak zabezpieczyć śruby przed korozją i rdzą – od magazynu po montaż
Czytaj artykuł
