Electroplating[You must be registered and logged in to see this image.]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
Pelapisan log
am 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)
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 ElectroplatingKita mengenal istilah a
noda, 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[You must be registered and logged in to see this image.]
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 ElectroplatingPerpindahan 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.
[You must be registered and logged in to see this image.]Gambar 2. Skema proses electroplating
Reaksi kimia yang terjadi pada proses electroplating seperti yang terlihat pada Gambar 2. Dapat dijelaskan sebagai berikut
Pada KATODAPembentukan lapisan Nikel
Ni
2+ (aq) + 2e
- →Ni
(s)Pembentukan gas Hidrogen
2H
+ (aq) + 2e
- →H
2 (g)Reduksi oksigen terlarut
½ O
2 (g) + 2H
+ →H
2O
(l)Pada ANODAPembentukan gas oksigen
H
2O
(l) →4H
+ (aq) + O
2 (g) + 4e
-Oksidasi gas Hidrogen
H
2 (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.
Referensi :
- Suhdi, Dasar-dasar Teori, draft thesis ITB 2009
- Satoto Indrawan, Menjdai Pengusaha Electroplating Chrome, ANDI 2007. Yogyakarta
- [You must be registered and logged in to see this link.]
- [You must be registered and logged in to see this link.]