ELECTROPLATING

Elektroplating (electroplating) atau lapis listrik atau penyepuhan merupakan salah satuproses pelapisan logam (pengendapan ion logam pada elektroda katoda) denganmenggunakan bantuan arus listrik melalui suatu larutan elektrolit sehingga disebut proseselectrokimia/ cara elektrolisa. Benda yang akan dilapis harus merupakan konduktor ataudapat menghantarkan arus listrik.

Tujuan elektroplating antara lain perlindungan terhadap karat/ korosi seperti pelapisanseng pada besi baja yang digunakan untuk keperluan konstruksi bangunan. Atau dengantujuan lain disamping sebagai pelapis anti korosi, meningkatkan properties permukaan jugauntuk memperbaiki tampak rupa/ aspek dekoratif sehingga didapatkan permukaan logamyang halus, mengkilap, lebih keras dan licin. Contoh untuk automotive seperti knalpot danvelk racing, assesoris motor mobil, senapan dan lain lain.

Chrome PlatingZinc Plating Nickel Plating

Dalam elektroplating, satu logam dijadikan tumbal untuk melapis logam lainnya. Sengmisalnya dijadikan perisai pelindung bagi besi baja untuk keperluan konstruksi dan industri.Seng dapat dijadikan lapisan cerah tetapi kecerahannya tidak awet.Seng merupakan logam paling murah untuk mencegah korosi besi baja. Biasanya sengditerapkan ke baja secara hot dipping/ celup panas atau galvanisasi. Baja tergalvanisasi sudahbanyak diperdagangkan. Elektrogalvanisasi amat jarang dipraktikkan.Seng melindungi baja secara galvanis atau tumbal. Artinya, pada pasangan korosi antarasubstrat baja dan logam coating, yang anodic coatingnya maka dia yang terkorosi. Bajasubstratnya katodic maka tetap terlindung selama masih ada seng tersisa. Hal ini tidaktergantung pada cara pembentukan pasangan korosi tersebut, seng boleh dielektroplating,celup panas, semprot dan sebagainya.

Elektroplating dekoratif protektifDimasyarakat umum, elektroplating lebih dikenal sebagai finishing logam dengan istilahvernikel atau verkhrom. Terapannya indah, memikat, berkilau dan lebih awet. Material logamyang lazim dan populer digunakan sebagai pelapis adalah nikel dan khrom, meskipunbeberapa logam pelapis untuk keperluan tertentu juga digunakan seperti : cadmium, copper,gold, silver, dan alloys.Nikel memiliki kekerasan dan kekuatan sedang, keliatan dan keuletannya baik serta dayahantar listrik dan termalnya baik, pada suhu biasa nikel terserang udara basah dan kering.Khrom relatif lebih inert dalam berbagai kondisi lingkungan, khrom bereaksi dengan halogen,hydrogen chlorida, hydrogen fluorida. Asam semisal asam nitrat pekat, fosfat, khlorat danperkhlorat membentuk lapisan tipis khrom yang menghasilkan kepasifan, sehingga tahankorosi.

Bagian utama dari proses electroplating adalah 1) electroda / terminal dalam electrolitdimana arus listrik mengalir , 2) arus listrik, dan 3) larutan elektrolit.Elektrolit adalah suatu zat yang larut atau terurai ke dalam bentuk ion‐ion bermuatan positif(kation) dan ion negatif (anion).Anoda (logam yang akan melapisi misalnya tembaga, nickel, chrom, emas, perak): bertindak selakuelectroda positif dimana terjadi oksidasi (pelepasan ion positif logam) dan reduksi (oksigen)Katoda (benda kerja/objek yang akan dilapisi) : electroda negatif dimana terjadi penerimaan/pengendapan ion positif).

Rangkaian elektroplating sebagaimana gambar berikut :1. Anoda dihubungkan pada kutub positif sumber listrik.2. Katoda dihubungkan pada kutub negatif sumber listrik.3. Anoda dan Katoda direndamkan di dalam larutan electrolit. 

Larutan elektrolit merupakan media proses berlangsungnya lapislistrik, larutan elektrolit terbuat dari larutan asam, basa dan garamgaram yang dapat membentuk muatan ion positif dan negatif. Tiapjenis larutan dapat berbeda tergantung dari sifat elektrolit yangdiinginkan.Selama proses pengendapan berlangsung terjadi reaksi kimia padaelektroda dan elektrolit baik reaksi reduksi maupun reaksi oksidasidan diharapkan berlangsung terus menerus menuju arah tertentusecara tetap. Untuk itu digunakan arus listrik searah (direct current)dan tegangan yang konstan/ tetap.

Illustrasi : proses elektroplating tembaga

Sebagai contoh misalkan pelat baja yang akan dilapis dengan tembaga/ Copper (Cu). Larutanyang digunakan adalah garam cupper sulfat (CuSO4). Oleh karena pada anoda dan katodaterjadi perbedaan setelah dialiri listrik, maka logam tembaga akan terurai di dalam larutanelektrolit yang juga mengandung ion ion tembaga. Melalui larutan elektrolit, ion iontembaga (Cu2+) akan terbawa kemudian mengendap pada permukaan katoda (pelat baja)dan berubah menjadi atom atom tembaga.

Illustrasi fenomena yang berlangsung saat proses pelapisan

KatodaKatoda adalah elektroda negatifKatoda menarik kation (ion positif)Katoda adalah sumber elektron atau elektron donor, yang dapat menerima ion positifAnodeAnoda adalah elektroda positifAnoda menarik elektron (anion)Anoda melepaskan ion positif dan menerima elektron

Peralatan untuk electroplating meliputi :1. Rectifier : sebagai sumber arus searah (DC) dan penurun tegangan.2. Bak larutan : sebagai penampung larutan elektrolit, larutan pencuci dan air pembilas.3. Rak : sebagai tempat untuk menggantung benda kerja dan penghantar arus listrik pada benda kerja4. Barrel : Tempat untuk menampung benda kerja yang akan dilapis dan sebagai agitasi larutan.5. Pemanas (heater) : sebagai pemanas larutan elektrolit untuk mendapatkan lapisan yang diinginkan

Bak larutan adalah salah satu peralatan utama yang berfungsi untuk menampung larutanelektrolit, larutan pencuci dan air pembilas. Bahan bak tergantung dari jenis dan kondisi larutanyang ditampungnya dengan persyaratan sbb :‐Tahan terhadap korosi yang ditimbulkan oleh larutan‐Tahan terhadap suhu/ temperature larutan‐Tidak mencemari larutan yang ditampungnya

Dalam merancang suatu bak perlu diperhatikan konstruksi bak yang dikaitkan dengan bentuk danukuran benda kerja yang akan dilapis. Hal lain yang juga perlu diperhatikan adalah dudukan bak,bibir bak, penguat dan dasar pak. Dudukan bak diperlukan agar bak terdukung lebih kuat dan tidakadanya kontak langsung dengan lantai sehingga kemungkinan kerusakkan sebagai akibat basahnyalantai dapat dikurangi.Bibir bak diperlukan untuk menguatkan bak sehingga bagian sisi bak akan lebih kaku dan sebagaitempat dudukan batang penggantung anoda dan katoda (rak atau benda kerja). Penguatdiperlukan untuk menjaga bak tidak ‘bengkak’ (swelling) akibat tekanan larutan, penguat bakbiasanya dipasang pada bagian pinggang bak dengan bibir bak.

Metal Anode Electrolyte Application

Cu Cu 20% CuSO4, 3% H2SO4 electrotype

Ag Ag 4% AgCN, 4% KCN, 4% K2CO3 jewelry, tableware

Au Au, C, Ni‐Cr 3% AuCN, 19% KCN, 4% Na3PO4 buffer jewelry

Cr Pb 25% CrO3, 0.25% H2SO4 automobile parts

Ni Ni 30% NiSO4, 2% NiCl2, 1% H3BO3 Cr base plate

Zn Zn 6% Zn(CN)2, 5% NaCN, 4% NaOH, 1% Na2CO3, 0.5% Al2(SO4)3 galvanized steel

Sn Sn 8% H2SO4, 3% Sn, 10% cresol‐sulfuric acid tin‐plated cans

Beberapa contoh larutan elektrolit yang digunakan untuk applikasi elektroplating

PVC‐U adalah salah satu material pilihan untuk pembuatan bak bak persiapan pelapisan logamataupun bak bak elektroplating. Tahapan persiapan sebelum pelapisan logam umumnya adalahdengan cara perendaman kimia untuk membersihkan logam dari karat atau oksida. Larutan asamyang digunakan untuk persiapan pelapisan logam maupun untuk campuran larutan elektrolitumumnya berupa asam chlorida (HCl), asam sulfat (H2SO4), asam nitrat (HNO3), asam borat (H3BO3).PVC‐U adalah plastik yang memiliki ketahanan yang baik terhadap asam asam tersebut. Disampingitu PVC‐U memiliki kekakuan yang sangat baik sebagai material konstruksi tanki (nilai MOE 3000Mpa) bandingkan dengan PP (Polypropylene MOE 1200 Mpa) atau PE (Polyethylen MOE 800 Mpa).Proses elektroplating juga dipengaruhi oleh suhu/temperature, kenaikan temperatur larutanmenyebabkan bertambahnya ukuran kristal lapisan. Pada temperatur yang tinggi daya larutbertambah besar dan terjadi penguraian garam logam yang menyebabkan tingginya konduktifitasdan mobilitas ion logam, umumnya proses chrom plating ataupun nickel plating membutuhkantemperature sekitar 35°C s/d 50°C . PVC‐U memiliki batas aplikasi service temperatur sampai 60 °C.

PVC‐U KOMADUR® WA produksi Kommerling GermanyAdalah PVC U Type I, yang telah banyak teruji untuk aplikasi pembuatan tanki kimia maupunperlengkapan kimia termasuk juga bak bak elektroplating. Ketangguhan serta ketahanan kimiaterhadap media korosif telah teruji sesuai standard Germany DIN 8061.KOMADUR ® WA memiliki properties fisik yang kuat dan tangguh (density 1,43 ; tensile strength ≥55 Mpa ; E Modul ≥ 3000 Mpa ; Shore hardness D = 82; Deflection temperature 68°C).PVC‐U KOMADUR® WA diproduksi tanpa menggunakan additive formaldehyde, asbestos, lindane,PCB, PCP, CFCs termasuk juga tidak menggunakan tambahan logam seperti cadmium dan timbal,disamping aman (non toksid), juga akan mengurangi kemungkinan resiko kontaminasi ion‐ionlogam dalam bahan additive pvc‐u tersebut ketika digunakan sebagai bak/ tanki larutan electrolit.

Ukuran KOMADUR WA :panjang x lebar = 300 cm x 150 cmUkuran ini sangat efisien dan ideal untukmembuat ukuran bak bak elektroplating,dimana sampah potongan percuma menjadilebih sedikit.

THANK YOU

www.sugison.comwww.grahamika.indonetwork.co.id