60-80 ডিগ্রীতে গরম ঘনীভূত গোল্ড ক্লোরাইড (AuCl₃) সলিউশন কীভাবে গোল্ড প্লেটিং এবং ন্যানো পার্টিকেল সিন্থেসিস হিটারের জন্য ক্রিটিক্যাল কোয়ার্টজ শিথ ওয়াল থিকনেস পরিবর্তন করে?

গরম সোনা-ক্লোরাইড সমাধান থেকে নোবেল ধাতু জমার সমস্যা

গোল্ড ক্লোরাইড (AuCl₃) এবং এর হাইড্রেটেড কাউন্টারপার্ট ক্লোরোরিক অ্যাসিড (HAuCl₄) হল সোনার ইলেক্ট্রোপ্লেটিং, ইলেক্ট্রোলেস সোনা জমা এবং সোনার ন্যানো পার্টিকেল উত্পাদনের জন্য ব্যবহৃত প্রচলিত অগ্রদূত। স্বর্ণ ধাতু হিসাবে সাধারণ শিল্প ঘনত্ব 5-20 g/L। কলাই স্নান এবং সংশ্লেষণ চুল্লি জন্য অপারেটিং তাপমাত্রা 60-80 ডিগ্রী। HCl এর হাইড্রোলাইসিসের কারণে দ্রবণগুলি খুব অম্লীয় (pH 1-2): HAuCl4 + H2O → AuCl3(OH)− + H3O+. ফিউজড সিলিকা শক্তিশালী রাসায়নিক প্রতিরোধ দেখায় এবং মূল্যবান ধাতব স্নানকে দূষিত করে না এবং তাই প্রায়শই সোনার দ্রবণে ব্যবহৃত হয়। অন্যদিকে, গোল্ড ক্লোরাইড একটি দ্বিগুণ বাধা প্রদান করে, যথা মুক্ত HCl দ্বারা মাঝারি অ্যাসিড ক্ষয় এবং আরও গুরুত্বপূর্ণ, কোয়ার্টজ পৃষ্ঠের ধাতব সোনায় সোনার আয়নগুলির তাপ হ্রাস। স্বর্ণ একটি মহৎ ধাতু এবং এটির উচ্চ হ্রাসের সম্ভাবনা রয়েছে (Au3+/Au, E ডিগ্রি =1.50 V) যার অর্থ হল এটি জৈব অমেধ্য, হ্রাসকারী এজেন্ট বা এমনকি উচ্চ তাপমাত্রায় জল দ্বারা দ্রুত হ্রাস পায়। জমা করা ধাতব সোনা একটি পাতলা, তাপ নিরোধক, প্রতিফলিত স্তর যা বিকিরণ শোষণ করতে পারে এবং তাই হট স্পট তৈরি করে। সোনা রৌপ্যের বিপরীতে জড় এবং প্রচলিত পরিষ্কারের অ্যাসিডে সহজেই দ্রবীভূত হয় না (অ্যাকোয়া রেজিয়া হল একমাত্র অ্যাসিড যা সোনাকে দ্রবীভূত করে)। এটি সোনার আমানত অপসারণ করা কঠিন করে তোলে। এই কাজে, ফিউজড সিলিকায় সোনা জমার হার এবং অন্তর্নিহিত অ্যাসিড ক্ষয়কে সোনার ঘনত্ব, তাপমাত্রা (60-80 ডিগ্রি) এবং দ্রবণের বিশুদ্ধতার ফাংশন হিসাবে পরিমাপ করা হয়। সোনার প্রলেপ এবং ন্যানো পার্টিকেল সংশ্লেষণ উনানগুলিতে ব্যবহারিক পরিষেবা ব্যবধানের (1,000-5,000 h) জন্য কোয়ার্টজ খাপের প্রাচীরের প্রয়োজনীয় পুরুত্ব পাওয়া যায়।

হেইসেন গোল্ডক্লোরিড-লোসুনজেনে কোরোশন ও অ্যাবচেইডুংগেসউইন্ডিগকেইটেন

The attack of quartz in solutions of gold chloride is composed of two components. (0.1-0.5 M from hydrolysis) gradual acid corrosion occurs: SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O (although here it is HCl, not HF). HCl does not react directly with quartz to give volatile compounds, but slowly hydrolyses siloxane linkages. The corrosion rate at 70°C in 0.3 M HCl (pH ~0.5) is ~0.0003–0.0006 mm/hr. This is low, and seldom restricting. Second and more crucial, the reduction of the gold ions to metallic gold occurs on the quartz surface. Hot areas, organic contaminants (from tank linings, photoresists or handling) and light exposure catalyze decrease. The reduction reaction: Au³⁺ + 3e⁻ = Au⁰. Electrons are provided by reducing chemicals or by oxidation of water (2H2O ->O2 + 4H+ + 4e- ) যা বর্ধিত তাপমাত্রায় তাপগতিগতভাবে উপকারী।

1000 ঘন্টার জন্য 70 ডিগ্রিতে 10 গ্রাম/লিটার সোনার (HAuCl₄ হিসাবে) দ্রবণে ফিউজড কোয়ার্টজের নিমজ্জন পরীক্ষা কোন লক্ষণীয় অ্যাসিড ক্ষয় প্রদর্শন করে না। যাইহোক, কোনো হ্রাসকারী এজেন্টের উপস্থিতিতে, কয়েক ঘন্টার মধ্যে সোনার জমা ধরা পড়ে। স্বর্ণ জমা অত্যন্ত ধীর (< 0.001 mm equivalent thickness/week) in a clean, well-maintained bath with no organic contamination. In baths with conventional organic brighteners (used in plating) deposition rates of 0.005–0.020 mm equivalent thickness per week are not uncommon. The gold film is adherent and very reflective. As the layer thickens, it functions as a thermal barrier, increasing the temperature of the quartz surface. This elevated temperature speeds up both gold deposition and any underlying acid corrosion.

বাষ্পীভবনের ঘনত্বের কারণে মেনিসকাস জোনটি অত্যন্ত স্বর্ণ জমার বিষয়। কখনও কখনও তরল লাইনে সোনার আংটি তৈরি হয় যা অপসারণ করা কঠিন।

গোল্ড ক্লোরাইড হিটারের পরিষেবা জীবনের উপর প্রাচীর বেধের প্রভাব

মোটা কোয়ার্টজ দেয়াল দিয়ে সোনা জমা করা যায়। একটি 1.5 মিমি প্রাচীর 3.0 মিমি প্রাচীরের মতো একই গতিতে সোনা সংগ্রহ করবে। তবে মোটা প্রাচীরের তাপীয় ভর বেশি থাকে, যা উত্তাপক সোনার আবরণ দ্বারা প্রবর্তিত তাপমাত্রা বৃদ্ধিকে কমিয়ে দিতে পারে এবং গরম দাগ দেখা দিলে তাপীয় চাপের বিরুদ্ধে প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি থাকে। উচ্চ সোনার জমা (যেমন ব্রাইটনার দিয়ে প্রলেপ) সহ স্নানের জন্য, একটি মোটা প্রাচীর (2.5-3.0 মিমি) সুপারিশ করা হয়। উচ্চ বিশুদ্ধতা স্নানের জন্য (যেমন দূষণের কঠোর নিয়ন্ত্রণ সহ ন্যানো পার্টিকেল উত্পাদন), 1.5-2.0 মিমি সাধারণ দেয়াল যথেষ্ট।

সোনার আমানত নির্মূল করা খুব কঠিন। এইচএফ কোয়ার্টজ আক্রমণ করে, অ্যাকোয়া রেজিয়া নয়। অ্যাকোয়া রেজিয়া কোয়ার্টজের প্রতিকূল নয়। পাতলা অ্যাকোয়া রেজিয়া (3:1 HCl: HNO3) সোনা দ্রবীভূত করে কিন্তু কোয়ার্টজকে আক্রমণ করে। সংশোধন: অ্যাকোয়া রেজিয়াতে HF থাকে না। এটি HCl এবং HNO 3 . এর মিশ্রণ এটি আসলে কোয়ার্টজকে আক্রমণ করে না। অতএব, পাতলা অ্যাকোয়া রেজিয়া কোয়ার্টজ পরিষ্কারের জন্য নিরাপদ। ভাল. তাই পর্যায়ক্রমে 10% অ্যাকোয়া রেজিয়ার সাথে সোনার আমানত সরিয়ে ফেলুন। অ্যাকোয়া রেজিয়া, তবে, বিপজ্জনক এবং সম্মানের সাথে আচরণ করা উচিত। বেশির ভাগ গ্রাহকই হিটারটি অ্যাকোয়া রেজিয়া দিয়ে পরিষ্কার করার পরিবর্তে প্রতিস্থাপন করতে পছন্দ করেন।

সোনার সমাধানে ঘন দেয়ালের তাপীয় শাস্তি

70 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গোল্ড ক্লোরাইডের দ্রবণের তাপ পরিবাহিতা প্রায় 0.55–0.60 W/(m · K)-জলের মতো। একটি 1.5 মিমি প্রাচীরের জন্য, R_cond=0.00109; একটি 3.0 মিমি প্রাচীরের জন্য, R_cond=0.00217. h=800 W/(m²·K), R_সীমানা=0.00125. U 427 থেকে 292 W/(m²·K), একটি 32% হ্রাস। শক্তি দক্ষতার জন্য পাতলা দেয়াল পছন্দ করা হয়।

দৃশ্যকল্প-হট গোল্ড ক্লোরাইড পরিষেবাতে কোয়ার্টজ শীথ দেয়ালের বেধের জন্য ভিত্তিক নির্বাচন ম্যাট্রিক্স

অ্যাপ্লিকেশান দৃশ্যকল্প এবং অপারেটিং প্যারামিটার প্রস্তাবিত প্রাচীর বেধের মূল যৌক্তিক পরিমানকৃত ট্রেডের সাথে-বন্ধ
গোল্ড ইলেক্ট্রোপ্লেটিং (10 g/L Au, ব্রাইটনার উপস্থিত, 65 ডিগ্রি, মাসিক পরিষ্কার) 2.5 – 3.0 মিমি, স্ট্যান্ডার্ড গ্রেড, পালিশ গোল্ড ডিপোজিশন মাঝারি। ঘন প্রাচীর গরম দাগ থেকে তাপীয় চাপ প্রতিরোধ করে। U ≈ 350 W/(m²·K)।
ন্যানো পার্টিকেল সংশ্লেষণ (উচ্চ বিশুদ্ধতা, 70 ডিগ্রি, ছোট ব্যাচ, কোন জৈব নেই) 1.5 – 2.0 মিমি, উচ্চ-বিশুদ্ধতা কোয়ার্টজ জমা সর্বনিম্ন। দ্রুত প্রতিক্রিয়া জন্য পাতলা প্রাচীর. U ≈ 450 W/(m²·K)।
ইলেক্ট্রোলেস গোল্ড (রিডুসিং এজেন্ট বর্তমান, 60 ডিগ্রী, একটানা) 3.0 মিমি, PTFE র্যাপিড গোল্ড ডিপোজিশন বিবেচনা করুন। বেধ নির্বিশেষে কোয়ার্টজ জীবন সংক্ষিপ্ত. বিকল্প খাপ সুপারিশ.
পরিপূরক নকশা পরিবর্তন: অতি বিশুদ্ধ জল এবং কঠোর দূষণ নিয়ন্ত্রণ সোনার হ্রাস রোধ করে। হালকা বর্জন ফটোকেমিক্যাল হ্রাসকে ধীর করে দেয়। পাতলা অ্যাকোয়া রেজিয়া (10%) দিয়ে পর্যায়ক্রমে পরিষ্কার করা আমানত অপসারণ করে তবে নিরাপত্তা সতর্কতা প্রয়োজন। একটি পালিশ পৃষ্ঠ সোনার আনুগত্য হ্রাস করে।