Pengaruh Rapat Arus Dan Temperatur Elektrolit Terhadap Ketebalan Lapisan Dan Efisiensi Katoda Pada Elektroplating Tembaga Untuk Baja Karbon Sedang

dokumen-dokumen yang mirip
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

I. PENDAHULUAN. Teknologi pelapisan logam dewasa ini banyak dikembangkan, kebutuhan

PENGARUH VARIASI RAPAT ARUS TERHADAP KETEBALAN LAPISAN ELEKTROPLATING SENG PADA BAJA KARBON RENDAH. Nizam Effendi *)

II. TINJAUAN PUSTAKA. terbentuk dari larutan logam dan kompon iron carbide. Kandungan karbon

Hasil Penelitian dan Pembahasan

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Proses akhir logam (metal finishing) merupakan bidang yang sangat luas,

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... LEMBAR PERSETUJUAN... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL...

STUDI EKSPERIMENTAL TENTANG PENGARUH VARIASI RAPAT ARUS PADA HARD CHROME ELECTROPLATING TERHADAP KARAKTERISTIK PERMUKAAN BAJA KARBON RENDAH

PELAPISAN EMAS PADA KERAJINAN TANGAN PEWTER UNTUK MENINGKATKAN NILAI JUAL

PELAPISAN EMAS PADA KERAJINAN TANGAN PEWTER UNTUK MENINGKATKAN NILAI JUAL

PENGARUH WAKTU DAN LUAS PERMUKAAN TERHADAP KETEBALAN PRODUK PADA ELEKTROPLATING ACID ZINC

PENGARUH SUHU LARUTAN ELEKTROLIT DAN WAKTU PELAPISAN TEMBAGA PADA PLAT BAJA LUNAK TERHADAP NILAI KETEBALAN ABSTRACT

Pengaruh Parameter Proses Pelapisan Nikel Terhadap Ketebalan Lapisan

STUDI PELAPISAN KROM DENGAN PROSES ELEKTROPLATING PADA HANDEL REM SEPEDA MOTOR DENGAN VARIASI RAPAT ARUS

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. Dalam teknologi pengerjaan logam, proses electroplating. dikategorikan sebagai proses pengerjaan akhir (metal finishing).

PENGARUH KONSENTRASI NIKEL DAN KLORIDA TERHADAP PROSES ELEKTROPLATING NIKEL

BAB I PANDAHULUAN. Berbagai industri barang perhiasan, kerajinan, komponen sepeda. merupakan pelapisan logam pada benda padat yang mempunyai

W, 2016 PENGGUNAAN MULTIMEDIA PEMBELAJARAN UNTUK MENINGKATKAN PRESTASI BELAJAR PADA MATA KULIAH KOROSI DAN PELAPISAN LOGAM

Pengaruh Rapat Arus Terhadap Ketebalan Dan Struktur Kristal Lapisan Nikel pada Tembaga

PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KETEBALAN LAPISAN TEMBAGA PADA PROSES ELEKTROPLATING PLAT BAJA KARBON RENDAH

Pengaruh Jarak Anoda-Katoda dan Durasi Pelapisan Terhadap Laju Korosi pada Hasil Electroplating Hard Chrome

KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK HASIL ELEKTROPLATING NIKEL KARBONAT (NiCO 3 ) PADA TEMBAGA (Cu)

STUDI PELAPISAN KROM DENGAN PROSES ELEKTROPLATING PADA HANDEL REM SEPEDA MOTOR DENGAN VARIASI WAKTU PENAHAN CELUP TERHADAP KETEBALAN LAPISAN

PELAPISAN STAINLESS STEEL AISI 304 MENGGUNAKAN NIKEL (Ni) MELALUI PROSES ELEKTROPLATING

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

PUBLIKASI ILMIAH. Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik.

PENGARUH VARIASI TEGANGAN DAN WAKTU PELAPISAN TERHADAP KEKILAPAN, KEKERASAN DAN KEKASARAN PERMUKAAN ALUMINIUM

PENGARUH KONSENTRASI CuCN DAN GELATIN DALAM ELEKTROLIT GEL CuCN TERHADAP KETEBALAN LAPISAN TEMBAGA PADA ELEKTROPLATING BAJA JIS G 3141

VARIASI RAPAT ARUS DALAM PROSES PELAPISAN KHROMIUM KERAS PADA CINCIN TORAK. Yusep Sukrawan 1

KIMIA ELEKTROLISIS

PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KETEBALAN LAPISAN TEMBAGA PADA PROSES ELEKTROPLATING PLAT BAJA KARBON RENDAH

PENGARUH WAKTU PENCELUPAN DAN TEMPERATUR PROSES ELEKTROPLATING TERHADAP KETEBALAN DAN KEKERASAN PERMUKAAN BAJA ST 42

BAHAN BAKAR KIMIA. Ramadoni Syahputra

PENINGKATAN KETAHANAN KOROSI BAJA JIS S45C HASIL ELECTROPLATING NIKEL PADA APLIKASI MATERIAL CRYOGENIC

PENINGKATAN KUALITAS PRODUK INDUSTRI KECIL PERALATAN RUMAH TANGGA DENGAN PELAPISAN LOGAM

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. (C), serta unsur-unsur lain, seperti : Mn, Si, Ni, Cr, V dan lain sebagainya yang

PENGARUH WAKTU PADA ELEKTROPLATING KROM DEKORATIF DENGAN LOGAM BASIS TEMBAGA TERHADAP LAJU KOROSI

Momentum, Vol. 13, No. 2, Oktober 2017, Hal ISSN

berat yang terkandung dalam larutan secara elektrokimia atau elektrolisis; (2). membekali mahasiswa dalam hal mengkaji mekanisme reaksi reduksi dan

Elektroda Cu (katoda): o 2. o 2

PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN DAN WAKTU PELAPISAN NIKEL PADA ALUMINIUM TERHADAP KEKERASAN

I. COATING DAN PROSES PELAPISAN. Gambar.1.1. Skema Elektroplating

BAB I PENDAHULUAN. material lainnya yang dipergunakan sehari-hari memerlukan proses. penyelesaian akhir sebelum digunakan. Proses ini disebut dengan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian

BAB I PENDAHULUAN. Melihat kerugian yang terjadi yang akan ditimbulkan oleh korosi. ini maka berbagai usaha dilakukan untuk dapat mencegah korosi

PENGARUH ph LARUTAN ELEKTROLIT TERHADAP TEBAL LAPISAN ELEKTROPLATING NIKEL PADA BAJA ST 37. Abstrak

PENGARUH LAJU KOROSI PELAT BAJA LUNAK PADA LINGKUNGAN AIR LAUT TERHADAP PERUBAHAN BERAT.

BAB I PEDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Pipa merupakan salah satu kebutuhan yang di gunakan untuk

BAB II KOROSI dan MICHAELIS MENTEN

PENGARUH PROSENTASE KARBON PADA BAJA KARBON PROSES ELECTROPLATING TEMBAGA

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

TUGAS AKHIR KARAKTERISASI PERMUKAAN MULTILAPIS KROM DAN TEMBAGA PADA BAJA KARBON HASIL PROSES ELECTROPLATING

STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN VARIASI WAKTU PENCELUPAN 10, 20, 30, 40, 50 MENIT DAN TEGANGAN 9 VOLT DENGAN ARUS 5 AMPERE

ELEKTROKIMIA. VURI AYU SETYOWATI, S.T., M.Sc TEKNIK MESIN - ITATS

Moch. Novian Dermantoro NRP Dosen Pembimbing Ir. Muchtar Karokaro, M.Sc. NIP

HASIL DAN PEMBAHASAN. Struktur Karbon Hasil Karbonisasi Hidrotermal (HTC)

PENGARUH VARIASI TEGANGAN DAN WAKTU PADA PROSES PELAPISAN NIKEL TERHADAP KEKUATAN BENDING BAJA ST 41

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGARUH INSTALASI DAN VARIASI WAKTU PELAPISAN NIKEL TERHADAP KETEBALAN LAPISAN NIKEL PADA BAJA KARBON MENENGAH

LAPORAN PENELITIAN PROSES PENYEPUHAN EMAS

Mengubah energi kimia menjadi energi listrik Mengubah energi listrik menjadi energi kimia Katoda sebagi kutub positif, anoda sebagai kutub negatif

PENGARUH SUHU DAN WAKTU PELAPISAN TEMBAGA-NIKEL PADA BAJA KARBON RENDAH SECARA ELEKTROPLATING TERHADAP NILAI KETEBALAN DAN KEKASARAN

PENGARUH VARIASI WAKTU ANODIZING TERHADAP STRUKTUR PERMUKAAN, KETEBALAN LAPISAN OKSIDA DAN KEKERASAN ALUMINIUM 1XXX. Sulaksono Cahyo Prabowo

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Korosi Baja Karbon dalam Lingkungan Elektrolit Jenuh Udara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. sehingga dapat menghasilkan data yang akurat.

PENGARUH RAPAT ARUS DAN WAKTU PELAPISAN PADA PROSES ELECTROPLATING TERHADAP KETEBALAN LAPISAN KROM

UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

PENGARUH RAPAT ARUS DAN WAKTU PADA PULSE ELECTRODEPOSITION OF NICKEL TERHADAP MIKROSTRUKTUR LAPISAN DEPOSIT DAN LAJU KOROSI AISI 410

Sudaryatno Sudirham ing Utari. Mengenal. Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material (1)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAHAN BAKAR KIMIA (Continued) Ramadoni Syahputra

PELAPISAN ALLOY BERBASIS NIKEL PADA SUBSTRAT CARBON STEEL UNTUK SISTEM PEMIPAAN PADA PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI PANAS BUMI

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI DAYA HANTAR LISTRIK

Sel Volta (Bagian I) dan elektroda Cu yang dicelupkan ke dalam larutan CuSO 4

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

NASKAH PUBLIKASI ILMIAH

PENGARUH VOLTASE DAN WAKTU TERHADAP PENGENDAPAN LOGAM MANGAN DAN SENG PADA LEMPENG TEMBAGA MENGGUNAKAN METODE ELEKTROPLATING

Pengaruh Rapat Arus dan Asam Borat terhadap Kualitas dan Morfologi Hasil Elektrodeposisi Kobal pada Substrat Tembaga

OPTIMASI KONDISI PROSES ELEKTROKOAGULASI LOGAM KROMIUM DALAM LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

RECOVERY TEMBAGA (Cu) DARI LIMBAH PENGOLAHAN/PELEBURAN EMAS MENGGUNAKAN BAK ELEKTROLISIS BERTINGKAT DAN MESIN PENGONTROL DEBIT AIR LIMBAH

Pengaruh Kuat Arus Terhadap Ketebalan Lapisan Dan Laju Korosi (Mpy) Hasil Elektroplating Baja Karbon Rendah Dengan Pelapis Nikel

ANALISIS LAJU KOROSI PADA BAJA KARBON DENGAN MENGGUNAKAN AIR LAUT DAN H 2 SO 4

PENGARUH LOGAM TEMBAGA DALAM PROSES PENYISIHAN LOGAM NIKEL DARI LARUTANNYA DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEKTRODEPOSISI TUGAS AKHIR

TUGAS AKHIR. Tugas Akhir Ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

ANALISA PENGARUH TEGANGAN DAN SUHU ELEKTROLIT PADA KUALITAS PEWARNAAN KOMPOSIT AL 6061 ABU BATUBARA

3. ELEKTROKIMIA. Contoh elektrolisis: a. Elektrolisis larutan HCl dengan elektroda Pt, reaksinya: 2HCl (aq)

Retno Kusumawati PENDAHULUAN. Standar Kompetensi : Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan seharihari.

Elektrokimia. Tim Kimia FTP

ANALISIS PROSES TEMPERING PADA BAJA DENGAN KANDUNGAN KARBON 0,46% HASILSPRAY QUENCH

Hasil dan Pembahasan

PENGOLAHAN LIMBAH RUMAH TANGGA DENGAN PROSES ELEKTROLFOKULATOR SECARA BATCH

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.2 DATA HASIL ARANG TEMPURUNG KELAPA SETELAH DILAKUKAN AKTIVASI

ANALISIS TEGANGAN DAN WAKTU PADA PROSES ELECTROPLATING NIKEL - KROM TERHADAP TEBAL LAPISAN

ANALISIS VARIASI WAKTU PROSES HARD CHROME TERHADAP KEKERASAN DAN KETEBALAN LAPISAN PADA BESI COR KELABU. Yusep Sukrawan 1 ABSTRAK

Transkripsi:

Pengaruh Rapat Arus Dan Temperatur Elektrolit Terhadap Ketebalan Lapisan Dan Efisiensi Katoda Pada Elektroplating Tembaga Untuk Baja Karbon Sedang Harnowo Supriadi 1, Zulhanif 2, Khoiril Fadlil 3 Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Lampung Gedung H Fakultas Teknik, Jl. Prof. Soemantri Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung, 35145 Telp: (0721) 3555519 Fax: (0721) 704947 Email : harnowo@unila.ac.id Abstract Acid copper electroplating has a quite wide current density and electrolyte temperature range, allowing the diversity of the coating result. The specimen is medium carbon steel AISI 1045, pure copper has a role as anode, and sulfuric acid plays the role of electrolyte. Electroplating process conducted by the variations of current density 2, 3, 4, and 5 A/dm 2, and electrolyte temperature 30, 40, and 50 o C, which lasted for 10 minutes. The layer resulted was measured its mass and thickness, and then we can obtain its cathode efficiency. From the research, the actual coating thickness deviation obtained against its theoretical value is 0.42 to 18.37%. While the cathode efficiency resulted is between 78.33 to 97.78%. Based on coating thickness and cathode efficiency, the optimum conditions for electroplating process is gained at current density 3 A/dm 2 and electrolyte temperature 40 o C. Keywords : electroplating, copper, current density, electrolyte temperature, coating thickness, cathode efficiency. PENDAHULUAN Untuk meningkatkan masa pakai dari sebuah produk logam, ditempuhlah berbagai macam cara, mulai dari heat treatment terhadap permukaan sampai dengan proses pelapisan. Proses pelapisan (coating) sendiri selain bertujuan untuk meningkatkan usia pakai suatu produk juga berfungsi sebagai unsur dekoratif. Dengan pelapisan permukaan, suatu produk akan dapat menyuguhkan penampilan yang lebih menarik. Salah satu proses pelapisan permukaan yang dikenal luas, yang sesuai untuk melapisi baja karbon sedang, baik di kalangan industri maupun masyarakat awam adalah metode pelapisan dengan menggunakan elektroplating. Prinsip dasar dari metode pelapisan ini dengan mengalirkan arus DC melalui sebuah penghantar, dimana penghantar tersebut dihubungkan dengan anoda dan katoda, yang keduanya dibenamkan ke dalam suatu larutan elektrolit. Ion dari anoda akan terlepas melapisi katoda, sehingga lapisan luar katoda akan terlapisi dengan partikel benda yang baru. Pada proses elektroplating, tidak terjadi pemanasan pada komponen yang akan dilapisi, sehingga tidak ada resiko kerusakan sifat mekanik yang mungkin terjadi (Daryanto, 1999). Salah satu material pelapis yang dapat digunakan dalam proses pelapisan dengan metode elektroplating adalah tembaga. Pelapisan elektroplating tembaga dapat diaplikasikan guna mencapai kondisi permukaan yang dikehendaki, baik dari segi kepentingan dekoratif maupun yeng berkenaan dangan elektrifikasi. Pelapisan tembaga asam memiliki range rapat arus dan temperatur proses yang cukup lebar yang memungkinkan terjadinya keberagaman lapisan yang dihasilkan. Hal ini sangat mungkin dapat terlihat pada kisaran nilai ketebalan lapisan dan juga efisiensi katodanya. Oleh sebab itu, perlu adanya suatu penyederhanan dan penentuan titik operasi optimum dalam rangka mencapai hasil 30

pelapisan yang terbaik yang sesuai dengan apa yang kita kehendaki dari proses pelapisan tersebut. Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk melihat masingmasing pengaruh rapat arus dan temperatur elektrolit, serta mempelajari pengaruh dari kombinasi keduanya terhadap besaran ketebalan lapisan dan efisiensi katoda yang dihasilkan. Serta mampu menentukan kombinasi rapat arus dan temperatur elektrolit optimum dalam rangka memperoleh efisiensi elektroda terbaik. TINJAUAN PUSTAKA Tembaga merupakan salah satu logam nonferrous yang memiliki kekuatan yang cukup tinggi untuk dapat digunakan tanpa harus berupa paduan. Tembaga yang tingkat kemurniannya sangat tinggi memiliki massa jenis sebesar 8,933 g/cm 3 (Purwanto, 2006). Tegangan tarik dari tembaga dirol berat mencapai 375 N/mm 2, sehingga untuk kebutuhan pemesinan yang kekuatannya lebih besar, tembaga harus dalam bentuk paduan (Daryanto, 1999). Sifat lunaknya membuatnya mudah untuk dibentuk menjadi batangan, serabut, dan pipa. Tembaga memiliki konduktivitas panas dan listrik yang sangat baik, dan mempunyai ketahanan korosi yang baik pula. Penggolongan lapisan tembaga pada suatu material baja karbon dipengaruhi oleh ketebalan lapisan tembaga yang menutupi permukaan baja. Dari penggolongan ini nantinya dapat dispesifikasikan aplikasi yang mungkin digunakan (Wahyudi,1999). Tabel 2. Kaitan ketebalan lapisan dengan pengkelasan dan aplikasi lapisan tembaga Kelas Aplikasi 0 Heat treat shield 1 Carburizing shield, decarburizing shield, PCB Ketebalan Lapisan (μm) 25,4 139,7 Min. 25,4 2 Undercoat Min. 12,7 3 Solderability Min. 5,08 4 Solderability 2,54 5,08 Proses Elektroplating Proses elektroplating merupakan proses perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui elektrolit sehingga ion logam tersebut mengendap pada benda padat konduktif dan membentuk lapisan logam (Purwanto,2006). Ion logam diperoleh langsung dari elektrolit atau dengan pelarutan anoda logam ke dalam elektrolit. Lapisan logam yang mengendap disebut juga sebagai deposit. Proses pelapisan logam secara elektroplating merupakan fenomena kebalikan dari korosi. Prinsip utama proses elektroplating dapat dilihat pada gambar 1 (Van Vlack,1994). Gambar 1. Skema sederhana proses elektroplating Dalam pelapisan elektroplating diperlukan dua buah elektroda, larutan elektrolit dan sumber elektron. Dalam prakteknya, elektron dihasilkan oleh suatu sumber arus listrik searah (DC), dapat berupa batu baterai, accumulator, atau pengubah arus (rectifier) yang dihubungkan dengan elektroda. Sumber arus listrik DC dihubungkan dengan dua buah elektrolit, yaitu anoda dan katoda. Anoda terhubung dengan kutub positif dari sumber arus, sedangkan katoda terhubung dengan kutub yang berlawanan. Arus listrik, yeng bermuatan elektron, mengalir dari anoda ke 31

katoda melalui elektrolit, sehingga benda yang diposisikan sebagai anoda adalah logam yang digunakan untuk melapisi. Sementara sebagai katodanya benda yang akan dilapisi. Ion logam (Mn+) dalam elektrolit yang bermuatan positif menuju benda kerja sebagai katoda yang bermuatan negatif, sehingga ion logam (Mn+) akan tereduksi menjadi logam M dan mengendap di katoda membentuk lapisan logam (deposit). Menurut reaksi: M n+ + n e- M 0 Posisi ion logam dalam elektrolit yang telah tereduksi dan menempel di katoda akan digantikan oleh anoda logam yang teroksidasi dan larut dalam elektrolit atau dari penambahan larutan senyawa logam. Sehingga pada anoda terjadi oksidasi menurut reaksi: M 0 M n+ + n e- Apabila proses elektroplating berjalan seimbang maka konsentrasi elektrolit akan tetap, anoda makin lama makin berkurang, dan terjadi pengendapan logam yang melapisi katoda sebagai benda kerja. Tebal lapisan yang terbentuk pada katoda dapat dihitung dengan persamaan berikut (Hakim, 2005) : d = V/A dengan : d = Tebal lapisan (cm) V = volume lapisan yang menempel pada katoda A = Luas permukaan katoda yang terlapisi (cm2). Efisiensi plating pada umumnya dinyatakan sebagai efisiensi arus anoda maupun katoda. Efisiensi katoda yaitu arus yang digunakan untuk mengendapkan logam pada katoda yaitu disebandingkan dengan total arus masuk. Arus yang tidak dipakai untuk pengendapan digunakan untuk penguraian air membentuk gas hidrogen, hilang menjadi panas atau pengendapan logam-logam lain sebagai impuritas yang tak diinginkan. Efisiensi anoda yaitu perbandingan antara jumlah logam yang terlarut dalam elektrolit sebanding dengan jumlah teoritis yang dapat larut menurut Hukum Faraday. Kondisi plating dikatakan baik bila diperoleh efisiensi katoda sama dengan efisiensi anoda, sehingga konsentrasi larutan bila menggunakan anoda aktif akan selalu tetap. Efisiensi arus katoda sering dipakai sebagai pedoman menilai apakah semua arus yang masuk digunakan untuk mengendapkan ion logam pada katoda sehingga didapat efisiensi plating sebesar 100% ataukah lebih kecil. Adanya kebocoran arus listrik, larutan yang tidak homogen dan elektrolisis air merupakan beberapa penyebab rendahnya efisiensi. Efisiensi katoda dituliskan sebagai berikut : η = W / W dengan W : berat nyata endapan pada katoda W : berat teoritis endapan pada katoda menurut Hukum Faraday. METODE PENELITIAN Bahan uji/benda kerja yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja karbon sedang AISI 1045 dengan dimensi spesimen uji 40 x 25 x 4 mm. Sehingga luas permukaannya adalah sebesar 0,252 dm 2. Dengan bahan pelapis tembaga murni. Penelitian dilakukan dengan melalui serangkaian urutan kegiatan, diawali dengan kegiatan preparasi alat, bahan dan komponen penelitian lainnya, sampai dengan pengujian hasil penelitian, guna memperoleh data data akurat mengenai penelitian yang dilakukan. Secara rinci, penelitian yang dilakukan dapat dijabarkan sebagai urut-urutan kegiatan sebagai berikut : 1. Penyediaan dan Perakitan Alat Pelapisan 2. Pembuatan Larutan Elektrolit 3. Persiapan Benda Kerja a. Pengkondisian kerataan permukaan b. Pembersihan Alkali dan Pengompleks c. Pencelupan asam (acid dipping) 4. Proses Pelapisan dan Pengujian Hasil Pelapisan Penelitian ini menggunakan dua variabel bebas 32

data, yakni rapat arus dan temperatur elektrolit. Untuk sampai pada nilai efisiensi katoda, maka dibutuhkan massa aktual lapisan dan massa teoritis lapisan. Besaran massa aktual lapisan didapat dari pengurangan massa akhir spesimen setelah dilapisi dikurangi massa awal spesimen sebelum dilapisi. Sementara besaran massa teoritis lapisan diperoleh dari rumusan hukum Faraday. Ketebalan aktual lapisan adalah ketebalan lapisan rata-rata yang diperoleh dari hasil pengujian ketebalan lapisan di beberapa titik pada sampel yang diukur menggunakan mikroskop. Sedangkan ketebalan teoritisnya didapat dari penerapan hukum Faraday pula. 4 5 40 0.15 0.147 97.78 50 0.15 0.14 93.33 30 0.2 0.157 78.33 40 0.2 0.18 90.00 50 0.2 0.177 88.33 30 0.25 0.223 89.33 40 0.25 0.233 93.33 50 0.25 0.223 89.33 Untuk kemudian diperjelas dengan media grafik seperti yang ditunjukkan pada gambar 4. Secara teorits, pelapisan electroplating tembaga asam dapat dilakukan pada range rapat arus 2 5 A/dm 2 dan temperatur elektrolit 30 50 o C. Sehingga dalam penelitian ini rapat arus yang digunakan bervariasi pada empat nilai, yakni 2, 3, 4, dan 5 A/dm 2. Sedangkan temperatur dibedakan menjadi tiga variasi, yakni 30, 40, dan 50 o C. HASIL DAN PEMBAHASAN Tinjauan Efisiensi Katoda Nilai massa lapisan aktual yang didapat pada tabel 3 dan gambar 3 akan sangat diperlukan untuk diperbandingkan dengan massa lapisan menurut kajian teoritis berdasarkan hukum Faraday, guna menghasilkan sebuah nilai efisiensi elektroplating, yang diwakili dengan efisiensi katoda-nya. Yang mana efisiensi katoda adalah persentase perbandingan antara massa lapisan aktual dengan massa lapisan teoritis hasil perhitungan dengan pengaplikasian hukum Faraday. Tabel 2. Nilai efisiensi katoda berdasarkan massa teoritis dan aktual Lapisan. Rapat Arus T ( o C) (A/dm 2 ) Massa Rata-Rata Lapisan (gram) Efisiensi Katoda (%) Teoritis Aktual 30 0.1 0.083 83.33 2 40 0.1 0.097 96.67 50 0.1 0.08 80.00 3 30 0.15 0.13 86.67 Gambar 2. Grafik hubungan antara rapat arus dengan efisiensi katoda Berdasarkan tabel 2 dan gambar 2, didapat informasi bahwa sebaran tingkat efisiensi katoda pada proses pelapisan tembaga pada baja karbon sedang AISI 1045 dengan elektrolit tembaga asam berada pada angka minimum 78,33 % pada kondisi rapar arus 4 A/dm 2 dan temperatur elektrolit 30 o C, dan titik maksimum 97,78 % pada keadaan rapat arus 3 A/dm 2 dan temperatur elektrolit 40 o C. Sebaran efisiensi katoda yang demikian terpisah sejauh 19,45 %. Tren kurva yang dihasilkan dari hubungan rapat arus dan efisiensi katoda tidak dapat didefinisikan sebagai sebuah tren kurva tertentu. Angka perubahan efisiensi katoda yang naik turun tidak sebanding dengan perbesaran rapat arus yang digunakan, untuk tingkat temperatur elektrolit yang sama. Sebagai contoh, pada tingkat temperatur elektrolit 30 o C, perubahan rapat arus dari 2 ke 3 A/dm 2 menyebabkan kurva efisiensi katoda 33

bergerak naik, tapi tidak demikian dengan kurva efisiensi katoda ketika rapat arus diperbesar menjadi 4 A/dm 2, dimana justru bergerak turun, sebelum kembali naik pada tingkat rapat arus yang terakhir, 5 A/dm 2. Fenomena yang demikian menunjukkan bahwa rapat arus tidak mempunyai pengaruh langsung terhadap efisiensi katoda yang dihasilkan. Artinya tidak dapat diartikan bahwa semakin tinggi rapat arus maka semakin tinggi efisiensi katodanya, dan sebaliknya. Hal ini dapat terjadi dikarenakan efisiensi katoda merupakan variabel terikat yang tergantung pada massa teoritis dan aktual lapisan yang dihasilkan, dan tidak terhubung langsung dengan rapat arus. Pada praktiknya, rapat arus memang menentukan nilai massa lapisan, baik secara teoritis maupun hasil aktualnya. Sehingga yang menentukan pergerakan kurva efisiensi katoda adalah sejauh mana perubahan massa aktual lapisan yang dihasilkan mampu mengimbangi pergerakan massa teoritis lapisan seiring dengan peningkatan rapat arus yang digunakan. Alih-alih terlihatnya hubungan tententu antara rapat arus dengan efisiensi katoda, justru terdapat sebuah hubungan yang terlihat lebih spesifik, yaitu nilai efisiensi katoda antar temperatur elektrolit yang berbeda pada rapat arus yang sama. Dimana ditunjukkan bahwa kurva efisiensi katoda pada suatu rapat arus yang sama akan naik seiring perubahan temperatur elektrolit dari 30 ke 40 o C, dan akan kembali turun ketika temperatur elektrolitnya diperbesar dari 40 menjadi 50 o C. Hal ini berlaku untuk seluruh tingkat rapat arus yang digunakan. Tren pergerakan kurva efisiensi katoda yang demikian memunculkan fakta bahwa pada proses elektroplating pada temperatur 40 oc memiliki kemungkinan untuk menghasilkan nilai efisiensi katoda yang lebih besar dibandingkan dengan kedua tingkat temperatur lainnya. Jika mengkombinasikan hubungan antara rapat arus efisiensi katoda dan temperatur elektrolit efisiensi katoda, maka didapat sebuah titik kerja optimum, guna menghasilkan efisiensi katoda terbaik, yakni pada rapat arus 3 A/dm2 dan temperatur elektrolit 40 o C. Tinjauan Perbandingan Berdasarkan Ketebalan Lapisan Dilihat dari tinjauan yang berbeda, kajian dapat ditelaah dari data ketebalan lapisan masingmasing spesimen yang dilapisi. Serupa dengan data massa lapisan, ketebalan lapisan juga dirujuk dari kondisi rapat arus dan temperatur elektrolit yang berbeda. Pada setiap tingkat rapat arus dan temperatur elektrolit tertentu, guna mengoptimalkan hasil yang didapat, diukur ketebalan lapisan di beberapa titik uji dengan mengambil data dari tiga spesimen berbeda, yang kemudian dari ketiganya ditarik sebuah nilai rata-rata. Sebagai data pembanding bagi ketebalan aktual lapisan adalah harga ketebalan teoritisnya. Besarnya ketebalan teoritis lapisan diperoleh dari rangkaian persamaan berdasarkan aplikasi hukum Faraday, dimana melibatkan variabel konstanta elektroplating. 1. Tebal Teoritis Lapisan Tebal teoritis lapisan tercantum pada tabel 3. Tabel 3. Tebal teoritis lapisan Rapat Arus (A/dm 2 ) Kuat Arus (A) Tebal Teoritis Lapisan (mm) 2 0,5 0,0176 3 0,75 0,0265 4 1 0,0353 5 1,25 0,0441 2. Tebal Aktual Lapisan a. Rapat Arus 3 A/dm 2 dan Temperatur Elektrolit 30 o C. Gambar 3. Lapisan tembaga pada J = 3 A/dm 2, Te= 30 o C 34

b. Rapat Arus 3 A/dm 2 dan Temperatur Elektrolit 40 o C Gambar 4. Lapisan tembaga pada J = 3 A/dm 2, Te = 40 o C c. Rapat Arus 3 A/dm 2 dan Temperatur Elektrolit 50 o C Gambar 5. Lapisan tembaga pada J = 3 A/dm 2, Te = 50 o C Ketebalan aktual lapisan yang didapat dari pengukuran dengan menggunakan mikroskop optik, dikomparasikan dengan nilai tebal teoritis lapisan, untuk kemudian ditarik nilai penyimpangan yang terjadi antara keduanya. Data-data yang tertera pada tabel 3, divisualisasikan dalam bentuk grafik, ditunjukkan pada gambar 6. Berdasarkan tabel 3, terdapat nilai penyimpangan (error) yang bervariasi antara 0,42 18,37 %. Penyimpangan terrendah terjadi pada rapat arus 3 A/dm 2 dan temperatur elektrolit 40 o C. Sedangkan error terbesar didapat pada pengambilan data dengan rapat arus 2 A/dm 2 dan temperatur elektrolit 40 50 o C. Gambar 6. Perbandingan tebal teoritis dan aktual lapisan Dari gambar 6, terlihat bahwa kurva ketebalan aktual lapisan yang didapat cenderung linier seiring dengan besarnya rapat arus, dengan harga ketebalan yang lebih kecil dari ketebalan teoritisnya. Pada rapat arus 3, 4, dan 5 A/dm 2, tren kurva ketebalan lapisan yang demikian terjadi di setiap tingkatan temperatur elektrolit, baik 30, 40, maupun 50 o C. Hanya saja, pada kondisi rapat arus 2 A/dm 2 terukur ketebalan aktual yang lebih besar daripada nilai tebal teoritisnya, terlebih pada kondisi temperatur elektrolit 40 dan 50 o C. Terjadinya penyimpangan pola ketebalan aktual pada kondisi rapat arus 2 A/dm 2, sepatutnya tidak terjadi, dikarenakan nilai ketebalan teoritis lapisan merupakan nilai ketebalan yang menunjukkan efisiensi katoda 100 %. Artinya, ketika pencapaian efisiensi katoda mendekati 100 %, maka ketebalan aktual lapisan juga akan mendekati angka ketebalan teoritis, dengan persentase penyimpangan mendekati 0 %. Dengan kata lain, tebal aktual lapisan selayaknya tidak lebih besar daripada tebal teoritisnya. Anomali yang demikian dimungkinkan terjadi disebabkan oleh beberapa faktor kesalahan. Ketebalan lapisan aktual hasil pelapisan dengan rapat arus 2 A/dm 2 yang begitu tipis memungkinkan ketidakakuratan pembacaan 35

pada skala mikroskop. Tebal lapisan pada kondisi tersebut hanya mencapai 1 2 strip pada skala mikroskop. Kesalahan penentuan antara 1 atau 2 strip pada skala memberi pengaruh yang begitu signifikan. Jika tebal aktual seharusnya 1 strip dan terbaca 2 strip, itu sudah mengandung arti terdapat kesalahan pembacaan sebesar 100 %. Sedemikian signifikannya sehingga sedikit kesalahan penentuan ketebalan akan sangat mungkin membuat nilai ketebalannya melebihi tebal teoritis yang diajukan. Masih dengan masalah tipisnya lapisan, tapi dengan tinjauan penentuan titik pengukuran. Perbedaan titik pengukuran ketebalan sangat mungkin akan menghasilkan data hasil ketebalan yang berbeda. Andaikan pengukuran ketebalan yang dilakukan digeser dari titik A, B, C menjadi titik D, E, F, besar kemungkinan akan didapat hasil ketebalan yang juga berbeda. Selain karena masalah tipisnya lapisan, dimungkinkan juga terjadi akibat begitu reaktifnya elektrolit tembaga asam yang digunakan. Pada praktiknya, begitu spesimen tersebut dibenamkan ke dalam elektrolit, partikel tembaga dari elektrolit akan langsung melekat dengan substrat. Sifat reaktif elektrolit ini menimbulkan peluang ketidakidealan variabel waktu (t) pada persamaan ketebalan lapisan, sehingga memungkinkan dihasilkannya lapisan yang lebih tebal dari yang seyogyanya terjadi. Jika dilihat secara keseluruhan, secara umum, pola kurva ketebalan lapisan terhadap rapat arus dan temperatur elektrolit serupa dengan tren kurva massa lapisan terhadap rapat arus dan temperatur elektrolit. Pergerakan kurvanya sebanding dengan peningkatan rapat arus, tetapi tidak begitu dengan hubungannya dengan temperatur elektrolit yang digunakan. Dimana hubungan antara ketebalan aktual lapisan dengan temperatur elektrolit tidak begitu menunjukkan perbedaan yang kentara dan terjadi secara acak, tanpa dapat dikategorikan sebagai suatu pola tertentu. Tren kurva tebal lapisan yang mengikuti pergerakan rapat arus sejalan dengan pengaruh rapat arus terhadap tebal teoritis lapisan, dimana kedudukan tebal lapisan (d) sebanding dengan rapat arus yang diwakili oleh kuat arus (I). Sehingga tidak mengherankan apabila kurva ketebalan aktual lapisan mengikuti pola yang demikian. Sedangkan kaitan antara temperatur elektrolit dengan ketebalan lapisan yang dihasilkannya, tidak merupakan suatu hubungan yang terlibat dalam suatu persamaan teoritis, sehingga penentuan adanya hubungan tertentu antara keduanya murni merupakan hasil dari tindakan praktis yang yang dilakukan. Sama halnya dengan pada tinjauan massa lapisan, pengaruh temperatur elektrolit terhadap tebal lapisan juga didasari temperatur optimum bagi aktivasi partikel tembaga yang terkandung dalam ion Cu 2+, dan juga berdasarkan temperatur optimum bagi terjadinya kedua proses di kedua sisi elektroda. Baik proses oksidasi di sisi anoda, maupun peristiwa reduksi di bagian katoda. SIMPULAN Dari data-data yang diperoleh dan pembahasan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: 1. Massa lapisan aktual rata-rata yang dihasilkan dari proses elektroplating sebanding dengan tingkat penambahan rapat arus yang mengalir. 2. Untuk setiap varian data rapat arus yang berbeda, didapat nilai efisiensi katoda optimum pada proses pelapisan bertemperatur 40 o C, yakni berkisar pada tingkat 90 97,78 %. Sedangkan secara keseluruhan, efisiensi katoda maksimum didapat pada kondisi pelapisan dengan rapat arus 3 A/dm 2 dengan temperatur elektrolit 40 o C, yakni sebesar 97,78 %. 3. Secara tinjauan ketebalan lapisan, lapisan aktual dan teoritis mengalami penyimpangan harga sebesar 0,42 18,37 %. Dengan nilai penyimpangan terkecil pada kondisi pelapisan dengan rapat arus 3 A/dm 2 dengan temperatur elektrolit 40 o C, yakni sebesar 0,42 %, dan penyimpangan terbesar pada rapat arus 2 A/dm 2 bertemperatur 40 dan 50 o C, yakni sebesar 18,37 %. 36

4. Temperatur elektrolit secara matematis tidak memiliki pengaruh pada lapisan yang dihasilkan pada suatu proses elektroplating, akan tetapi pada praktiknya memiliki dampak yang cukup kentara. DAFTAR PUSTAKA [1] Daryanto, Amanto, H.,1999, Ilmu Bahan, Bumi Aksara, Jakarta. [2] Hakim, R.,2005, Menentukan Modulus Elastis Lapisan Chromium dan Nickel pada Substrat Baja Karbon Rendah Menggunakan Metode Getaran Bebas, Universitas Lampung, Lampung [3] Purwanto, Syamsul H, 2006, Teknologi Industri Elektroplating, Universitas Diponegoro, Semarang [4] Van Vlack, Lawrence. 1994. Ilmu dan Teknologi Bahan. Erlangga. Jakarta. [5] Wahyudi,S.,1999, Buku Saku Elektroplating, Technic, Bandung. 37