طلا در جواهر سازي و ساخت زيور آلات، صنايع الكترونيكي و دندانپزشكي مورد استفاده قرار ميگيرد. به طور ميانگين حدود 60 درصد كل مصرف طلا اختصاص به جواهر سازي دارد، مصارف دندانپزشكي حدود 6/9 درصد، مصارف الكترونيكي حدود 8/8 درصد و ديگر مصارف حدود 2/1 درصد را به خود اختصاص ميدهند. ساخت مدال ها و سكه ها حدود 5/19 درصد را شامل مي شود. جواهر سازي تقريبا در همه كشورها رونق داشته ولي مصرف طلا در صنايع الكترونيكي در كشورهاي ايالت متحده، ژاپن، فرانسه، انگلستان و هلند رونق دارد. تقاضاي جهاني در رابطه با طلاي ساخته شده در سال 1983 برابر 40000 هزار اونس بوده كه حدود 33300 هزار اونس مربوط به محصولات اوليه و 6700 هزار اونس مربوط به محصولات ثانويه ميباشد. پيشبيني تقاضا در سال 2000 براي طلاي ساخته شده حدود 80300 هزار اونس بوده است كه نسبت به سال 1983 حدود 100 درصد افزايش نشان ميدهد. الگوي مصرف طلاي ساخته شده در كشورهاي مختلف بر حسب درجه توسعه صنعتي متفاوت ميباشد. جواهر سازي تقريبا در همه كشورهاي مختلف بر حسب درجه توسعه صنعتي متفاوت ميباشد. جواهرسازي تقريباً در همه كشورها رونق دارد ولي مصرف طلا در صنايع الكترونيكي در كشورهاي ايالات متحده، ژاپن، فرانسه، انگلستان و هلند رونق دارد. جدول شماره18 خلاصه پيشبينيهاي انجام شده در اوايل دهه 90 در خصوص مصرف و تقاضا طلاي ساخته شده را نشان ميدهد.
يكي از قديميترين موارد استفاده طلا و نيز مهمترين آن از لحاظ كمي در صنعت جواهرات است. طلا چكش خوارترين فلز بوده و از هدايت الكتريكي عالي برخوردار و مقاوم به خوردگي است. تشعشعات مادون قرمز و نيز طيفهاي مرئي را در حد بسيار بالايي منعكس مينمايد. با فلزات معمولي به راحتي تشكيل آلياژ ميدهد. طلاموارد كاربردي در صنايع عادي و نيز سيستمهاي دفاعي با تكنولوژي بسيار مدرن دارد. اين فلز در انواع زيادي از لوازم الكترونيكي حالت جامد، در وسايل ثبت و كنترل صنعتي و تجهيزات مقاوم به خوردگي در فرآيندهاي شيميايي به كار برده ميشود. مصرف صنعتي طلا در سال 1983 حدود يك ميليون اونس بوده، اما مصرف آن در كاربردهاي بحراني مستقيم مانند الكترونيك و سختافزار نظامي احتمالا بطور قابل ملاحظهاي كمتر ميباشد.
جدول شماره 18: پيشبيني مصرف و تقاضا طلاي ساخته شده در اوايل دهه 90.
ادامه جدول 18
در ميان موارد استفاده استراتژيك و صنعتي طلا، مهمترين استفاده آن در لوازم الكترونيكي به ويژه در بردهاي (Board) مدار چاپي اتصالات (Connection)، كنتاكت هاي اصلي (Keyboard) مدارهاي مينياتوري (Miniaturized) و بعنوان يك دو پانت (Dopant) در بعضي از نيمه هادي ها را نام برد. دستگاه هاي الكترونيكي حالت جامد مدرن از قبيل كامپيوترها كه ولتاژها و جريانهاي فيلمي كم را به كار ميگيرند. نياز به كنكتورها، كنتاكت هاي سوئيچ (Switch Contacs)، اتصالات لحيم كاري شده و ساير اجزاي معيني كه دارند بايستي كاملا عادي از هرگونه لايه و فيلم كدر و تيره با مقاومت زياد باشند و ديگر آنكه به جهت عمر دستگاه بايستي از لحاظ شيميايي و متالورژيكي پايدار باقي بمانند. سيستمهاي الكترونيكي نظامي و شهري پيچيده، به صورت روز افزوني از طلا براي مطمئن شدن از عمليات وابسته تحت يك محدوده وسيع از شرايط عملي (عملياتي) استفاده مينمايند.
آلياژهاي طلا از ديرباز در تجهيزات الكتريكي معيني به كاربرده شدهاند از جمله ميتوان به اجزاي ويژهاي از دستگاه پتانسيومترها (Potentiometers) و در جاهايي كه توليد مجدد، دوپله كردن و دوباره خواني از ديدگاه صنعت الكترونيك در بلند مدت امري اساسي ميباشد، اشاره نمود. سيمهايي از آلياژ (طلا- پالاديوم) در ترموكوپلها مورد استفاده قرار ميگيرند. به ويژه آنهايي كه براي اندازهگيري درجات حرارتي بالا در بعضي از فرآيندهاي صنعتي و موتورهاي هواپيما، مورد استفاده واقع ميشوند.
طلا کاربردهاي مهمي در كامپيوترها، تجهيزات ارتباطي، ساخت لوازم تحقيقاتي، لوازم الکترونيکي، دندان سازي، جواهر سازي، آلياژهاي ويژه، موتور فضاپيماها و هواپيماي جت، مجسمه سازي و آب طلاکاري دارد.
ميزان مصرف جهانی طلا در صنعت در طي اين دوره ( 1990 – 1993) از 2/72 تن در سال 1990 به 6/96 تن در سال1993 افزايش يافته است(جدول 19).
جدول19- ميزان مصرف طلا در صنعت در جهان در سال هاي 1990- 1993 ( تن).
سكه، مدال و شمش :
در زمان باستان، طلا بعنوان شي ء ارزشمندي بحساب مي آمد و يك وسيله مبادله و داد و ستد بود كه در قديم به شكل نخود يا عدسي هاي تخت و از 650 قبل از ميلاد به بعد به شكل سكه هاي با حاشيه دندانه اي بود. تركيب فلز مورد استفاده از آلياژهاي با عيار بالاي طلا تا الكتروم كه مقدار زيادي نقره داشت، در تغيير بود. تنوع و تعدد بي حد و حساب سكه هاي طلا و درجه خلوص آنها در اوايل قرن نوزدهم به پايان رسيد زيرا در اين زمان قوانيني براي ضرب سكه وضع شد كه مقادير عددي سكه هاي طلا، وزن آنها و خلوص طلاي آنها را مشخص مي كرد. پس از جنگ جهاني اول، ديگر داد و ستد را با سكه هاي طلا انجام نمي دادند. هم اينك اين سكه ها بعنوان اشياء كلكسيوني و به شكل يك سرمايه معامله مي شوند. با آزاد سازي معامله دارايي هاي طلاي افراد و املاك و طلاجات خصوصي آنها در دهه 50، تقاضا براي طلا افزايش يافت. ابتكار جديد و موفق در بازار طلا ضرب و ورود طلاي كروگراند ( ميزان طلاي 1 اونس تروا ) به بازار توسط آفريقاي جنوبي بود. بين سالهاي 1967 تا 1985، در مجموع 2000 تن طلا فروخته شد. در پي اقدامات رقابتي و تلافي جويانه در برابر كروگراند، كشورهاي ديگر نيز به ضرب سكه هاي ديگر و ورود آن به بازار دست زدند. در قديم، بويژه در روم، طلا بشكل ميله اي يا شمش در خزانه ها ذخيره مي شد. اكنون شمش هاي طلاي 12 كيلوگرمي با كيفيت و عيار خوب (5/99%)معمولترين طلاي مورد استفاده براي سرمايه گذاران دولتي و خصوصي است. وزن كلي، ميزان طلاي آن، كارخانه توليد كننده و شماره رفرنس آنرا بر شمش حك مي كنند و اطلاعات اصلي و فرعي مربوطه را براي ارزش و بهاي آنها ذكر مي كنند. شمش هاي طلاي كوچكتر را براي سرمايه گذاران خصوصي توليد مي كنند.
ميزان مصرف جهانی طلا در صنعت سکه در طي اين دوره ( 1990 – 1994) از 3/2145 تن در سال 1990 به 2469 تن در سال1994 افزايش يافته است(جدول20).
جدول20- ميزان مصرف طلا در ساخت سکه درجهان در سال هاي1990-1994 (تن).
ميزان مصرف جهانی طلا در ساخت مدال در طي اين دوره ( 1990 – 1993) از 5/21 تن در سال 1990 به 23 تن در سال1993 افزايش يافته است(جدول21).
جدول21- ميزان مصرف طلا درساخت مدال در جهان در سال هاي1990- 1993 (تن).
جواهر آلات :
60 % طلا در جواهر سازي استفاده مي شود. ارزش طلاي آلياژهاي جواهرآلات را با ميزان طلاي آنها (خلوص) مشخص مي كنند. در بيشتر كشورها، دولت در عبارات بكار رفته در طرح و حك درجه خلوص طلاي مورد استفاده بر جواهرآلات و نيز توليد، فرآوري و داد و ستد آنها نظارت دارد.
معمولاً جواهرآلات با كيفيت بهتر طلايي با درجه خلوص ‰750 دارند. در شرايط نامناسب اين جواهرآلات بدرنگ و بدجلا شده و ممكن است در اثر تنش هاي ناشي از خوردگي شكستگي هايي در آنها ايجاد شود.
ميزان مصرف جهانی طلا در ساخت مدال در طي اين دوره ( 1990 – 1994) از 26394 تن در سال 1990 به 29210 تن در سال1993 افزايش يافته است(جدول22).
جدول22-ميزان مصرف طلا درساخت جواهردر جهان در سالهاي1990-1994( تن).
آلياژها :
طلاي خالص معمولاً خيلي نرم است و بوسيله آلياژ شدن با نقره و مس سخت ميشوند. طلا با بسياري از فلزات و شبه فلزات تشكيل آلياژ مي دهد. مهمترين آلياژها عبارتند از آلياژ با عناصر همان گروه در جدول تناوبي (مس و نقره) و گروههاي همسايه (نيكل، پلاتين، پالاديم و به مقدار كمتر جيوه، كادميوم و روي). عناصر بيشتر بكار رفته در آلياژها يعني نقره، مس، پلاتين، پالاديم و نيكل درست مانند طلا به صورت لايه- مركز متبلور مي شوند که عدد اتمي آنها 12 است. بنابراين، با طلا انحلال جامد پيوسته اي را تشكيل مي دهند، چون شعاع اتمي فلزات آنها در بيشتر موارد بسيار نزديك به طلا است (pm 2/144 Au، pm 5/144 Ag، pm 8/127 Cu، نيكل pm 6/124، پالاديم pm 6/137، پلاتين pm 3/137). شعاع اتمي روي، كادميوم و جيوه بترتيب برابر است با pm 5/133، pm 9/148، pm 3/150. تمام اين فلزات سلول واحد هگزاگونال دارند كه تشكيل آلياژ با طلا را بسيار پيچيده تر مي كند.
كاربردهاي عملي آلياژهاي طلا و طلاي خالص عمدتاً به رنگ، سختي، مقاومت خوردگي، نقطه ذوب و مقادير نسبي آنها بستگي دارد. درجه سختي را مي توان با گرما كنترل كرد. نقطه ذوب نقش مهمي را در توليد و فرآوري آن ايفا مي كند.
آلياژهاي طلا همراه با پالاديم در ترموكوپل ها، بدنه سفينه ها و صنايع هوافضا كاربرد دارد. به عنوان مثال در ساخت هر فروند هواپيماي نظامي بين 25 تا 30 كيلوگرم طلا به كار مي رود.
براي قرن هاي متمادي، رنگ، سختي و مقاومت خوردگي طلا با تغييرات در سيستم. طلا- نقره- مس كنترل مي شد. وقتي طلاي سفيد، با شباهت ظاهري آن به پلاتين، در آغاز اين قرن بصورت مد درآمد، نيكل و پالاديم به آن افزوده شد كه بعد روي و بعد از آن پلاتين نيز به اين جرگه پيوست. آلياژهاي طلا را براي مواد مورد استفاده در دندانسازي بكار مي برند كه از پيچيدگي زيادي برخوردارند.
كنترل و ميزان كيفيت:
ميزان يا معيار طلا و آلياژهاي آن را با درجه خلوص آن (در هزار) و يا عيار بيان مي كنند كه 24 عيار معادل خلوص ‰ 1000 است و بنابراين طلاي 18 عيار يعني ‰ 750. براي مواد معدني، محصولات حدواسط، مقدار طلا معمولاً برحسب گرم در تن متريك (t/g) يا اونس در تن متريك (t/OZ) يا اونس در تن كوچك بيان مي شود ( 1 اونس= 1 تروا= 1035/31 گرم و تن كوچك = 184/907 كيلوگرم) oz 375/0 = tola 1. g 0648/0 = dwt 24/1=1 نخود تروا.
فقط آلياژهاي با كمترين مقدار طلا ‰585 در برابر تغيير رنگ و بد جلا شدن آن مقاومند. اين آلياژها بهترين رنگ و خواص مكانيكي را دارا هستند. براي جواهرآلات ارزانتر، اغلب از آلياژهاي با مقدار كمتري طلا استفاده مي كنند. در آلمان درجه خلوص ‰333 معمول است و اين مقدار در آمريكا ‰417 است. آلياژهاي با عيار بالاتر را فقط گاهي اوقات براي تهيه جواهرآلات بكار مي برند كه علت آن نيز مقاومت كم آنهاست. با اين حال، هيچ آلياژي رنگش به پاي رنگ طلاي خالص نمي رسد.
آلياژهاي رنگي طلا در صنعت جواهر سازي، بيشتر بر اساس سيستم آلياژ سه گانه مس- نقره- طلا بكار مي رود كه امكان توليد انواعي از رنگها را به ما مي دهند. قابليت كار با اين آلياژها و مقاومت آنها در برابر سايش به خواص مكانيكي آن بستگي دارد. اين موارد و مقاومت آنها در برابر خوردگي را مي توان با افزودن روي كنترل كرد. براي تعيين كيفيت هاي گوناگون، از كدهاي گوناگون استفاده مي شود كه هر شركت كدهاي مخصوص به خود را دارد. اين خواص و ويژگيها طيف گسترده اي از ارزش ها را در بر ميگيرند تا تمام نيازمندي هاي عملي و كاربردي آنها را برآورده سازند. در آلمان در سال 1966، يك استاندارد صنعتي، 8238 DIN "رنگ طلا" ( شامل طلاي سفيد)، ايجاد شد تا رنگ آلياژهاي طلا را بصورت استانداردي درآورد و ابزار بهتري براي درك متقابل از كيفيت را در اختيار توليد كنندگان قرار دهد. اين استاندارد در سوئيس و فرانسه مفاهيم و معاني مشابهي داشتند. تلفيق مقادير نشانده ته رنگ ( T )، ميزان اشباع شدگي (S). و تاريكي يا كدري (D) را اندازه گرفته براي روش هاي اسپكتروفوتومتريك بكار مي برند كه به رنگ ويژه اي نسبت داده مي شوند.
لحيم كاري طلا
متداولترين روش متصل كردن يا چسبانيدن در ساخت طلاجات از آلياژهاي طلا، لحيم كاري سخت است. علاوه بر طلاي خالص، لحيم هاي طلاي رنگي داراي نقره، كادميوم، مس و روي نيز هستند. دماي ذوب آنها معمولاًكمتر از مواد لحيم شده است. مواد افزودني را بگونه اي بكار مي برند كه در طيفي از دما بتوان با لحيم كار كرد. معمولاً سه بار لحيم كاري كافي است كه طيف كاري دماي لحيم °C 50 بايد باشد.
مقادير يوتكتيك سيستم هاي زير بعنوان لحيم يا جوش براي اتصال مواد مختلف در تكنولوژي توليد ترانزيستورها بكار مي روند: طلا- قلع ( 25% قلع، با نقطه ذوب °C280 )، طلا- سيليكون ( 30% سيليسيم با نقطه ذوب °C 370 ) و طلا- ژرمانيوم ( 26% ژرمانيوم با نقطه ذوب °C 350 ).
آلياژهاي طلا با قلع يا سيليكون را براي ساخت لحيم يا جوش سخت با نقطه ذوب كم، مقاومت خوردگي زياد، هدايت الكتريكي و دمايي خوب و مقاومت مكانيكي بالا بكار مي برند. اجزاي حساس به گرما را با اين مواد جوش مي دهند.
انواع خاصي از ابزارها اجزائي دارند كه از آلياژهاي آهن و نيكل ساخته شده است تا در برابر خلاء هاي شديد و دماهاي بالا مقاومت كنند. براي اتصال دادن اين مواد به همديگر از جوش ها يا لحيم هاي سخت در خلاء استفاده مي شود كه يا از طلاي خالص درست شده اند يا آلياژهاي طلا- مس، طلا- نقره- مس، طلا- نيكل، طلا- مس- نيكل و طلا- پالاديوم. لحيم كاري در كوره خلاء يا يك گاز حفاظت كننده (هيدروژن يا گاز كراكينگ يا خرد شده ) انجام مي شود.
معمولاً لحيم نقره سخت براي اتصال استيل مورد استفاده قرار مي گيرد. اما اگر اين اتصالات، مقاومت خوبي در برابر خوردگي نشان ندهند، آلياژهاي طلا- نيكل- روي مشابه طلاي سفيد با حدود 80% طلا-15% نيكل و 5% روي گاهي اوقات مورد استفاده قرار مي گيرند.
آلياژهاي طلاي سفيد
اين آلياژها براي نخستين بار در دهه 1900 ابداع شدند كه در آن ماده اي ارزانتر با همان خواص را جايگزين پلاتين كنند. طلاي سفيد تفاوت ديگري هم با طلاي زرد دارد و آن اين است كه بازه ذوب بيشتري دارد و معمولاً سخت تر است. مناسبترين افزودني هاي طلا، نيكل و پالاديم هستند كه به طلا رنگ خاكستري متمايل به سفيد مي بخشند. در چند سال اخير، بخاطر طلاي رنگي و پلاتين، تقاضا براي طلاي سفيد كاهش يافته است.
آلياژهاي طلا- نيكل و طلا- نقره در مهندسي با جريان ضعيف استفاده مي شوند كه نمونه آن مواد كنتاكت براي سوييچ هاي با ولتاژ بسيار پايين و محل هايي است كه نيروهاي كنتاكت يا تماس كم است (تقويت و رله، دو شاخ، ابزارهاي اندازه گيري). مهاجرت ريز مقياس اين آلياژها اندك است و تمايل اندكي براي تشكيل لايه هاي عايق دارند.
آلياژهاي طلا- منگنز براي دماسنج هاي مقاومتي سيم پيچي مورد استفاده واقع مي شوند. ترموكوپل هاي 4/99 Cu+Au و كبالت 6/0 و پلاتين 90 و ايريديم 10 و طلا 60 و پالاديوم 40 بترتيب براي بازه هاي دمايي C 0 240- 0 و C 0 700- 0 مناسبند كه در آن آلياژهاي طلا پايه منفي را تشكيل مي دهند.
آلياژ طلاهاي مورد استفاده در ساخت جواهرآلات در اروپا عمدتا 18 و 14 عيار است. در كشور انگليس طلاي 9 عيار نيز ساخته ميشود.در آمريكا طلاي 14 عيار و در بعضي مواقع 10 عيار نيز درساخت جواهرآلات به كار ميرود.
در خاورميانه، هندوستان و جنوب شرق آسيا، جواهرآلات از طلاي 22 عيار و گاهي 23 عيار ساخته ميشود. در كشورهاي چين، هنگكنگ و ديگر نواحي آسيا طلاي ناب موسوم به CHUK HAM با درجه خلوص 990 و تقريبا 24 عيار در ساخت جواهر به كار ميرود.
در قرن نوزدهم در انگلستان پس از جنگهاي ناپلئون استانداردهايي براي طلا در نظر گرفته شد. در نيمه دوم اين قرن تعداد زيادي از ديگر كشورهاي اروپايي اين استانداردها را به كار گرفتند و در ضرب سكههاي رايج در كشورهاي خود تركيب طلا و نقره را به كار بردند.
در آمريكا نيز در سال 1879 استانداردي موسوم به DE FACTO براي طلا در نظر گرفته شد كه در سال1900 به شكل كاملا قانوني درآمد. در سال1914 يك استاندارد جهاني براي طلا در نظر گرفته شد كه مورد تاييد خيلي از كشورهاي جهان قرار گرفت و البته برخي كشورها نيز از پذيرفتن آن امتناع كردند.
بعدها استانداردي به نام GOLD SPECIE براي نرخ ثابت ارزها تدوين شد كه كشورهاي شركت كننده در اين استاندارد متعهد شدند هيچ گونه پول كاغذي را جايگزين طلا در بانكهاي مركزي نكنند. اين سيستم بهطور خودكار در كسري يا مازاد تراز و معاملات تجارت خارجي كشورها تعادل ايجاد خواهد كرد. برداشت كلي از اين امر اين است كه طلاي موجود ذخيره شده بايد هرگونه كسري بودجه كشور را پوشش دهد و در نتيجه حجم پول كاهش يافته و قيمتها پايينتر بيايد و درصورت افزايش طلا به مازاد درآمد كشور حجم پول و نقدينگي اضافه شده و منجر به افزايش قيمتها شود.
ميزان آلياژهاي مختلف طلا در جهان، خلوص و عيار آنها در جدول 23 آورده شده است.
جدول 23- ميزان آلياژهاي مختلف طلا در جهان.
نوك خودنويس
معمولاً نوك خودنويس ها را از آلياژ طلاي زرد Au-Ag-Cu مي سازند كه به نسبت سخت است، از آلياژهاي طلاي سفيد نيز گاهي اوقات استفاده مي كنند. اين آلياژها بايد در برابر خوردگي حاصل از جوهرهاي فروگاليك مقاومت كنند كه فقط آلياژهاي 14 تا 18 عيار براي اين كار مناسبند. سر خودنويس را بايد از آلياژ فلزي سخت ساخت كه معمولاً روديوم، ايريديوم، تنگستن يا كبالت دارد.
سر خودنويس هايي كه از استيل كروم- نيكل مقاوم در برابر جوهر ساخته مي شوند را گاهي اوقات با لايه نازكي از طلا مي پوشانند، با اين حال اين كار مقاومت آنها را در برابر جوهر افزايش نمي دهد.
تكنولوژي مواد شيميايي
آلياژهاي طلا - پلاتين داراي 70-50 % طلا هستند كه مي توان با مستحكم كردن آنها كاسه هاي روزنداري را ساخت كه در توليد رشته هاي دست ساز مورد استفاده دارند. ساختار ريزدانه ( قطر آنها 120-25 ميكرومتر است )آنها يك مزيت عالي در ساخت سوراخ هاي ريز مورد نياز جهت اين كار است.
گاهي اوقات آلياژهاي طلا را براي مهر، خاتم و ديسك برش، كه در تماس با مواد خورنده قرار مي گيرند بكار مي برند. آلياژ طلا- نقره- پالاديم (اسيد پال)، 30% طلا و 30% پالاديوم دارد كه در برابر اسيدهاي معدني قوي مقاوم است و به ميزان چشمگيري از طلا ارزانتر است و همچنين مقاومت آن در دماي بالا بيشتر است.
آلياژ طلايي كه حاوي 10 درصد پلاتين است، در ساخت بوته هاي آزمايشگاهي تجزيه بكار مي برند كه نمونه آن تعيين خاكستر آرد و ديگر خوراك هاي فسفردار است. بر خلاف بوته هاي پلاتيني وقتي كه آن را سرخ و گداخته مي كنند، به كمك تركيبات فسفردار در برابر خوردگي مقاوم است.
صنايع الکترونيکي :
هدايت الكتريكي بالا و مقاومت در برابر اكسيداسيون، خوردگي، تيرگي و لك شدگي، پايداري آن در خواص فيزيكي و شيميايي استفاده وسيعي از آن را بيان ميكند كه لايههاي نازك آبكاري شده در روي سطح، اتصالات الكتريكي را به خوبي اتصال مقاومت پائين مجهز ميكند.
اسيد كلروبيك در فيلم برداري براي ساخت تصوير نقره استفاده ميشود. طلا منعكس كننده نور مرئي و مادون قرمز است و به عنوان يك پوشش حفاظتي در روي ماهوارههاي مصنوعي استفاده ميشود.
الكترونيك مدرن که در حدود 8/8 % مصرف طلا را به خود اختصاص مي دهد، به فلزات گرانبهايي همچون طلا بويژه در زمينه پردازش اطلاعات، ارتباطات دور و الكترونيك فضا و نظامي نياز دارد. طلا را در اجزاء فعالي ( مانند ديود، ترانزيستور، IC و حافظه هاي نيمه رساناها) مهندسي اتصال و بستن قطعات به يکديگر (بسته بندي، مدارهاي با پوشش ضخيم، تخته چاپ و دوشاخ) و به مقدار كمتري براي اجزاء منفعل (خازن و مقاومت) بكار مي برند.
مزيت عمده طلا بخاطر مقاومت بالاي آن در برابر هوازدگي، خوردگي و اكسيد شدن و نيز هدايت بالاي آن است كه خواص اتصالي بسيار خوبي به آن ميدهد. آبكاري با طلا را به كمك روش هاي الكتروشيميايي انجام مي دهند.
ايجاد پوشش هاي نازك طلا با آتش افشاني بر خميرهاي طلا دار كه معمولاً بر روي سراميك ها ماليده مي شود، امكان پذير است. طلا بسيار چكش خوار است، بگونه اي كه مي توان آن را بصورت سيم هاي اتصال بسيار نازك معمولاً به قطر حدود mm 25 درآورد. سيم هاي طلايي خالص را مي توان براحتي به يكديگر يا ديگر فلزات به كمك فشار يا تركيب فشار و گرما لحيم كرد يا جوش داد. اين اتصالات كوچك مقياس را مي توان براحتي با سرعت بالا بر مدارهاي ميكروالكترونيك انجام داد. روش هاي مدرن اتصال تراشه ها (چيپ) نياز به bump هايي بر سطوح تماس بلورها دارند؛ اين bump ها از طلا درست شده اند.
طلاي مورد استفاده در الكترونيك، به استثناي لحيم طلا، در عمل طلاي خالص با درجه خلوص 99/99% يا 999/99% است. بخش هاي بسيار اندكي از آن بدلايل اقتصادي از طلاي توده اي (Massive) تشكيل مي شود.
طلا بدليل قيمت بالاي آن، در الكترونيك به مقدار زياد استفاده نمي شود. پوشش هاي طلا يا روكش هاي طلا را به كمك الكترود انجام مي دهند كه گاهي براي مشكلات پيش آمده در تماس هاي خاص مورد استفاده قرار مي گيرند.
ميزان مصرف جهانی طلا در صنايع الکترونيک در طي اين دوره ( 1990 – 1994) از 5/216 تن در سال 1990 به 191 تن در سال1994 افزايش يافته است(جدول24).
جدول24- ميزان کاربرد طلا در صنايع الکترونيک درجهان در سالهاي1990-1994 ( تن).
دندان سازي :
طلا هم مانند نقره، ميتواند يك ملقمه سختي با جيوه شكل دهد که برخي اوقات به عنوان پركننده دندانها استفاده شود. مصارف دندانپزشکي 6/9 % طلا را به خود اختصاص مي دهد. آلياژهاي طلا در پروتز دندان اهميت زيادي دارند كه براي بخش هاي صلب و محكم مانند پركردن طلا، تاج، پل، دندانهاي طلا، گيره و قالب هاي نگهدارنده دندان و مواد پايه فلزي براي سراميك هاي دندان مورد استفاده اند. در حدود 2/2 % از طلاي موجود در ساخت تاج دندان بكار مي رود زيرا علاوه بر مقاومت در برابر خوردگي با همان نرخ رشد ميناي دندان منبسط مي شود.
اين مواد بايد در شرايط عادي دهان مقاوم بوده، رنگ مناسب و مقاومت هاي متفاوت داشته و كار كردن با آنها آسان باشد. امروزه تقريباً تمام آلياژهاي مورد استفاده، تركيب كمپلكس و پيچيده اي دارند كه درصد بالايي طلا، پالاديوم و پلاتين دارند. مزيت اين آلياژها عمدتاً در ساختار بسيار ريزدانه و همگن آنهاست.
ميزان مصرف جهانی طلا در دندانپزشکي در طي اين دوره ( 1990 – 1994) از 5/61 تن در سال 1990 به 4/63 تن در سال1993 افزايش يافته است(جدول25).
جدول25- ميزان کاربرد طلا دردندانپزشکي در جهان در سالهاي1990- 1993 ( تن).
روکش طلا
خواص صنعتي و تزئيني طلا را مي توان با انواعي از مواد پايه ارزان قيمت مخلوط كرد كه اين كار با كمك يك لايه نازك طلا بر روي فلزات پايه، سراميك ها، شيشه يا پلاستيك انجام مي شود.
داروسازي و پزشکي :
Au198 به صورت کلوئيد طلا همراه با ذراتي به ابعاد 5 تا 20 نانومتر به صورت تزريقي براي اندازه گيري جريان خون در اسکنينگ کبد در و بررسي کلي سيستم کبد، طحال و نخاع مورد استفاده قرار مي گيرد.همچنين از ذرات طلاي Au198 براي عکسبرداري مستقيم از بافت ها در راديولوژي استفاده مي شود. ايزوتوپ طلا Au198 با نيمه عمر 7/2 روز بيشتر در معالجه بيماريهايي مانند سرطان به كار ميرود.
درمعالجه ورم مفصلي (Arthritis)و روماتيسم، طلا به صورت ترکيباتي مانند اورانوفين (auranogin)، aurothioglucose) اورتيوگلوکز)، كمپلكس طلاي تري اتيل فسفين از تيوگلوكزتترااستات و اورتيومالات سديم (Sodium ourothiomalate ) مورد استفاده قرار مي گيرد. تركيبات طلا، بويژه تيوسولفات طلا، مركاپتيد طلا و مالات طلا را براي درمان بيماريهاي رماتيسمي بكار مي برند. كمپلكس طلاي دي فسفين ممكن است در درمان تومور مفيد باشند. طلا و نمک هاي طلا در داروهاي پزشکي هومئوپاتي Homoepathic (نوعي دارو درماني)به کار مي رود. يکي از داروهاي ساخته شده از ترکيبات طلا، سفوسين - اچ (Cefossin H) است که ترکيب آن اسيد تتراکلريد طلا (Tetrachlorogold) مي باشد.
ديسديم اوروتيومالات براي Rheumatoid arthritis به كار ميرود که به صورت درون عضلاني انجام ميشود. طلاي كلوئيدي يك محلول بشدت رنگي است كه در حال حاضر در بسياري از آزمايشگاهها براي كاربردهاي پزشكي و بيولوژيكي مورد مطالعه قرار ميگيرد.
از گذشته هاي خيلي دور طلا براي درمان بسياري از بيماري ها استفاده مي شد. در حدود سال 1885 در امريكا طلاي كلوئيدي به عنوان در مان ديسپسومانيا (dipsomania) كه ميل شديد به مصرف الكل مي باشد، به كار مي رفت.اولين تحقيق پزشكي مستند و مدرن در مورد كاربرد طلا درسال 1890 صورت گرفت. در اين سال دكتر رابرت كخ كشف كرد كه باسيل سل نمي تواند در حضور طلا زندگي كند. در اوايل دهه 1900 پزشكان براي درمان دردهاي مفصلي، قطعه اي از طلا به ارزش پنج دلار را در زير پوست، مثلاً در ناحيه مفصل زانو كار مي گذاشتند در نتيجه در بيشتر موارد درد كاهش يافته يا كاملاً برطرف مي شد.
از سال 1927 طلا به طور مداوم براي درمان آتروز به كار گرفته شده است. طلا در مورد ناهنجاري هاي غددي و عصبي مورد استفاده بوده و در احياء مجدد فعاليت هاي غددي، تحريك اعصاب و آزاد كردن فشار عصبي سودمند است.طلا مي تواند بر مكانيسم گرمايي بدن تاثير مثبتي داشته باشد. بويژه در مورد عرق كردن هاي شبانه، تشنگي شديد و ضعف و كاهش دماي بدن موثر است.
آقايان نيلو كايرو (Nilo.Cairo) و ا. برينكمن (A. Brinckmann) تحقيق ارزنده اي به نام « مواد پزشكي» ارائه دادند كه در آن طلاي كلوئيدي به عنوان درمان گر شماره يك چاقي مطر شده است.
طلا همچنين در درمان بيماري هاي زير مفيد مي باشد:
اعتياد، آلزايمر، حواس پرتي، بيماري دوگانگي (Bi- Polar Disease) كه يك بيماري رواني است، دندان قروچه (Bruxism)، ورم زانو و آرنج، سندرم جنگ خليج فارس، سرطان، غلظت خون، بيماري كرون (Crohn)،افسردگی، تورم قولن، كلسترول بالا، كم خوابي، پوكي استخوان،كشيدگي ماهيچه، آتروز رماتيسمي، انفصال ديسك، زخم معده و زخم روده.
لازم به توضيح است كه موارد بالا توسط سازمان هاي صنايع غذايي تأييد نشده است.
شيشه و سراميك :
طلا براي تشكيل رنگ در سراميكها قبل از پختن در كوره بكار ميرود. از طلاي براق (سولفارسينات طلا) براي جلا دادن به شيشه و سراميك استفاده مي كنند.
تركيبات ديگر كه برخي از آنها در شيمي تجزيه و آماده سازي استفاده مي شوند عبارتند از: كلريد طلا 3(OH )Au يا ( OH )AuO، اكسيد طلا، سولفيد هاي طلاAu2S ، AuS، سيانيد طلا، سديم دي تيوسولفاتوائورات، .2H2O ] 2(S2O3)Au [ Na3 بعنوان ماده حساس در عكاسي و سلنات طلا براي رنگ دهي به شيشه بكار مي رود.
آبكاري الكتريكي تاكنون متداولترين روش مورد استفاده بوده است. در بيشتر موارد، طلا از يك الكتروليت داراي دي سيانوائورات پتاسيم جدا مي شود. گاهي اوقات، حوضچه هاي آبكاري الكتريكي كه كمپلكس سيانيد يا دي سولفيتوائورات سديم طلاي سه ظرفيتي دارند، مورد استفاده قرار مي گيرند.
الكتروفورمينگ براي ساخت جواهرآلات ارزان و مجوف استفاده مي شود. طلا با ضخامت تا 2/0 ميلي متر را بر روي يك Mandrel قرار مي دهند. سپس Mandrel را بر مي دارند، اگر از Mandrel مومي استفاده شود، مي توان آن را ذوب نمود. در نتيجه يك لايه طلاي منحصربه فرد و بدون چهارچوب باقي مي ماند كه مي توان مقاومت آن را به كمك يك ماده پر كننده افزايش داد.
مواد سراميكي بويژه شيشه و چيني با كيفيت بالا را اغلب مي توان با دميدن آتش بر طلاي درخشان و صيقل خورده جلاي زرين بخشيد. جزء اساسي اين رنگ هاي لاكر مانند سولفارسينات طلاست كه با روغن طبيعي و زرين مخلوط شده است. رنگهاي مورد استفاده يا با دست يا طي فرآيندهاي چاپ افست يا مشبك صورت مي پذيرد. پراکندن آتش در دماي 1250 – 500 درجه سانتيگراد انجام مي شود. روكش كردن طلا براي كار بردهاي فني را نيز با اين روش مي توان انجام داد.
طلاي لوله شده هنوز براي فريم عينك يا ساعت هاي طلا مورد استفاده قرار مي گيرند. اما به علت آبكاري با طلا، اين روش اهميت پيشين خود را از دست داده است. طلاي لوله شده را كه معمولاً طلاي 14 عيار است، به بلوك ها يا قطعاتي از آلياژهاي مس يا استيل جوش مي دهند. سپس آنها را لوله مي كنند يا به شكل دلخواه در مي آورند كه نوارها يا سيم هايي با روكش هاي طلاي عمدتاً غير متخلخل معمولاً به ضخامت 510 ميكرومتر ايجاد مي شود.. در فرآيند ايجاد روكش طلا با آتش، بخشي كه بايد روكش طلا بگيرد با ملقمه طلا رنگ مي كنند. به كمك حرارت جيوه را تبخير مي كنند و در نهايت يك لايه نسبتاً ضخيم از طلا بر جاي مي ماند. از نظر مسائل بهداشتي، اين فرآيند مشكلات و دردسرهاي بسيار دارد.
رسوب يا نهشت بخار طلا:
شيشه هاي در و پنجره يا شيشه هاي ساختمان را با كمك لايه هاي بسيار نازكي از طلا در فرآيند پراكندن (تبخير كاتدي) در برابر گرما و بازتاب پرتوهاي فروسرخ عايق مي كنند.
مواد پلاستيكي را مي توان به كمك پراكندن در خلاء با پوشش نازكي از طلا پوشاند. اين ورقه هاي زراندود را در فناوري فضانوردي نيز بكار مي برند كه نمونه آن لباس فضا نوردي است و با پوشش هاي بازتاب كننده به عنوان محافظ در برابر گرما کاربرد دارد.
طلاي برگه اي يا كم ضخامت :
اين طلا معمولاً از طلاي ناب يا آلياژ طلا- نقره- مس با مقادير بالايي طلا ساخته مي شود. صفحه بلوري (100 ) در طلاي برگه اي يا كم ضخامت كوبيده شده در همان صفحه برگه يا پوشش نازك قرار دارد. از طلاي برگه اي در زراندود كردن مجسمه هاي چوبي، حاشيه كتاب ها و چاپ استفاده مي شود.
در نوشيدني هاي خاصي مانند ( Danziger Goldwasser ) و اخيراً در برخي خوراك ها براي جلوه دادن و جلب توجه كردن از آن استفاده مي شود.در قديم، از رول هاي كوچك برگه هاي طلا براي پركردن حفرات و سوراخ هاي دندان استفاده مي شد.
كاتاليزور:
طلا از نظر كاتاليزوري در فلزات فعال اهميتي ندارد. گهگاه از آن بعنوان افزودني به كاتاليزورهاي نقره اي يا گروه پلاتين استفاده مي شود.
بخار پلاتين كه در طي اكسيداسيون آمونياك به اسيد نيتريك از كاتاليز پلاتين- روديم بدست مي آيد از طلا يا طلا- پالاديم حاصل مي شود. اين فرآيند براي مدت طولاني كاربرد صنعتي داشته است.
جايگزين ها
تقريبا هيچ فلز يا آلياژ از نظر خواص جايگزين طلا نميباشد. تنها عاملي كه ميتواند مساله جايگزيني را شدت بخشد، قيمت بالاي طلا است. كاربرد پالاديم و پلاتين بعنوان جانشين نيز ارتباط نزديكي به قيمت داشته و مصرف كننده بيشتر تمايل به استفاده از طلا دارد.
در صنايع الكترونيك چند ماه جايگزين از قبيل آلياژ (نيكل- قلع) پالاديم يا (پالاديم- نقره) ميتوانند بكار گرفته شوند كه اغلب آنها با پوشش نازكي از طلا همراه بوده و اين پوشش آنها را از اكسيده شدن حفظ ميكند، در حال حاضر طلا جايگاه اصلي خود را در ساخت زيورآلات و مصارف صنعتي حفظ كرده است.
محصولات فرعي و همراه
اكثر طلاي جهان از معادني ميآيد كه در آنجا طلا محصول اصلي ميباشد، اما مقادير مهمي نيز در حين تصفيه فلزات ديگر به ويژه مس بازيابي ميشوند. در ايالات متحده آمريكا در خلال سال 1983 حدود 20 درصد كل توليد، محصول نوعي استخراج فلز پايه به ويژه مس بود. طلا در چندين كشور از كانيهاي مس بازيابي ميشود. براي مثال اين فلز از كانيهاي نيكل در كانادا، از كانيهاي پلاتين در آفريقاي جنوبي بازيابي شده و ساير كشورهايي كه در آن طلا به عنوان يك محصول فرعي مهم توليد ميگردد ميتوان كشورهاي فيليپين، استراليا، گينه جديد، مكزيك، روسيه و ايران را نام برد.
نقره به خاطر همراهي و ارتباط آن با طلا به عنوان يك محصول همراه طلا استخراج ميگردد. در تصفيه نهايي طلا به عنوان يك محصول فرعي در كشور ايالات متحده، مقادير مهمي از فلزات خانواده پلاتين (به ويژه پالاديوم) نيز بازيابي ميشوند. ارتباطات مختلف بين محصولات همراه طلا در اين كشور در جدولهاي 26 و 27 نشان داده شده است. در سرتاسر جهان كانيهاي طلا و كانسارهاي آبرفتي محصولات فرعي ارزشمندي را فراهم ميآوردند. براي مثال ميتوان به چندين معدن طلاي مهم آفريقاي جنوبي اشاره نمود كه در آنها اورانيوم به عنوان يك محصول همراه توليد ميگردد.
جدول شماره 26: روابط محصولات فرعي و همراه طلا در ايالات متحده آمريكا در سال 1982.
ادامه جدول26
جدول شماره 27: مقدار طلاي قابل بازيابي و درجه متوسط آن در ارتباط با طلا، مس و ساير كانيهاي توليد شده در ايالت متحده در سالهاي (1974-83)
ادامه جدول 27
ادامه جدول 27
ميزان مصرف ظاهري طلا در جهان در طي اين دوره ( 1997 – 2001) با نرخ رشد 2/1-%، از 9/2549 تن در سال 1997 به 5/2520 تن در سال 1999 و 8/2419 تن در سال 2001 کاهش يافته است(جدول 28).
در محاسبه مصرف ظاهري، در قسمت توليد از محتواي فلز كانسنگ استخراج شده از معدن و در بخش صادرات و واردات از مجموع صادرات و واردات فلز و قراضه استفاده شده است.
جدول28- ميزان مصرف ظاهري طلا در سالهاي 2001-1997 (تن)
شکل7- ميزان مصرف ظاهري طلا در سالهاي 2001-1997
مصرف طلا در كشورهاي استراليا، اندونزي و امريكا روند افزايشي داشته است. افزايش مصرف استراليا قابل توجه (متوسط نرخ رشد 5/79 درصد) ميباشد. مصرف جهاني طلا تغيير چنداني نداشته و تنها در سالهاي اخير كمي كاهش داشته است.
امروزه افزايش کاربرد طلا در كامپيوترها، تجهيزات ارتباطي، ساخت لوازم تحقيقاتي، لوازم الکترونيکي، دندان سازي، جواهر سازي، آلياژهاي ويژه، موتور فضاپيماها و هواپيماي جت، مجسمه سازي و آب طلاکاري، مصرف طلا در جهان افزايش يافته است.
ميزان مصرف ظاهري طلای ساخته شده در جهان در طي اين دوره ( 1990– 1994) از 4/2639 تن در سال 1990 به 2921 تن در سال 1994 افزايش يافته است(جدول 29).
جدول29- ميزان مصرف طلاي ساخته شده درجهان در سالهاي1990- 1994( تن)
فعاليت هاي ديگر:
