Vergolden
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Als Vergolden bezeichnet man das Überziehen metallischer und nichtmetallischer Gegenstände mit Gold.
Durch seine Eigenschaft als Edelmetall ist Gold eines der korrosionsbeständigsten Metalle. In reiner Form ist Gold aber als Grundwerkstoff für Bauteile und Alltagsgegenstände nur schlecht geeignet, weil es wegen seiner Seltenheit sehr teuer ist und es eine geringe Festigkeit hat. Das Überziehen leicht verfügbarer und alltagstauglicher Materialien mit einer Goldschicht wurde schon seit der Antike als sinnvoll angesehen.
Grundwerkstoffe
Die bedeutendste Gruppe von Materialien, die sich besonders gut zum Vergolden eignen, sind die Metalle und Metalllegierungen, besonders Stahl, Edelstahl, Zink, Messing, Bronze, Kupfer, Silber und viele weitere. An nichtmetallischen Materialien werden etwa Porzellan, Glas, Keramik, Holz, Papier, Kunststoff und in seltenen Fällen sogar Textilien vergoldet.
Inzwischen kann man dank neuester Technik fast alle organischen und anorganischen Materialien dauerhaft vergolden. Dies geschieht durch neue Verfahren in der Galvanik.
Funktionen
Historisch gesehen sind die wichtigsten Funktionen von Goldschichten und -überzügen:
- Dekoratives Aussehen
- Werthaltiges und prestigeträchtiges Aussehen
- Bedeutung für Kulthandlungen und Religion
- Korrosionsbeständigkeit
In der Neuzeit kamen noch die folgenden Funktionen hinzu:
- Dauerhaft niedriger elektrischer Übergangswiderstand bei Steckern und Kontakten
- Spezialeigenschaften für die Halbleitertechnik, zum Beispiel Bondbarkeit
Goldüberzüge
Goldüberzüge können aus reinem Gold bestehen, in den meisten Fällen wird als Überzugswerkstoff jedoch eine für den jeweiligen Zweck geeignete Goldlegierung gewählt. Die Goldlegierungen unterscheiden sich in der Farbe: Rotgold, Gelbgold, Weißgold und Rosé. Auch grüne und blaue Farbtöne sind möglich. Die Farbtöne werden durch folgende Legierungselemente erreicht: Kupfer für Rotgold, Silber, Cadmium und Zink für Gelb- bis Weißgold, Nickel für Weißgold und Indium für Blaugold.
Wichtiger als die Farbe ist für technische Anwendungen die Härte und Verschleißbeständigkeit des Überzugs. Diese Eigenschaften werden hauptsächlich durch die Legierungselemente Eisen, Kobalt und Nickel verbessert. Einen solchen Goldüberzug nennt man Hartgold. Die Legierungselemente sollen Härte und Verschleißfestigkeit verbessern. Die eingesparte Goldmenge ist dagegen vernachlässigbar.
Verfahren
Die zwei grundsätzlichen Techniken der Vergoldung sind die mechanische und die chemische Verfahrensweise. Die mechanischen Vergoldungsarten sind die ältesten Verfahren; dabei wurde Goldblech geplättet. Man differenziert zwischen Glanz- und Mattvergoldung, Polimentvergoldung, Ölvergoldung, Mordentvergoldung und Hinterglasvergoldung. Die chemischen Vergoldungen entstanden mit Ausnahme der Feuervergoldung erst viel später. Mit der Galvanotechnik erreichte die chemische Vergoldung ihren Höhepunkt.
Als Vergolderei wird ein Handwerksbetrieb bezeichnet, der sich primär mit der Veredelung von Holz, Metall- oder Kunststoffoberflächen beschäftigt.
Elektrochemische Zementation
Die Zementation beruht darauf, dass beim Eintauchen von z.B. einem Kupferblech in eine Gold(III)-chloridlösung die edleren Goldionen reduziert werden und sich auf der Oberfläche des Kupfers abscheiden, wobei Kupfer zu Kupfer(II)-Ionen oxidiert wird.
- $ \mathrm {2\ Au^{3+}+3\ Cu\longrightarrow 2\ Au+3\ Cu^{2+}} $
Hierbei muss die Kupferoberfläche aber vorher gut gereinigt bzw. geätzt und die Lösung schwach alkalisch eingestellt werden. Nach der Abscheidung des Goldes in einer Schicht von einigen Mikrometern kann man die Haftung erhöhen, wenn man den Gegenstand bei Temperaturen um 700 °C erhitzt, wobei zwischen dem Kupfer und der Goldschicht eine Diffusionszone entsteht.
Das Verfahren der Zementation ist bereits aus der Metallurgie der präkolumbischen Andenkultur bekannt. Zur Herstellung der Goldchloridlösung wurden vermutlich Goldfolien in einer heißen Lösung aus Kaliumaluminiumsulfat, Kaliumnitrat und Natriumchlorid aufgelöst, was allerdings mehrere Tage in Anspruch nahm.
Galvanische Verfahren
Die meisten Goldüberzüge werden heute durch galvanotechnische Verfahren aufgebracht. Die Galvanotechnik hat viele ältere Verfahren komplett verdrängt. Die meist metallischen Gegenstände werden in einen Goldelektrolyt eingetaucht und durch das Anlegen einer elektrischen Spannung scheidet sich ein Goldüberzug ab. Das erste Patent zur Abscheidung von Gold aus cyanidhaltigen Bädern wurde 1840 an George Richards Elkington und Henry Elkington erteilt. Beim galvanischen Verfahren werden Gold(I)- oder Gold(III)-Ionen meist aus cyanidischen Elektrolyten bei sauren, neutralen oder alkalischen pH-Werten durch Elektronenaufnahme kathodisch zu elementarem Gold reduziert. Durch Variation von Temperatur, Spannung bzw. Stromstärke und Elektrolysezeit lassen sich Schichtdicken von 0,1 bis 200 μm erzeugen.
Keramische Aufbrennvergoldung
Durch speziell präparierte Lösungen von Goldsalzen und Haftvermittlern wie Rhodium(III)-oxiden lässt sich ein metallischer Goldauftrag auf Glas und Keramik erreichen. Je nach den Parametern erscheint das Metall in matt oder glänzend nach dem Brand. Das Verfahren wird in der Dentalpräparation, aber auch zum Vergolden von Keramik, Porzellan (Goldrand) und Gläsern eingesetzt.
Walzvergoldung
Die Goldplattierung (Doublé) beruht auf mechanischer Vereinigung von fremdem Metall und Goldblech durch starken Druck. Das Verfahren wird zur Halbzeugherstellung, woraus preiswerter Goldschmuck gefertigt wird, angewendet. Die gewalzte Goldauflage ist unlösbar und sehr dauerhaft. Ein Nachteil der Walzvergoldung besteht darin, dass die Gegenstände nicht allseitig bedeckt werden. Walzgolddoublé bestimmter Stärke ist auch ein Qualitätskennzeichen.
Aufdampfen in Vakuum
Das Metall wird mit einer PVD- oder CVD Methode als Golddampf auf das zu beschichtende Werkstück niedergeschlagen. Kunststoffe wie CDs und andere empfindliche Materialien lassen sich dadurch mit Gold beschichten.
Anreibevergoldung
Diese Gruppe von Verfahren ist eher als historisch zu betrachten und wurde weitgehend durch die galvanotechnischen Verfahren verdrängt. Speziell alle Verfahren, die mit Quecksilber oder mit Amalgam arbeiten, sind sehr gesundheitsschädlich und stellen eine große Umweltbelastung dar.
Rote Vergoldung erzeugt man durch Eintauchen des heißen Stückes in Glühwachs, grüne mit silberhaltigem Goldamalgam. Zum Mattieren der vergoldeten Gegenstände erhitzt man sie mit einem geschmolzenen Gemisch von Salpeter, Alaun und Kochsalz, das Chlor entwickelt und Gold löst. Um Nachteile der Feuervergoldung zu vermeiden, überzieht man die Gegenstände auch galvanoplastisch mit Quecksilber, dann reichlich mit Gold und wieder mit Quecksilber und raucht ab. Kupfer verbraucht dabei mehr Gold als Tombak, und auf Silber erscheint die Vergoldung wenig lebhaft. Vergoldetes Silber heißt Vermeil.
Eisen und Stahl amalgamiert man durch Kochen mit Quecksilber, Zink, Eisen(II)-sulfat, Wasser und Salzsäure und behandelt sie dann wie Tombak. Bei der kalten Vergoldung auf Kupfer, Messing, Neusilber und Silber wird Goldzunder (mit Gold(III)-chlorid getränkte und verbrannte Leinwand) mittels des Fingers oder eines in Salzwasser getauchten, etwas verkohlten Korks auf das blanke Metall eingerieben und mit Blutstein poliert. Sie ist viel weniger dauerhaft als die Feuervergoldung auf Silber, aber schöner als diese und wird deshalb häufig auf sehr schwache Feuervergoldung gesetzt. Bei der nassen Vergoldung werden Kupfer, Messing, Tombak, Neusilber, verkupferter Stahl, Weißblech in verdünnte Goldchloridlösung oder in eine kochende Mischung von solcher mit Kaliumcarbonat getaucht, dann gespült, getrocknet und poliert. Man erhält aber immer nur leichte Vergoldungen.
Zu grüner Vergoldung setzt man dem Gold(III)-chlorid Silbernitrat zu. Zum nassen Vergolden von Silber (auch: griechische Vergoldung) taucht man es in eine Lösung von Quecksilber(II)-chlorid und Gold in Salpetersäure. Eisen und Stahl verkupfert man zunächst oder taucht sie nach dem Ätzen mit Salpetersäure in etherische Gold(III)-chloridlösung. Diese durch wiederholtes Eintauchen zu verstärkende Vergoldung haftet noch fester auf mit Salpetersäure matt geätztem Stahl. Dauerhaft ist die Ethervergoldung niemals. Man verkupfert deshalb Eisen und Stahl und benutzt dann die heiße Lösung mit Kaliumcarbonat. Man verbindet auch den Stahl mittels eines Drahts mit Zink und taucht ihn mit diesem in eine Lösung von Goldcyanid in Kaliumcyanid (Zyankali) und Kaliumthiocyanat.
Feuervergoldung
Dieses sehr alte Verfahren wurde bereits von den Ägyptern verwendet. Es hat trotz der Namensanalogie nur sehr wenig Gemeinsamkeiten mit dem Feuerverzinken. Bei der Feuervergoldung wird ein Metallgegenstand, meist Stahl, Buntemetalle oder Silber, mit Goldamalgam bedeckt und anschließend erwärmt. Das Quecksilber aus dem Amalgam verdampft und das reine Gold bleibt übrig. Anschließend kann die Fläche mit Blutstein, auch Hämatit poliert werden. Für die Anwendung dieses Verfahren sind strenge Auflagen nach dem Emissions- sowie Arbeitsschutzgesetz zu erfüllen.
Andere Verfahren
Zum Vergolden von Porzellan benutzt man aus Gold(III)-chlorid durch Oxalsäure oder Eisen(II)-sulfat gefälltes und mit basischem Bismut(III)-nitrat als Flussmittel gemischtes Gold; es muss nach dem Aufbrennen poliert werden.
Die Glanzvergoldung (auch Glanzölvergoldung und Meißener Vergoldung) liefert dagegen direkt eine glänzende Fläche. Sie wird durch Einbrennen einer Lösung von Schwefelgold oder Knallgold in Schwefelbalsam erhalten, ist aber viel weniger haltbar; sie wird schon, wenn man sie einige Male gegen das Haupthaar führt, wie von einer feinen Feile weg genommen.
Blattgold
In der Malerei, vor allem in der Tafelmalerei, wird das Aufbringen von Blattgold auf einen Untergrund auch als Vergoldung bezeichnet. Dieser Untergrund kann unterschiedlich beschaffen sein. In der Buchmalerei kann das Gold direkt auf das Pergament oder auf einen Goldgrund aufgebracht worden sein; dieser Goldgrund findet sich bei der Tafelmalerei meistens. Es handelt sich um eine Grundierung (Polimentvergoldung), die stets aus Bolus (Pigment) und einem Bindemittel besteht.
Siehe auch
- Muschelgold
- Vergoldung (Buch)
- Vermessingen
Literatur
- Emanuel Schreiber: Vergoldungs- und Versilberungskunst durch Einlegen oder Anreiben. Vogt, Weimar 1853
- Leonhard Elsner: Die galvanische Vergoldung und Versilberung sowohl Matt als glänzend. 3. Auflage. Amelang, Leipzig 1856
- Alfred Roseleur: Guide pratique du doreur, de l'argenteur, et du galvanoplaste. Paris 1873 (Digitalisat), mehrere spätere Auflagen
- Johannes Klinger, Roland Thomas: Die Kunst zu vergolden. Beispiele, Techniken, Geschichte. Callwey, München 1989, ISBN 3-7667-0936-4
- H.G. Bachmann, G. Bachmann: Oberflächenvergoldung: Alte und neue Techniken, Chemie in unserer Zeit, 23. Jahrg. 1989, Nr. 2, S. 46, ISSN 0009-2851
- Kathleen P. Whitley: The gilded page. The history and technique of manuscript gilding. Oak Knoll Press, New Castle DE 2000, ISBN 1-884718-58-2 bzw. The British Library, London 2000, ISBN 0-7123-4670-8 (über das Vergolden in der Buchmalerei)
- Hans Kellner: Vergolden. Das Arbeiten mit Blattgold. 4. Auflage. Callwey, München 2002, ISBN 3-7667-1531-3
- Kurt Schönburg: Vergolden und Versilbern, echt und unecht, in: Historische Beschichtungstechniken. Erhalten und bewahren. 2. Auflage. Huss-Medien, Berlin 2005, ISBN 3-345-00889-0
- Kirsten Beuster: Die Kunst-Akademie. Faszination Gold. Tradition – Anwendung – Gestaltung. Englisch Verlag, Wiesbaden 2006, ISBN 978-3-8241-1302-6
Weblinks
Commons: Vergolden – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien