PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA PENELITIAN (PKM-P).docx

1

A. JUDUL

“PEMANFAATAN PELAPISAN LOGAM DENGAN METODE

ELEKTROPLATING UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS GERABAH

PRODUK LOKAL KABUPATEN PAMEKASAN”

B. LATAR BELAKANG MASALAH

Pelapisan logam merupakan salah satu cara yang banyak digunakan

untuk memisahkan logam dasar dengan lingkungannya. Pelapisan logam

selain untuk meningkatkan ketahanan korosi, juga dapat meningkatkan sifat

mekanis dan sifat dekoratif agar penampilannya lebih menarik ( Ronald

Nasution, 2005).

Pada proses pelapisan logam yang umum digunakan adalah pelapisan

untuk material dasar logam juga. Salah satu cara pelapisan yang umum

digunakan dan cukup berkembang adalah pelapisan dengan metode

elektroplating. Sama halnya dengan pelapisan logam lainnya, pelapisan

logam dengan metode elektroplating juga bertujuan agar bahan yang dilapisi

memiliki tampilan yang mengkilap, tahan korosi, tahan gores, serta

kekerasan permukaan yang lebih tinggi.

Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat

pesat akhir – akhir ini, berpengaruh juga pada proses pelapisan dengan

metode elektroplating. Bahan dasar yang biasa digunakan pada proses

elektroplating adalah logam ( konduktor ), maka saat ini bahan non logam

juga dapat dilapisi dengan logam ( Ida Ayu S A, 2009).

Simpen dkk ( 2004 ), juga melakukan penelitian pada kayu ukiran

kualitas ekspor baik secara keseluruhan atau secara partisi dengan

pembetukan lapis tipis karbon ( thin layer carbon ). Hasil yang diperoleh

bahwa logam dapat menempel dengan baik, visualisasi cerah, dan proses

kerja yang tidak terlalu rumit serta biaya yang relatif murah.

Diketahui bersama bahwa produk gerabah merupakan bahan non

logam (insolator) seperti halnya kayu. Ini berarti bahwa gerabah dapat

dilapisi logam dengan metode elektroplating. Tujuan dari pelapisan ini agar

2

nilai seni (artistik) dari gerabah semakin tinggi dan mempunyai nilai

ekonomis yang tinggi pula.

Mengingat kota Pamekasan merupakan salah satu central industry

kecil dan menengah dari gerabah yang menghasilkan produk yang cukup

baik dengan nilai ekonomis yang sangat rendah. Dan berangkat dari beberapa

kenyataan di atas maka perlu dilakukan penelitian terhadap pelapisan logam

dengan metode elektroplating untuk bahan gerabah ( non konduktor )

khususnya produk lokal kota Pamekasan.

Dengan harapan dapat mengembangkan dan meningkatkan kualitas

gerabah produk lokal kota Pamekasan, maka akan dilakukan penelitian

pengaruh waktu pelapisan dan kuat arus pada proses elektroplating. Sebelum

dilakukan pelapisan, spesimen akan diberikan lapisan karbon tipis pada

permukaannya agar dapat bersifat konduktor. Dan setelah proses pelapisan

selesai, maka akan diketahui tingkat kehalusan dan kekerasan permukaan

pada gerabah tersebut.

C. RUMUSAN MASALAH

1. bagaimanakah pengaruh kuat arus terhadap peningkatan kualitas

gerabah khususnya tingkat kehalusan dan kekerasan permukaan

gerabah produk lokal kabupaten Pamekasan

2. bagaimanakan pengaruh waktu pelapisan terhadap peningkatan

kualitas gerabah khususnya tingkat kehalusan dan kekerasan

permukaan gerabah produk lokal kabupaten Pamekasan.

D. TUJUAN PROGRAM

1. Mengetahui pengaruh kuat arus terhadap peningkatan kualitas

gerabah khususnya tingkat kehalusan dan kekerasan permukaan

gerabah produk lokal kabupaten Pamekasan

2. Mengetahui pengaruh waktu pelapisan terhadap peningkatan

kualitas gerabah khususnya tingkat kehalusan dan kekerasan

permukaan gerabah produk lokal kabupaten Pamekasan.

E. LUARAN YANG DIHARAPKAN

Luaran yang diharapkan dalam karya mahasiswa ini berupa laporan

seberapa jauh pengaruh kuat arus dan waktu pelapisan terhadap peningkatan

3

kualitas gerabah khususnya tingkat kehalusan dan kekerasan permukaan

gerabah produk lokal kabupaten Pamekasan. Selain itu, diharapkan PKM-P

ini dapat dilanjutkan sebagai PKM-K dengan mengembangkan proses

elektroplating gerabah ini sebagai industri untuk menghasilkan gerabah yang

berkualitas baik dari kota Pamekasan sehingga dapat meningkatkan daya

saing terhadap produk lain dari luar. Disamping itu juga dapat menjadi

sumbangan informasi bagi masyarakat luas khususnya kota Pamekasan

mengenai metode elektroplating pada gerabah.

F. KEGUNAAN PROGRAM

Diharapkan karya mahasiswa ini dapat memanfaatkan pengaruh kuat

arus dan waktu pelapisan pada proses elektroplating untuk peningkatan

kualitas gerabah sehingga didapatkan sifat mekanis ( kekerasan permukaan )

dan sifat dekoratif ( kehalusan permukaan ) yang baik sehingga mempunyai

nilai ekonomis yang cukup tinggi.

G. TINJAUAN PUSTAKA

Elektroplating

Pelapisan secara listrik elektroplating merupakan elektrodeposisi

pelapisan/coating logam yang melekat ke elektroda untuk menjaga subtrat

dengan memberikan permukaan dengan sifat dan dimensi berbeda daripada

logam basisnya tersebut ( Anton J. H dan Tomijoro K, 1995).

Pengertian elektroplating yang lain adalah suatu proses pengerjaan

permukaan material baik logam maupun bukan logam dan upaya

meningkatkan sifat-sifat material tersebut ( Saleh, A . Arsianto, 1995 ).

Proses elektroplating merupakan proses pelapisan logam dengan

bantuan arus listrik yang berlangsung secara reaksi reduksi oksidasi dari

logam pelapis ( sebagai anoda korban teroksidasi ) ke benda kerja ( sebagai

katoda yang dilapisi ) (M. Husna al Hasa, 2007). Pada pelapisan

elektroplating, elektron bergerak dari anoda ke katoda. Penangkapan elektron

yang terjadi pada katoda menyebabkan terjadinya pengendapan terhadap

katoda tersebut. Sedangkan pada anoda terjadi pelepasan elektron.

4

Pelapisan dengan elektroplatig mengikuti hukum Faraday. menurut

hukum Faraday 1 :massa yang terbentuk selama proses elektrolisa

berbanding lurus dengan jumlah arus yang mangalir. Dan hukum Faraday 2:

massa beberapa zat yang terbentuk oleh jumlah arus yang sama akan

berbanding dengan berat setara zat – zat tersebut. Dari kedua hukum tersebut

dapat disimpulkan bahwa jumlah mol elektron yang melalui elektroda

tersebut dibagi dengan jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi pada

elektrode untuk untuk setiap ion atau molekul zat.

Prinsip Kerja Elektroplating

Bila arus searah (DC) dialirkan antara kedua elektroda anoda dan

anoda dalam larutan elektrolit dengan waktu proses pelapisan yang telah

ditentukan maka pada anoda terjadi oksidasi sehingga akan terbentuk ion-ion

positif. Pada larutan elektrolit terjadi elektrolisis garam – garam logam.

Anoda yang telah mengalami oksidasi meluruh dan larut dalam larutan

elektrolit. Anoda yang meluruh menggantikan ion logam dalam elektrolit

yang ditarik oleh elektroda negatif (katoda). Dengan adanya hal tersebut

akan terbentuk endapan pada katoda yang berupa berat lapisan.

Prinsip kerja elektroplating sama dengan proses elektrolisa yang

merupakan suatu rangkaian yang terdiri dari rectifier (sumber arus

searah), anoda, katoda (benda kerja), larutan elektrolit ( Saleh, A.

Arsianto, 1995).

Rangkaian disusun sedemikian rupa sehingga membentuk

sebuah sistem sebagai berikut :

1. Anoda (pelapis) dihubungkan pada kutub positif sumber arus

listrik

2. Katoda (benda kerja) dihubungkan pada kutub negatif sumber

arus listrik

3. Anoda dan katoda dicelupkan dalam bak yang berisi larutan

elektrolit.

5

Gambar 1. Skema alat pelapisan logam (elektroplating)

Dalam proses elektroplating, biasanya logam yang digunakan

merupakan suatu logam mulia sedangkan logam yang dilapisi merupakan

logam mulia lain atau bahkan berupa logam yang tidak mulia . Logam yang

akan dilapisi dihubungkan dengan kutub negatif (sebagai katoda) dan logam

pelapis dihubungkan dengan kutub positif (sebagai anoda). Selanjutnya

kedua elektrode tersebut dicelupkan ke dalam suatu larutan elektrolit dan

dihubungkan dengan sumber arus searah (DC). Mengalirnya arus listrik

searah (DC) melalui larutan berkaitan dengan gerak partikel bermuatan

(Hartomo dan Keneko, 1992).

Pelapisan Gerabah

Gerabah dibuat dari semua jenis tanah liat yang plastis (mudah

dibentuk) dan dibakar pada suhu maksimum 10000 C. Keramik jenis ini

struktur dan texturnya sangat rapuh, kasar, dan masih berpori. Agar supaya

kedap air, gerabah kasar harus dilapisi glasir, semen, atau bahan pelapis

lainnya. Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah apabila dibandingkan

dengan keramik batu (Harjanto,1987).

Selama ini banyak berkembang proses pelapisan logam (plating)

untuk bahan-bahan nonkonduktor adalah plating autokatalitik terkombinasi

sehingga harus disertai perlakuan khusus sebelumnya, agar bahan yang

awalnya bersifat nonkonduktor tersebut dapat bersifat konduktor. Dengan

6

kata lain bahan nonkonduktor tersebut diaktifkan terlebih dahulu

permukaannya menggunakan zat-zat kimia yang tidak sedikit seperti larutan

perak nitrat, formaldehid, timah klorida, larutan logam pelapis, larutan

garam, larutan asam, dan lain-lain, agar adsorbat logam dapat menempel

sehingga selanjutnya dapat dilakukan elektroplating (Pinner,1994;

Yakob,2002 dalam Ida Ayu S A, 2009).

Pelapis Khrom

Pelapis khrom dapat dilaksanakan dalam elektrolit yang mengandung

Asam khromat

Asam sulfat

Potasium khlorida

Selain ini ada beberapa jenis elektrolit lain untuk tujuan dekoratif

dan ada juga untuk pelapisan keras ( pelapisan khrom keras ).

H. METODE PELAKSANAAN

Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Gerabah (ukuran 6 cm ×3cm ×0,5 cm)

2. Larutan elektrolit H 2 SO4 dan larutan CrO3

3. Logam khrom ( anoda )

4. Karbon aktif

5. Sabun cuci

6. Termometer

7. Aquades

Alat Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

1. Mikroskop elektron scaning (SEM)

2. Alat uji kekerasan vickers

3. Blower

4. Mistar

7

5. Kamera

6. Pemoles

7. Power suply

8. Bak plating

9. Rectifier

10. kabel

Pelaksanaan

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode fisika

experimental yang merupakan pengumpulan data secara lagsung. Penelitian

ini dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut :

1. Persiapan eksperimen

2. Pelaksanaan eksperimen

3. Pengambilan data

4. Analisis data

Tahap pertama yaitu mengumpulkan alat dan bahan yang diperlukan

yaitu gerabah, larutan khrom, karbon aktif dan aquades. Rangkaian perlatan

elektroplating disiapkan untuk peroses pelapisan. Spesimen atau gerabah

dibersihkan dengan sabun, dibilas dengan aquades dan dicelupkan kedalam

etanol, lalu dikeringkan.

Tahap dua yaitu mengukur daya hantar listrik spesimen (gerabah)

dengan multimeter yang di set-up dalam posisi ohm. Lalu spesimen

( gerabah) dimasukkan kedalam larutan senzitizing selama satu menit

kemudian dikeringkan. Spesimen yang telah kering selanjutnya diolesi

dengan koloid karbon aktif agar spesimen dapat menghantarkan arus listrik

atau dengan kata lain dapat bersifat konduktor. Pelapisan dengan koloid

karbon aktif dilakukan 2-3 kali sampai diperoleh hasil yang rata. Gerabah

yang telah diolesi dengan koloid karbon aktif diikat dengan kawat dan

kemudian dimasukkan kedalam bak plating. Selanjutnya spesimen (gerabah)

dihubungkan dengan kutub negatif (katoda), sedangkan logam khrom (Cr)

sebagai pelapis dihubungkan dengan kutub positif (anoda) dan menggunakan

8

sumber arus searah yaitu rectifier. Variasi waktu yang digunakan untuk

melakukan plating adalah 2 menit, 4 menit, 6 menit, 8 menit, dan 10 menit

dengan arus sebesar 2 Ampere. Sedangkan untuk penngaruh kuat arus akan

diberikan variasi kuat arus sebesar 1 Ampere, 2 Ampere, 3 Ampere, 4

Ampere, 5 Ampere dengan waktu pelapisan selama 4 menit.

Larutan elektrolit yang digunakan adalah larutan chromis acid (CrO3)

dan asam sulfat (H 2 SO4) dengan perbandingan komposisi 100:1. Larutan

elektrolit yang akan digunakan adalah CrO3 : 225-250 gr/l dengan larutan

H 2 SO4 2,25-2,50 gr/l. Fungsi larutan H 2 SO4 disini hanya sebagai katalisator.

Tahap ketiga adalah pengujian spesimen yang telah diberikan

perlakuan plating. Untuk tahapan pengujian kekerasan menggunakan alat uji

kekerasan vickers. Beban yang diberikan pada uji kekerasan vickers sebesar

10 kg dengan waktu indentansi selama 10 detik. Untuk pengujian tingkat

kehalusan permukaan digunakan alat Scaning Electron Microscope (SEM).

Diagram Alir

Pengambilan data

Penyusunan alat elektroplating

Pembersihan sampel (gerabah)

Pelapisan sampel dengan karbon aktif

Pelapisan sampel dengan khrom

Persiapan experimen

9

Rancangan penelitian

penelitian ini menggunakan metode eksperimental yang artinya

mengambil data secara langsung. Dalam penelitian ini ada dua variabel yang

digunakan yaitu :

Variabel terikat : tingkat kehalusan dan kekerasan dari

masing-masing sampel hasil pelapisan elektoplating

Variabel bebas : variasi waktu pelapisan dan kuat arus

yang digunakan dalam proses elektroplating.

Analisis data

Nilai kekerasan permukaan dari sampel diukur dengan prinsip

pengujian kekerasan vickers dengan pemeberian beban sebesar 10 kg dengan

waktu indentansi ± 10 detik. Sudut antara permukaan intan yang berlawanan

yang digunakan sebesar 1360. Nilai kekerasan VHN (Vickers Hardness

Number) dapat ditentukan oleh persamaan :

VHN=2 p sin( θ

2)

D2 =1,854 p

D2

Dimana :

p : beban yang digunakan (kg)

D : panjang diagonal rata-rata (mm)

Untuk pengujian tingkat kehalusan dari masing-masing sampel

(gerabah) menggunakan Scaning Electron Microscope (SEM).

Analisis data

Pengujian nilai kekerasan permukaan sampel (gerabah)

Pengujian tingkat kehalusan permukaan sampel (gerabah)

10

I. JADWAL KEGIATAN

Waktu dan tempat pelaksanaan

Penelitian ini dilaksanakan selama lima bulan (5 bulan) yang akan

dilaksanakan di Laboratorium Fisika Material Universitas Airlangga dan

teknik material ITS. Adapun tahapan jadwal dari penelitian ini adalah

sebagai berikut :

N

O

KEGIATAN BULAN I BULAN II BULAN III BULAN IV BULAN V

1. Persiapan

experimen

2. Pembuatan

alat

elektroplating

3. Pelapisan

gerabah dan

uji kekerasan

dan kehalusan

dari sampel

4 Analisis data

dan

penyusunan

laporan

J. RANCANGAN DAN REALISASI BIAYA

Komponen Pemasukan Pengeluaran

11

Pemasukan DIKTI Rp 7.000.000

Perlengkapan alat Rp 1.500.000

Sampel uji (gerabah) Rp 200.000

Larutan elektrolit H 2 SO4

dan CrO3

Rp 3.00.000

Logam Cr (Anoda) Rp 500.000

Uji bahan ( kekerasan

dan kehalusan)

Rp 1.000.000

Studi pustaka Rp 500.000

Transportasi Rp 300.000

TOTAL BIAYA Rp 7.000.000 Rp 7.000.000

K. DAFTAR PUSTAKA

Nasuion, Ronald, 2005, Penentuan Rapat Arus Pada Proses Elektroplating

Dari Larutan Zn dan Ni-Zn Dengan Hull Cell, Pusat peneitian

metalurgi-LIPI, serpong

Andriyani, Ida A. S., 2009, Pengaruh Kuat dan Distribusi Arus Terhadap

Ketebalan dan Kekersan Lapisan Krhom Pada Stoneware dan

Earthenware, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Mataram

Tomijiro, K. Dan Anton, J. H., 1992, Mengenal Pelapisan Logam, Andi

Offset, Yogyakarta

Arsianto, Saleh. A, 1995, Mengenal Teknik Pelapisan Logam, Balai Besar

Pengembangan Industri Logam dan Mesin, Bandung

Al husna, M. Hasa, 2007, Pengaruh Rapat Arus listrik dan Waktu

Elektroplating Terhadap Ketebalan Lapisan Nikel Pada Foil Uranium,

Pusat Teknlogi Bahan Bakar Nuklir BATAN, Tanggerang

Hartomo, A. J., dan Kaneko. T, 1992, Mengenal Pelapisan Logam

(Elektroplating), Edisi I, Andi Offset, Yogyakarta

Brenner, Abner, 1963, Electrodeposition of Alloys Principles and Practise,

Volume I, Academic Press, New York

12

L. LAMPIRAN

Lampiran 1. Biodata peneliti

1. Ketua pelaksana

Nama : Shahebul imam

NIM : 080710102

Fakultas : Sains dan Teknologi

Program Studi : Fisika

Alamat Rumah/HP : Desa prekbun kec. Pademawu Pamekasan

Email : [email protected]

Surabaya, 9 Oktober 2010

S hahebul Imam NIM. 080710102

2. Anggota Pelaksana

Nama : Mohammad Khoirul Afif

NIM : 080710261



Alamat Rumah/HP : Desa Putat kumpul kec. Turi Lamongan



Mohammad Khoirul AfifNIM. 080710261


Nama : Rizka Novitasari

mailto:[email protected]


13

NIM : 080810470



Alamat Rumah/HP : Jl. Rajawali kec. Deket Lamongan



Rizka NovitasariNIM. 080810470


Nama : Eka Nahdiyatun N

NIM : 080810463



Alamat Rumah/HP : Jl. KH. Mashadi No 7 Gresik



Eka Nahdiyatun NNIM. 080710463

5. Identitas Dosen Pembimbing

Nama : Djony Izak Rudyardjo, Drs., M.Si

NIP/NIK : 19680201 199303 1 004

Tempat dan Tanggal Lahir : Surabaya, 1 Pebruari 1968

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Status Perkawinan : Kawin

Agama : Kristen Protestan

Golongan/ Pangkat : IIIc/ Penata

Jabatan Akademik : Lektor



14

Perguruan Tinggi : Universitas Airlangga

Alamat : Kampus C Unair Jl. Mulyorejo

Surabaya

Telp./ Faks. : 5936502

Alamat Rumah : Perum. Gunung Anyar Emas Blok A3/

6 Surabaya

Telp./ Faks. : 8715715

Alamat e-mail : [email protected]


Drs. Djoni Izak Rudyardjo.,M.SiNIP. 19680201 199303 1 004


PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA PENELITIAN (PKM-P).docx

Documents

Transcript of PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA PENELITIAN (PKM-P).docx