PENGARUH JARAK ANODA DAN KATODA TERHADAP … · Hal ini karena tingginya volume gas hidrogen (H )...

PENGARUH JARAK ANODA DAN KATODA TERHADAP KETEBALAN

LAPISAN, LAJU DEPOSIT DAN EFISIENSI ARUS PELAPISAN

ELEKTROPLATING SENG PADA BAJA KARBON RENDAH

SKRIPSI

OLEH

ARDIAN WIDIATMOKOK25009006

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini

Nama : Ardian Widiatmoko

NIM : K2509006

Jurusan/Program Studi : PTK/Pendidikan Teknik Mesin

Menyatakan bahwa skripsi saya berjudul “PENGARUH JARAK ANODA DAN

KATODA TERHADAP KETEBALAN LAPISAN, LAJU DEPOSIT DAN

EFISIENSI ARUS PELAPISAN ELEKTROPLATING SENG PADA BAJA

KARBON RENDAH” ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain

itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks

dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Apabila pada kemudian hari terbukti atau dibuktikan skripsi ini hasil jiplakan,

saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, Oktober 2013

Yang membuat pernyataan

Ardian Widiatmoko


commit to user

iii

PENGARUH JARAK ANODA DAN KATODA TERHADAP KETEBALAN

LAPISAN, LAJU DEPOSIT DAN EFISIENSI ARUS PELAPISAN

ELEKTROPLATING SENG PADA BAJA KARBON RENDAH

Oleh:

ARDIAN WIDIATMOKOK25009006

Skripsi

diajukan Untuk Mendapatkan Ijin Menyusun Skripsi pada Program

Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013


commit to user

iv

PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim

Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

Dosen Pembimbing I

Drs. Ranto, M.T.

NIP. 19610926 198601 1 001


Dosen Pembimbing II

Yuyun Estriyanto, ST., M.T.

NIP. 19780113 200112 1 009


commit to user

v

PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima

untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Hari :

Tanggal :

Tim Penguji Skripsi

Nama Terang Tanda Tangan

Ketua : Danar Susilo Wijayanto, S.T, M. Eng. ______________

Sekretaris : Basori, S.Pd, M.Pd. ______________

Anggota I : Drs. Ranto, M.T. ______________

Anggota II : Yuyun Estriyanto, S.T, M.T. ______________

Disahkan oleh

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret

Dekan,

Prof. Dr. H.M.Furqon Hidayatullah, M.Pd.

NIP 196007271987021001


commit to user

vi

ABSTRAK

Ardian Widiatmoko. PENGARUH JARAK ANODA DAN KATODATERHADAP KETEBALAN LAPISAN, LAJU DEPOSIT DAN EFISIENSIARUS PELAPISAN ELEKTROPLATING SENG PADA BAJA KARBONRENDAH. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas SebelasMaret Surakarta, Oktober 2013.

Tujuan penelitian ini adalah (1) mengetahui pengaruh jarak anoda dankatoda terhadap ketebalan lapisan, laju deposit dan efisiensi arus pada prosespelapisan elektroplating seng material baja karbon rendah; (2) mengetahui jarakanoda dan katoda yang menghasilkan ketebalan lapisan, laju deposit danefisiensi arus paling optimal pada proses pelapisan elektroplating seng materialbaja karbon rendah

Penelitian kuantitatif deskriptif ini menggunakan desain eksperimen.Sampel yang digunakan baja karbon rendah AISI 1006 (panjang 100 mm, lebar 30mm dan tebal 3 mm) dan media larutan elektrolit yang digunakan adalah larutanZincate (NaOH: 525 gr/l, ZnO: 97,50 gr/l, FeCl3: 0,975 gr/l, NaK(C4H4O6): 9,750gr/l & Aquadest: 1 l). Tegangan sebesar 8 V digunakan pada variasi jarak anodakatoda 4, 6, 8, 10, 12 dan 14 cm. Pengumpulan data ketebalan dalam penelitianmenggunakan ini foto mikro dengan Metallurgical Microscop With inverted(Olympus PME 3).

Hasil penelitian ini adalah: (1) jarak anoda-katoda berpengaruh padaketebalan lapisan, laju deposit dan efisiensi arus proses elektroplating seng padabaja karbon rendah; dan (2) jarak efektif anoda-katoda yang menghasilkanketebalan, laju deposit dan efisiensi arus yang optimal adalah 10 cm, denganketebalan lapisan seng yang dihasilkan sebesar 40 µm, laju deposit sebesar 733,3310-3 mg/s dan efisiensi arus sebesar 12,03 %. Semakin dekat jarak anoda katodasemakin tipis lapisan seng yang dihasilkan serta laju deposit dan efisiensi arussemakin rendah. Hal ini karena tingginya volume gas hidrogen (H2) yangdihasilkan pada jarak dekat sehingga laju ion seng terhambat. Jarak anoda katodayang terlalu jauh akan berakibat pada semakin lemahnya energi aktivasi, sehinggalaju ion seng yang akan diendapkan di katoda berkurang.

Kata kunci: pelapisan seng, anoda katoda, ketebalan lapisan, laju deposit,efisiensi arus


commit to user

vii

ABSTRACT

Ardian Widiatmoko. THE EFFECT OF DISTANCE OF CATHODE ANDANODE TOWARD LAYER THICKNESS, DEPOSIT RATE, ANDCURRENT EFFICIENCY IN THE ELECTROPLATING PROCESS OFZINC ON LOW CARBON STEEL. Thesis. Teacher Training and EducationFaculty, Sebelas Maret University Surakarta, October 2013.

The objectives of this study are (1) to determine the effects of the distanceof anode-cathode toward the layer thickness, deposit rate, and current efficiency inthe process electroplating of zinc on low carbon steel material, (2) to determinethe effective anode-cathode distance for optimal layer thickness, deposit rate, andcurrent efficiency in the electroplating process of zinc on low carbon steelmaterial.

This quantitative descriptive study used experimental design. The sampleused was AISI 1006 low carbon steel (length: 100 mm, width: 30 mm, andthickness: 3 mm) and the medium used was electrolyte solution Zincate (NaOH:525 gr/l, ZnO: 97,50 gr/l, FeCl3: 0,975 gr/l, NaK(C4H4O6): 9,750 gr/l & Aquadest:1 l). An 8 volt electricity voltage was applied in different distances of anode-cathode of 4, 6, 8, 10, 12 and 14 cm. In this study layer thickness data collectingused micro photo with Metallurgical Microscop With inverted (Olympus PME 3).

The resulted of this study are: (1) the distance of anode-cathode broughteffects on the thickness of the layers, the rate of deposit, and current efficiency ofzinc electroplating process on low carbon steel; and (2) the effective distance ofanode-cathode for optimal thickness, deposit rate and current efficiency was 10cm; resulting in layer thickness (40 µm), rate of deposit (733.33 10-3 mg/s) andcurrent efficiency (12.03%). The closer the distance of anode-cathode, the thinnerthe zinc layer, the lower the rate deposit, and the lower the current efficiency. Thiswas due to the emerging constraint of hydrogen (H2). On the opposite, the fartherdistance of anode-cathode resulted in weaker activation energy, causing slowerdeposit rate of zinc.

Key words: zinc plating, distance of anode-cathode, layer thickness, the depositrate, current efficiency


commit to user

viii

MOTTO

# “karena. sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan, sesungguhnya

sesudah kesulitan ada kemudahan.” (QS Al-Insyirah : 5-6).

# “Carilah ilmu itu sejak dari ayunan sampai masuk ke liang lahat”(HR.

Muslim)

# Mencoba, gagal sekali. Tak pernah mencoba, gagal selamanya. (Albert

Einstein)

# I hear and I forget. I see and I remember. I do and I understand. (Confucius)

# Without hard work, nothing grows but weeds. (Gordon B. Hinckley)

# Believe you can and you're halfway there. (Theodore Roselvet)

# I can't change the direction of the wind, but I can adjust my sails to always

reach my destination. (Jimmy Dean)

# There are two ways of spreading light: to be the candle or the mirror that

reflects it. (Edith Wharton)


commit to user

ix

PERSEMBAHAN

Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk:

“Bapak Kasimo Widodo dan Ibu Yamini Umi Sya’diyah”

Doamu yang tulus dan tak pernah terputus, dorongan dan semangatmu

yang begitu besar, harapanmu yang begitu mulia, dan kasih sayangmu yang tak

terbatas. Semuanya telah memberikan semangat yang begitu besar kepadaku,

untuk mencapai cita-citamu yang begitu mulia.

“Bapak Sri Marsono dan Ibu Retno Palupi”

Doa, dorongan, semangat dan kasih sayangmu menjadikan adik siap

menjalani hari. Terimakasih telah mengarahkanku menjadi yang lebih baik..

“Mas Sigit, Mbak Harmi dan Mbak Naswati”

Terimakasih atas bantuannya dan yang telah menginspirasiku menjadi

lebih baik.

“Liefde”

Terimakasih membantuku tetap semangat menjalani hari.

Semua teman-teman PTM 2009

Terimakasih kepada semua teman khususnya nama yang tersebut dan

umumnya teman-teman angkatan 2009 atas kerjasamanya selama kuliah dan akan

menjadi sebuah kenangan yang tak terlupakan. Memiliki teman seperti kalian

adalah sebuah kebanggaan buatku.

Semua teman-teman ICT & FICOS

Terimakasih telah membimbing saya untuk mengasah soft skill dan

ilmu pengetahuan yang bermanfaat untuk masa depan saya


commit to user

x

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah Yang Maha Pengasih dan Penyayang, yang maha

memberi ilmu, inspirasi dan kemudahan. Berkat ridho-Nya penulis dapat

menyelesaikan skripsi dengan judul “PENGARUH JARAK ANODA DAN

KATODA TERHADAP KETEBALAN LAPISAN, LAJU DEPOSIT DAN

EFISIENSI ARUS PELAPISAN ELEKTROPLATING SENG PADA BAJA

KARBON RENDAH”.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk

mendapatkan gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Universitas Sebelas Maret Surakarata.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini tidak terlepas dari

bantuan, bimbingan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis

menyampaikan terima kasih kepada:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarata.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik

dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

4. Drs. Ranto, M.T., selaku Pembimbing I, yang selalu memberikan arahan

dalam penyusunan skripsi ini.

5. Yuyun Estriyanto, S.T., M.T., selaku Pembimbing II, yang selalu memberikan

bimbingan dan arahan dalam penyusunan skripsi ini.

6. Basori, S.Pd., M.Pd., selaku PA yang telah memberikan arahan dan motivasi

dalam penyusunan skripsi ini.

7. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Pendidikan Teknik yang mendukung

kelancaran skripsi ini.


commit to user

xi

8. Kepala Laboratorium Politeknik Manufaktur Ceper, yang telah memberikan

kesempatan melakukan research pengujian komposisi kimia.

9. Kepala Laboratorium Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta,

yang telah memberikan kesempatan melakukan research pelapisan

elektroplating seng.

10. Kepala Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma Teknik Mesin,

Sekolah Vokasi Universitas Gajah Mada, yang telah memberikan kesempatan

melakukan research pengujian foto mikro.

11. Kepala Laboratorium Metalurgi, Program Teknik Mesin, Fakultas Teknik

Universitas Muhamadiyah Yogyakarta, yang telah memberikan kesempatan

melakukan research pengujian ketebalan.

12. Kepala Laboratorium Metalurgi, Program Teknik Mesin, Fakultas Teknik

Universitas Muhamadiyah Malang, yang telah memberikan kesempatan

melakukan research pengujian ketebalan.

13. Bp. Maruto Adi Prabawa, S.T. dan Bp. Lasinta Ari Nendra Wibawa, S.P.d.,

yang telah membagi pengalamannya tentang pelapisan elektroplating.

14. Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak

mungkin disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan

karena keterbatasan penulis. Meskipun demikian, penulis berharap semoga skripsi

ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.


Penulis,


commit to user

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................ i

HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGAJUAN............................................................................. iii

HALAMAN PERSETUJUAN......................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... v

HALAMAN ABSTRAK.................................................................................. vi

HALAMAN MOTTO ...................................................................................... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... ix

KATA PENGANTAR ..................................................................................... x

DAFTAR ISI.................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv

DAFTAR TABEL............................................................................................ xvi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah................................................................ 1

B. Identifikasi Masalah ...................................................................... 2

C. Batasan Masalah............................................................................ 3

D. Perumusan Masalah....................................................................... 4

E. Tujuan Penelitian........................................................................... 4

F. Manfaat Penelitian......................................................................... 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian yang Relevan .......................... 6

1. Kajian Teori.............................................................................. 6

a. Baja..................................................................................... 6

b. Seng .................................................................................... 8

c. Elektroplating ..................................................................... 8


commit to user

xiii

d. Ketebalan Lapisan .............................................................. 25

e. Laju Deposit ....................................................................... 26

f. Efisiensi Arus ..................................................................... 27

g. Pengaruh Jarak Anoda Katoda terhadap Proses

Elektroplating ..................................................................... 27

h. Reaksi Kimia ...................................................................... 28

2. Penelitian yang Relevan ........................................................... 29

B. Kerangka Berfikir.......................................................................... 30

C. Hipotesis ....................................................................................... 31

BAB III METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................... 33

1. Tempat Penelitian..................................................................... 33

2. Waktu Penelitian ...................................................................... 33

B. Rancangan/Desain Penelitian........................................................ 34

C. Pengumpulan Data ........................................................................ 36

1. Identifikasi Variabel ................................................................. 36

2. Metode Pengumpulan Data ...................................................... 37

3. Instrumen Penelitian................................................................. 37

D. Analisis Data ................................................................................. 48

E. Prosedur Penelitian........................................................................ 38

4. Mulai......................................................................................... 39

5. Studi Literatur........................................................................... 39

6. Pelaksanaan Eksperimen .......................................................... 39

7. Pendeskripsian Data ................................................................. 48

8. Analisis Data ............................................................................ 48

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Deskripsi Data .............................................................................. 49

1. Pengujian Komposisi .............................................................. 49

2. Pengujian Ketebalan ............................................................... 50

3. Pengujian Berat....................................................................... 54

a. Laju Deposit ....................................................................... 55


commit to user

xiv

b. Efisiensi Arus ..................................................................... 58

B. Pembahasan .................................................................................. 59

1. Pembahasan Uji Komposisi.................................................... 59

2. Pembahasan Uji Ketebalan..................................................... 59

3. Pembahasan Uji Berat ............................................................ 61

a. Laju Deposit ....................................................................... 61

b. Efisiensi Arus ..................................................................... 62

4. Temuan Penelitian .................................................................. 63

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN

A. Simpulan....................................................................................... 65

B. Implikasi ....................................................................................... 66

C. Saran ............................................................................................. 67

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 68

LAMPIRAN..................................................................................................... 70


commit to user

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Mekanisme Proses Pelapisan .................................................................. 10

2.2. Bentuk – bentuk anoda larut ................................................................... 20

2.3. Coating Thickness Measuring Instrument .............................................. 26

3.1. Prosedur penelitian.................................................................................. 38

3.2. Rectifier ................................................................................................... 39

3.3. Stop Watch.............................................................................................. 40

3.4. Gerinda Listrik ........................................................................................ 41

3.5. Neraca Digital ......................................................................................... 41

3.6. Metallurgical Microscop With inverted (Olympus PME 3)..................... 41

3.7. Jangka Sorong .......................................................................................... 42

3.8. Dimensi Spesimen Baja karbon Rendah .................................................. 42

3.9. Dimensi Anoda Seng ............................................................................... 43

3.10.Bagan Tahap Eksperimen ........................................................................ 44

4.1. Grafik Analisa Ketebalan Lapisan Elektroplating Seng. ........................ 53

4.2. Gambar Foto Mikro Perbesaran 100 kali Variasi Jarak 4 cm dan 6 cm. 53

4.3. Gambar Foto Mikro Perbesaran 100 kali Variasi Jarak 8 cm dan 10

cm ........................................................................................................... 53

4.4. Gambar Foto Mikro Perbesaran 100 Kali Variasi Jarak 12 cm dan 14

cm ........................................................................................................... 54

4.5. Grafik Berat Deposit Lapisan Elektroplating Seng................................. 54

4.6. Grafik Laju Deposit Pelapisan Elektroplating Seng ............................... 57

4.7. Grafik Efisiensi Arus Pelapisan Elektroplating Seng ............................. 59

4.8. Keadaan Proses Elektroplating Seng dengan Jarak Anoda Katoda 10 cm 64

4.9. Keadaan Proses Elektroplating Seng dengan Jarak Anoda Katoda 4 cm 64


commit to user

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

3.1. Jadwal Pelaksanaan Penelitian.................................................................. 32

3.2. Desain Penelitian....................................................................................... 34

4.1. Komposisi Unsur Kimia Spesimen Baja Karbon Rendah ...................... 51

4.2. Hasil Analisis Ketebalan Lapisan Elektroplating Seng ............................ 52

4.3. Hasil Pengukuran Berat Spesimen sebelum dan sesudah Pelapisan Seng 55

4.4. Hasil Perhitungan Laju Deposit Pelapisan Elektroplating Seng ............... 56

4.6. Hasil Perhitungan Berat Efisiensi Arus Pelapisan Elektroplating Seng ... 58


commit to user

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Hasil Pengujian Komposisi Unsur Kimia .................................................. 70

2. Hasil Pengukuran Berat Spesimen ............................................................. 73

3. Hasil Analisis Ketebalan lapisan................................................................ 74

4. Perhitungan Laju Deposit........................................................................... 75

5. Hasil Perhitungan laju deposit ................................................................... 76

6. Perhitungan Efisiensi Arus......................................................................... 77

7. Hasil Perhitungan Efisiensi Arus ............................................................... 78

8. Foto Larutan Elektrolit ............................................................................... 79

9. Foto Pengerjaan Awal ................................................................................ 81

10. Foto Proses Pelapisan Seng........................................................................ 84

11. Foto Persiapan Foto Mikro......................................................................... 91

12. Foto Mikro Spesimen................................................................................. 93

13. Surat Permohonan Izin Penyusunan Skripsi .............................................. 102

14. Surat Keputusan Dekan FKIP tentang Izin Penyusunan Skripsi ............... 103

15. Surat Permohonan Izin Research ............................................................... 104

16. Surat Keterangan Melakukan Riset di Laboratorium Material UNS ........ 108

PENGARUH JARAK ANODA DAN KATODA TERHADAP … · Hal ini karena tingginya volume gas hidrogen (H )...

Documents

Transcript of PENGARUH JARAK ANODA DAN KATODA TERHADAP … · Hal ini karena tingginya volume gas hidrogen (H )...