Electroplating
Dalam teknologi pengerjaan logam, proses electroplating dikategorikan sebagai proses pengerjaan akhir (metal finishing). Secara sederhana, electroplating
dapat diartikan sebagai proses pelapisan logam, dengan menggunakan
bantuan arus listrik dan senyawa kimia tertentu guna memindahkan
partikel logam pelapis ke material yang hendak dilapis.
Pelapisan logam dapat berupa lapis seng (zink), galvanis, perak,
emas, brass, tembaga, nikel dan krom. Penggunaan lapisan tersebut
disesuaikan dengan kebutuhan dan kegunaan masing-masing material.
Perbedaan utama dari pelapisan tersebut selain anoda yang digunakan,
adalah larutan elektrolisisnya. Dalam penelitian yang baru belakangan
ini (tahun 2004), dilakukan oleh Tadashi Doi dan Kazunari Mizumoto,
mereka menemukan larutan baru (elektrolisis) yang dinamakan larutan citrate ( kekerasan deposit mencapai 440 VHN)
Proses electroplating mengubah sifat fisik, mekanik, dan
sifat teknologi suatu material. Salah satu contoh perubahan fisik ketika
material dilapis dengan nikel adalah bertambahnya daya tahan material
tersebut terhadap korosi, serta bertambahnya kapasitas konduktifitasnya.
Adapun dalam sifat mekanik, terjadi perubahan kekuatan tarik maupun
tekan dari suatu material sesudah mengalami pelapisan dibandingkan
sebelumnya.
Karena itu, tujuan pelapisan logam tidak luput dari tiga hal, yaitu
untuk meningkatkan sifat teknis/mekanis dari suatu logam, yang kedua
melindungi logam dari korosi, dan ketiga memperindah tampilan (decorative)
Prinsip Dasar Electroplating
Kita mengenal istilah anoda, katoda, larutan elektrolit.
Ketiga istilah tersebut digunakan seluruh literatur yang berhubungan
dengan pelapisan material khususnya logam dan diilustrasikan seperti
pada Gambar 1.
- Anoda adalah terminal positif, dihubungkan dengan kutub positif dari sumber arus listrik. Anoda dalam larutan elektrolit ada yang larut dan ada yang tidak. Anoda yang tidak larut berfungsi sebagai penghantar arus listrik saja., sedangkan anoda yang larut berfungsi selain penghantar arus listrik, juga sebagai bahan baku pelapis.
- Katoda dapat diartikan sebagai benda kerja yang akan dilapisi, dihubungkan dengan kutub negatif dari sumber arus listrik.
- Elektrolit berupa larutan yang molekulnya dapat larut dalam air dan terurai menjadi partikel-partikel yang bermuatan positf atau negatif.
Karena electroplating adalah suatu proses yang menghasilkan
lapisan tipis logam di atas permukaan logam lainnya dengan cara
elektrolisis, maka perlu kita ketahui skema proses electroplating tersebut.
Skema Proses Electroplating
Perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui larutan
elektrolit sehinnga ion logam mengendap pada benda padat yang akan
dilapisi. Ion logam diperoleh dari elektrolit maupun berasal dari
pelarutan anoda logam di dalam elektrolit. Pengendapan terjadi pada
benda kerja yang berlaku sebagai katoda.
Reaksi kimia yang terjadi pada proses electroplating seperti yang terlihat pada Gambar 2 dapat dijelaskan sebagai berikut:
Pada KATODA
Pembentukan lapisan Nikel
Ni2+ (aq) + 2e- →Ni (s)
Pembentukan gas Hidrogen
2H+ (aq) + 2e- →H2 (g)
Reduksi oksigen terlarut
½ O2 (g) + 2H + →H2O (l)
Pada ANODA
Pembentukan gas oksigen
H2O (l) →4H + (aq) + O2 (g) + 4e-
Oksidasi gas Hidrogen
H2 (g) →2H+(aq) + 2e-
Mekanisme terjadinya pelapisan logam adalah dimulai dari
dikelilinginya ion-ion logam oleh molekul-molekul pelarut yang mengalami
polarisai. Di dekat permukaan katoda, terbentuk daerah Electrical Double Layer
(EDL) yang bertindak seperti lapisan dielektrik. Adanya lapisan EDL
memberi beban tambahan bagi ion-ion untuk menembusnya. Dengan gaya
dorong beda potensial listrik dan dibantu oleh reaski-reaksi kimia,
ion-ion logam akan menuju permukaan katoda dan menangkap electron dari
katoda, sambil mendeposisikan diri di permukaan katoda. Dalam kondisi
equilibrium, setelah ion-ion mengalami discharge menjadi atom-atom
kemudian akan menempatkan diri pada permukaan katoda dengan mula-mula
menyesuaikan mengikuti susunan atom dari material katoda.
Demikianlah secara ringkas mekanisme pelapisan logam, pada artikel berikutnya akan dibahas lebih dalam lagi tentang proses chrome plating dan pelapisan lainnya.
0 comments:
Post a Comment