BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sekitar abad ke 19 pelapisan tembaga dengan emas banyak dilakukan orang, baik secara manual maupun secara listrik terhadap benda-benda logam. Pelapisan logam dapat berupa lapis seng (zinc), 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. Proses electroplating mengubah sifat fisis, 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). (Hunt, 1973, 1991; Weisberg, 1974, 1993, 1997). Berdasarkan sifat tembaga yang mudah dibentuk baik dengan panas maupun dingin maka peneliti mengadakan penelitian tentang proses pelapisan tembaga dengan emas secara elektroplating. Proses pelapisan tembaga dengan emas memerlukan waktu keasaman zat sehingga ketebalan pelapisan dan kecerahan permukaan emas dapat diperhitungkan. Pelapisan tembaga dengan emas mempunyai kelemahan yaitu cepat teroksidasi dan 1
meninggalkan noda hijau atau hitam dikulit. Karena tembaga sebagai logam penghantar arus dan panas yang baik cocok dijadikan perhiasan (Foulke, 1974; Weisberg, 1997; Okinaka, 2000). Untuk memperoleh hasil pelapisan emas pada tembaga yang baik dan tahan lama memerlukan waktu kurang lebih 25 menit dan sifat keasaman sekitar ph 6, kuat arus yang dibutuhkan kurang lebih 150 ma s.d 500 ma. Pelapisan tembaga dengan emas mempergunakan waktu lama lebih besar dari 25 menit tingkat kecerahan lapisan kurang baik (agak kehitaman) dan ph yang diperlukan pada proses pelapisan berkisar 6 < ph < 6 hasil iluminasi cahaya tidak cerah. (Lowenheim, 1978). Metode perlindungan anti korosi ini memiliki potensi aplikasi yang sangat luas. Semua komponen (polielektrolit dan inhibitor) dapat disesuaikan untuk berbagai permukaan aplikasi. Sistem pelapisan baru ini dapat diaplikasikan dalam dirgantara, otomotif, industri maritim dan bidang lainnya yang rentan terhadap kerusakan akibat korosi, seperti pipa gas dan minyak. 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. Pada proses pelapisan tersebut ph larutan sangat menentukan terjadinya pelapisan yang baik, juga waktu pelapisan yang secara tiori akan makin tebal jika waktu pelapisan lebih lama, tetapi tebal jenuh akan tercapai walaupun waktu pelapisan tetap ditambah, sementara itu kecerahan tidak bergantung kepada tebal lapisan tetapi pada umumnya tergantung kepada rapat arus yang diberikan pada saat pelapisan semakin kecil rapat arus maka hasil yang diperoleh akan semakin cemerlang tetapi dari segi produktifitas akan mengakibatkan kerugian karena jumlah produksi akan turun, sehingga untuk keperluan komersil diusakanlah waktu yang optimum dengan
pengaturan rapat arus dan temperature larutan yang moderate, akan diperoleh jumlah produksi yang memadai dan menguntungkan. (Nosal Pratama, 2009). Secara sederhana, elektroplating 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.
1.2. Perumusan Masalah Bagaimana pengaruh ph pada larutan untuk mengerjakan pelapisan emas baik alloy emas untuk keperluan perhiasan maupun untuk keperluan benda-benda seni, termasuk cara kontak listrik maupun pemilihan elektroda dan konektornya. Secara umum pelapisan emas dapat dibagi empat bagian seperti pada tabel 1. Larutan emas untuk keperluan pelapisan emas juga terbagi atas empat bagian utama seperti pada tabel 1. (Weisberg, 1993) berikut ini: Tabel 1. Larutan emas untuk keperluan elektroplating Group Larutan Group 1 Emas Sianida basa dengan ph > 10, untuk Class A, B, C, dan D Group 2 Emas Sianida netral dengan ph 6 s/d 9, untuk Class D dan G Group 3 Emas Sianida asam dengan ph 3,5 s/d 5, untuk alloy emas Group 4 Emas Non Sianida untuk pelapisan perhiasan emas Tabel 2 berikut ini adalah keterangan tambahan untuk tabel 1 diatas. Tabel 2. Pengelompokan umum pelapisan emas (Weisberg, 1993). Class A Pelapisan emas untuk keindahan 24k Class B Pelapisan emas alloy untuk keindahan Class C Pelapisan emas alloy dengan warna C-1 dan C-2 Class D Untuk keperluan industri elektronika dengan emas lunak kemurnian tinggi Class E Untuk keperluan industri elektronika dengan emas keras dengan kemurnian 99.5 % Class F Untuk keperluan industri elektronika dengan emas alloy Class G Untuk keperluan perbaikan dan keperluan umum Class H Untuk keperluan komersil
1.3. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan teknik pelapisan emas sederhana dengan larutan dasar yang ramah lingkungan dengan hasil pelapisan emas yang berkilau dan tahan untuk keperluan perhiasan berkualitas dan murah. Larutan elektrolit tidak perlu dibuang, hanya perlu penambahan asam untuk mengatur ph jika diperlukan, sehingga tidak menimbulkan banyak limbah. 1.4. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan memberikan manfaat untuk menghasilkan suatu teknik elektroplating yang sederhana dengan kualitas yang baik untuk dapat digunakan pada masyarakat umum dengan resiko rendah dan aman terhadap lingkungan. 1.5. Batasan Masalah Pelapisan emas secara elektroplating dilakukan dalam larutan kimia dengan pengaturan ph. Variasi dilakukan dengan nilai ph 4,5 sampai dengan 6,5 untuk menghasilkan pelapisan emas yang diperlukan, karena pelapisan dikerjakan dalam suasana asam yang moderate. a b Gambar 1.1. Skema dasar elektroplating (a) Sketsa Mekanisme; (b) Sketsa Proses
Larutan akan tetap berada dalam keadaan setimbang, karena larutan hanya bekerja sebagai penghantar selama bahan anoda berpindah ke katoda pada saat elektroplating dikerjakan. Sementara bahan larutan yang beredar secara komersil akan kehabisan ion emas pada larutannya pada saat elektroplating dikerjakan, sehingga setiap kali elektroplating dikerjakan diperlukan larutan pengganti.