Corrosion de l’or
L’or est le plus non-réactif de tous les métaux et est bénin dans tous les environnements naturels et industriels. L’or ne réagit jamais avec l’oxygène (l’un des éléments les plus actifs), ce qui signifie qu’il ne rouille pas et ne ternit pas. Pourtant, c’est précisément ce que la société commerciale russe de négoce de métaux précieux, International Reserve Payment System, a découvert sur des milliers de (prétendues) pièces d’or 999 « St George » émises par la Banque centrale russe (référence).
La ternissure de l’or est généralement très fine et se manifeste par un assombrissement des surfaces réfléchissantes. L’or possède de nombreuses propriétés uniques qui en font le métal parfait pour de nombreuses utilisations industrielles. Parmi les propriétés remarquables de l’or, citons la résistance à la corrosion, la conductivité électrique, la ductilité (la mesure dans laquelle il peut être déformé plastiquement sans se fracturer), la malléabilité (la mesure dans laquelle il peut être aplati en feuilles minces sans se fissurer), la réflectivité infrarouge et la conductivité thermique. Pour ces raisons, l’or est utilisé dans de nombreux produits électroniques tels que les ordinateurs, les équipements techniques haut de gamme, les engins spatiaux et les satellites (référence).
Comparer l’énergie thermodynamique ou chimique des métaux
Corrosion du métal sous l’or
Ternissement de l’or
Peste blanche et peste pourpre
L’or est parmi les métaux les plus conducteurs d’électricité. L’électricité étant essentiellement le flux de particules chargées dans un courant, les métaux qui sont conducteurs permettent à ce courant de circuler sans entrave. L’or est capable de transmettre un courant électrique, même minuscule, à des températures allant de -55° à +200° centigrades. Un document moderne et complet sur le sujet est la deuxième édition du manuel classique CORROSION BASICS.
Corrosion du métal sous l’or
Les finitions en or, si elles sont exemptes de pores, protègent le métal du substrat de la corrosion. Si la finition n’est pas exempte de pores, le métal sous-jacent est exposé à l’environnement et est donc plus susceptible de se corroder. Par exemple, le procédé de dorure au mercure, qui repose sur l’application d’un amalgame mercure-or sur un métal, suivie d’un chauffage pour éliminer le mercure, produit une couche d’or poreuse. La vitesse de corrosion du métal à travers les pores de l’or est souvent accélérée par rapport à la vitesse en l’absence de couche d’or. Il s’agit d’un effet galvanique causé par la couche d’or noble (cathodique) en contact avec un substrat actif (anodique). Deux métaux de substrat courants sont le cuivre (Cu) et l’argent (Ag).
Dans des conditions atmosphériques, le cuivre et l’argent réagissent avec des gaz réduits contenant du soufre, principalement du sulfure d’hydrogène (H2S) et du sulfure de carbonyle (COS), pour former respectivement du sulfure de cuivre (Cu2S) et du sulfure d’argent (Ag2S). Ces sulfures se développent à travers les pores et produisent des taches sombres qui peuvent s’étendre sur la surface de l’or. Le sulfure de cuivre se répand à une vitesse plus lente que le sulfure d’argent. Le cuivre est également susceptible d’être attaqué par des acides organiques volatils tels que l’acide acétique. Dans les conditions d’enfouissement, les objets dorés peuvent être exposés à de l’eau contenant de l’oxygène dissous, du dioxyde de carbone et des chlorures. Dans ces conditions, de la chlorargyrite (AgCl, également appelée cérargyrite ou corne d’argent) se forme sur l’argent exposé, et de la cuprite (Cu2O), de la nantokite (CuCl) et des composés basiques du cuivre (par exemple, la malachite, Cu2(CO3)(OH)2) se forment sur le cuivre exposé. La nantokite joue un rôle clé dans la maladie du bronze (référence).
Ternissement de l’or
Les causes possibles comprennent : (référence)
- Perspiration (la chimie corporelle de chacun est différente, d’où la raison pour laquelle certains sont plus sensibles que d’autres) ; pour les femmes, la période du mois peut influencer leur chimie corporelle.
- Parfum, sprays pour cheveux ou déodorants,
- Ternissement pendant le stockage (les boîtes de stockage peuvent contenir des composés organiques de soufre),
- Lixiviation d’acide/solutions de nettoyage à partir de la microporosité de surface des bijoux moulés ; cela provoque une corrosion locale (une telle porosité peut même piéger la transpiration pendant le port, provoquant une corrosion locale)
- Préparation de légumes tels que les oignons et les épices (de nombreux aliments contiennent des composés sulfurés et d’autres sont également acides).
Un autre mécanisme possible peut être la micro-porosité de la surface des articles moulés à la cire perdue (cire perdue). Cette porosité peut piéger les acides et autres solutions de nettoyage, les sprays ou la transpiration et provoquer une corrosion locale qui » rampe » sur la surface de l’article. Les pellicules de ternissure formées sont généralement inoffensives, bien qu’inesthétiques, et peuvent donner lieu à des taches noires sur la peau. De tels films peuvent être facilement polis par un bijoutier pour retrouver la couleur vive de l’or.
La peste blanche et la peste violette
La liaison des fils dans certaines applications microélectroniques peut favoriser la formation d’intermétalliques or-aluminium. Les deux formes les plus courantes d’intermétalliques portent les noms à consonance sinistre de peste blanche et de peste violette. Dans l’environnement à haute température du processus de soudage des fils, les composants en or et en aluminium peuvent « fusionner » (comme un alliage) pour créer des intermétalliques.La peste blanche (décrite chimiquement comme Au5Al2) a une faible conductivité électrique. Si elle se forme en quantité suffisante, la résistance électrique qui en résulte peut provoquer une défaillance totale du composant.
La peste violette (décrite chimiquement commeAuAl2) est effectivement utilisée en bijouterie, mais elle est problématique lorsqu’elle apparaît dans l’électronique. Lorsque la peste violette se forme, elle réduit son volume. Cela crée des cavités dans le métal entourant la peste pourpre, ce qui augmente la résistance électrique et affaiblit structurellement la liaison du fil. Pour éviter d’introduire des intermétaux dans les circuits, les composants en or et en aluminium doivent être collés ensemble sans utiliser de chaleur. Le soudage par ultrasons (similaire, mais sans rapport avec le dosage par ultrasons) est un choix courant. Sans cela, les circuits doivent être conçus en utilisant uniquement des jonctions aluminium-aluminium ou or-or (référence).