Tag: anoda dan katoda pada electroplating

Pengertian Pelapisan Logam Cara Electroplating. Secara sederhana, electroplating dapat diartikan sebagai proses pelapisan logam, dengan menggunakan arus listrik dan senyawa kimia elektrolit tertentu yang bertujuan untuk memindahkan partikel logam pelapis ke material yang akan dilapis.

Pelapisan elektroplating dapat juga didefinisikan sebagai perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui elektrolit sehingga ion logam mengendap pada benda padat konduktif membentuk lapisan logam.

Logam pelapis yang dipakai dapat berupa logam seng (zinc), perak, emas, brass, tembaga, nikel, krom dan lainnya. Penggunaan pelapisan elektroplating disesuaikan dengan kebutuhan dan kegunaan masing- masing material.

Contoh Produk ELectroplating

Beberapa contoh produk yang menerapkan pelapisan cara elektroplating ditunjukkan pada gambar berikut:

Elektroplating diaplikasikan pada produk mulai automotive sampai perangkat rumah tangga. Handle pintu kendaraan roda empat, sendok garpu, baut dan perangkat kamar mandi.

Prinsip Pelapisan Cara Listrik Elektroplating

Proses pelapisan pada benda kerja dilakukan pada suatu elektrolit yang mengandung senyawa logam.

Ion logam bermuatan positif (Mn⁺) yang berada dalam larutan elektrolit bergerak menuju benda kerja (katoda) yang bermuatan negative.  Pada permukaan katoda (benda kerja) ion logam Mn⁺ akan tereduksi menjadi logam M^o dan mengendap membentuk lapisan logam yang disebut deposit.

Reaksi Reduksi Katoda Elektroplating 

Reaksi reduksi dipermukaan katoda sebagai benda kerja dapat dituliskan sebagai berikut:

Mn⁺ + e → M^o

Electron- electron (e) dalam katoda mengkonversi ion-ion logam positif (Mn⁺) yang berada dalam larutan menjadi atom- atom logam (M^o) yang mengendap pada permukaan katoda.

Secara bersamaan, logam anoda yang bermuatan positif akan teroksidasi dengan melepaskan ion logam positif (M⁺) yang terlarut ke dalam elektrolit. Ion ion logam dari anoda akan menggantikan ion ion logam dalam elektrolit yang telah tereduksi.

Reaksi Oksidasi Anoda Elektroplating 

Reaksi oksidaasi yang terjadi pada anoda dapat dinyatakan  seperti berikut:

M^o → Mn⁺ + e

Logam (M^o) sebagai anoda positif akan melepaskan ion-ion logam positif ke dalam larutan. Ion-ion logam positif ini bergerak ke arah katoda negative. Ion-ion logam positif (M⁺) mencapai permukaan katoda dan menerima electron (e) dari katoda.

Apabila proses elektroplating berjalan setimbang maka konsentrasi ion logam (M⁺) elektrolit akan tetap. Massa Anoda semakin lama semakin berkurang, karena terjadi pengendapan logam secara terus menerus yang menghasilkan suatu lapisan dengan ketebalan tertentu pada katoda sebagai benda kerja.

Contoh Pelapisan Elektroplating Tembaga

Skematika contoh pelapisan logam tembaga secara electroplating dalam larutan tembaga sulfat, CuSO₄ dapat dilihat pada gambar di bawah.

Mekanisme Proses Pelapisan Tembaga Metoda Electroplating.

Aliran arus listrik pada electroplating terjadi dari anoda ke katoda melalui larutan eletrolit, sedangkan electron bergerak dari anoda ke katoda melalui kawat penghubung. Akibat adanya aliran arus listrik ini mengakibatkan reaksi pada anoda dan katoda.

Reaksi Pada Anoda Tembaga

Reaksi Oksidasi yang terjadi Pada Anoda Tembaga adalah sebagai berikut:

Cu → Cu²⁺ + 2e

Anoda yang terbuat dari logam tembaga teroksidasi menjadi ion tembaga Cu²⁺ dan terlepas ke dalam elektrolit CuSO₄. Elektron yang terbentuk mengalir dari anoda ke katoda melalui kawat penghubung.

Reaksi Katoda Pada Benda Kerja

Reaksi reduksi yang terjadi pada katoda atau benda kerja adalah sebagai berikut:

Cu²⁺ + 2e → Cu

Ion tembaga Cu²⁺ dalam elektrolit mendekati permukaan benda kerja.  Electron electron yang bergerak dari anoda ke katoda (benda kerja) mengkonversi ion tembaga menjadi logam tembaga pada permukaan benda kerja.

Komponen Utama Dan Cara Kerja Pelapisan Elektroplating

Elektroplating adalah proses pelapisan yang menggunakan prinsip pengendapan logam dengan cara eletrokimia. Benda kerja yang akan dilapisi dijadikan katoda, sedangkan logam yang melapisi benda kerja dijadikan sebagai anoda. Kedua elektroda berada dalam larutan elektrolit dan dihubungkan dengan catu daya arus searah, DC Power Supply.

Perangkat electroplating terdiri dari dua elektroda yaitu  anoda dan katoda, larutan elektrolit, bak elektrolit, power supply dan kawat listrik penghubung.

Larutan Elektrolit Elektroplating

Larutan elektrolit adalah larutan yang mengandung senyawa kimia yang larut dalam air dan mengandung ion logam yang diinginkan untuk proses pelapisan. Larutan elektrolit akan terurai menjadi ion – ion yang bermuatan positif atau negatif.

Elektrolit yang digunakan merupakan larutan yang mengandung ion-ion logam yang sama dengan logam yang digunakan sebagai pelapis atau anoda.

Sebagai contoh, larutan elektrolit tembaga sulfat digunakan saat pelapisan tembaga, nikel sulfat digunakan saat pelapisan nikel dan sebagainya.

Anoda Dan Katoda Elektroplating

Anoda adalah terminal positif yang dihubungkan dengan kutub positif sumber arus listrik. Anoda merupakan logam yang akan melapisi benda kerja. Anoda yang digunakan harus memiliki kemurnian yang tinggi.

Anoda dibagi menjadi dua jenis yaitu anoda larut (habis terpakai /konsumabel) dan anoda tidak larut. Anoda yang tidak larut berfungsi sebagai penghantar arus listrik saja. Sedangkan anoda yang larut berfungsi selain penghantar arus listrik, juga sebagai bahan baku pelapis.

Permukaan logam anoda akan melepaskan atau membentuk ion-ion logam yang larut dalam larutan elektrolit. Jadi sebenarnya Anoda berfungsi sebagai pendonor ion logam untuk menggantikan ion logam dalam larutan elektrolit.

Ion-ion logam elektrolit bergerak ke arah katoda dan mengendap pada permukaan katoda. Lapisan logam yang mengendap pada katoda disebut juga dengan istilah deposit.

Katoda merupakan logam benda kerja yang akan dilapisi. Katoda dihubungkan dengan kutub negatif dari sumber arus listrik. Benda kerja yang akan dilapisi harus bersifat konduktif atau mampu menghantarkan arus listrik. Pengendapan terjadi pada benda kerja yang bersifat katodik.

Sumber Daya Listrik Elektroplating.

Proses electroplating menggunakan sumber arus listrik searah dari DC Power Supply. Sumber arus listrik dihubungkan pada dua buah elektroda menggunakan kawat penghubung.

Kutub negative (-) dihubungkan dengan katoda, sedangkan kutub positif dihubungkan dengan anoda.  Arus yang dibutuhkan untuk proses electroplating mengalir dari anoda menuju katoda melalui elektrolit.

Sumber Arus listrik negative yang dihubungkan dengan katoda menyebabkan electron mengalir bergerak ke katoda. Elektron electron di katoda akan mengkonvesi ion logam positif (M⁺) elektrolit menjadi lapisan logam di permukaan katoda.

Tahap Proses Pelapisan Elektroplating

Tahapan pelapisan secara electroplating meliputi Tahap Degreasing, Pickling, Elektroplating dan Tahap akhir yaitu rinsing (pembilasan).

Tahap Degreasing Pelapisan Elektroplating

Tahap awal adalah mempersiapkan logam yang akan dilapisi dengan cara membersihkan permukaan benda kerja. Lemak atau minyak yang menempel dapat dibersihkan dengan pelarut alkalin yang mengandung natrium karbonat, sianida, borak, sabun atau pembersih lain.

Pembersihan dilakukan dengan cara direndam selama 5 – 10 menit, tergantung banyaknya kotoran yang menempel.

Tahap Pickling Pelapisan Elektroplating

Tahap pickling merupakan pengasaman yang bertujuan menghilangkan lapisan kerak dan karat dari permukaan benda kerja dengan menggunakan larutan asam sulfat (H₂SO₄) dan asam klorida (HCl), Asam Fluoride HF.

Benda cor akan lebih baik dibersihkan dengan menggunakan larutan campuran asam sulfat dan asm fluoride. Laruatan campura ini dapat berfungsi untuk menghilangkan serpihan logam dan sisa pasir cetak halus yang nempel pada benda kerja.

Tahap Pelapisan Electroplating

Tahap electroplating merupakan tahap utama dari proses pelapisan benda kerja menggunakan cara listrik.

Tahap Rinsing Pembilasan Hasil Pelapisan Elektroplating

Tahap rinsing dilakukan antar tahap yaitu setelah degreasing setelah pickling dan setelah electroplating.

Rinsing atau pembilasan dilakukan untuk membersihkan larutan yang digunakan dalam preparasi permukaan. Pembilasan dapat dilakukan dalam air mengalir atau disemprot untuk menghilangkan sisa larutan elektrolit yang menempel pada benda kerja.

Tujuan, Fungsi Dan Manfaat Pelapisan Logam Elektroplating

Beberapa manfaat dari penerapan proses pelapisan dengan cara electroplating pada produk atau suku cadang  diantaranya adalah:

Lapisan Protektif: Pelapisan protektif adalah pelapisan yang bertujuan untuk melindungi logam yang dilapisi dari pengaruh lingkungan luar. Faktor lingkungan luar diantaranya adalah serangan korosi baik cuaca maupun media korosif.

Elektroplating menciptakan lapisan yang dapat melindungi produk produk dari kondisi lingkungan atmofer. Lapisan akan memutus atau menghalangi interaksi dengan lingkungan sehingga terhindar dari pengaruh proses kerusakan secara kimia ataupun korosi.

Dalam beberapa kasus, lapisan ini dapat melindungi serangan korosi yang disebabkan oleh atmosfer. Lapisan ini secara khusus menguntungkan, karena komponen atau suku cadang dapat bertahan lebih lama dalam kondisi yang lebih berat. Sehingga penggantian suku cadang menjadi lebih jarang.

Lapisan Dekoratif: Produk yang digunakan di luar ruang (eksterior) sering dilapisi dengan lapisan tipis logam mulia untuk membuatnya lebih berkilau dan menarik untuk dilihat. Pelapisan ini memberikan daya tarik estetika tanpa biaya tinggi.

Artinya produk yang menarik dapat dijual dengan harga lebih murah. Selain itu, electroplating sering digunakan untuk mencegah terbentuknya noda pada produk berlapis, meningkatkan umur pakai dan meningkatkan penampilan estetika sepanjang waktu.

Dengan kata lain, pelapisan lebih mengutamakan untuk mendapatkan tampilan luar yang terlihat lebih menarik. Logam-logam yang umum digunakan untuk pelapisan dekoratif adalah emas, perak, nikel dan krom.

Produk yang dihasilkan banyak digunakan sebagai aksesoris pada kendaraan bermotor baik kendaraan roda dua maupun beroda empat, peralatan rumah tangga Gedung dan ornament lainnya.

Lapisan Konduktivitas Listrik: Pelapisan perak dan tembaga membantu meningkatkan konduktivitas listrik pada komponen listrik. Elektroplating menawarkan solusi yang hemat biaya dan efisien dalam meningkatkan konduktivitas dalam komponen elektronik dan listrik.

Lapisan Tahan Panas: Beberapa logam, termasuk emas dan seng-nikel dapat tahan terhadap suhu tinggi. Sehingga dapat memperbaiki kemampuan komponen dalam menahan kerusakan akibat panas. Ini, pada gilirannya, dapat meningkatkan umur pemakaian komponen yang dilapisi.

Lapisan Yang Keras: Elektroplating sering digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan daya tahan komponen atau suku cadang. Lapisan dapat mengurangi kerusakan akibat gesekan, tekanan atau penggunaan dalam kondisi berat. Peningkatan mutu ini dapat membantu meningkatkan umur pemakaian, sehingga dapat mengurangi penggantian suku cadang.

Lapisan Khusus: Pelapisan Bersifat Khusus bertujuan untuk mendapatkan sifat khusus permukaan seperti sifat keras, sifat tahan aus dan sifat tahan suhu tinggi atau gabungan dari beberapa tujuan diatas secara bersama-sama.

Misalnya dengan melapisi bantalan dengan logam nikel agar bantalan lebih keras dan tidak mudah aus akibat gesekan pada saat berputar.

Karakteristik Logam Pelapis Elektroplating

Seng lebih dominan digunakan sebagai bahan untuk proteksi korosi yang sangat baik pada baja, sangat ekonomis & aman. Banyak digunakan pada elemen penghubung, industri otomotif dan konstruksi, Gedung pabrik.

Paduan – Seng, Tembaga, dan Logam Mulia digunakan sebagai bahan proteksi korosi yang sangat baik, dekoratif akhir, tahan aus. Digunakan untuk ketahanan korosi yang ekstrim dikombinasikan dengan tekanan panas yang tinggi, misalnya untuk Knalpot mobil, elemen mesin, dan komponen elektronik.

Tembaga, Nikel, Krom sebagai bahan proteksi korosi yang baik, dan dekoratif akhir. Banyak digunakan pada kendaraan bermotor, perlengkapan pipa ledeng, furniture rumah kantor, perlengkapan toko.

Hard Chrome, Chrome Keras, digunakan sebagai bahan yang dapat mengeraskan secara ekstrim, ketahanan terhadap aus, perlindungan korosi, sifat pelumas yang ditingkatkan. Banyak digunakan untuk Hidraulik, pembuatan cetakan, kendaraan, poros, dan bantalan.

Perak, Paduan Perak digunakan untuk meningkatkan konduktivitas yang baik terhadap panas dan listrik, antibakteri, finishing dekoratif untuk meningkatkan nilai. Banyak digunakan untuk perhiasan, bagian listrik dan elektronik, barang-barang rumah tangga.

Emas merupakan unsur yang Fleksibel, tidak reaktif dengan elemen lain, konduktivitas listrik yang baik, ketahanan terhadap korosi, dan untuk peningkatan nilai. Banyak digunakan untuk perhiasan, komponen listrik dan elektronik, barang-barang rumah tangga.

Perunggu memiliki ketahanan aus dan korosi, dan flexible. Banyak diterapkan pada Bearing fleksibel

Timah memiliki sifat yang cukup lunak, fleksibel, dan dapat disolder. Banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga, elektronik, sirkuit cetak PCB, industri makanan.

Daftar Pustka:

1. ASTM, 1993, “Coated Steel Products”, Volume 01. 06, Philadelphia, PA.

Versi Lama

Pengertian Definisi Electroplating. Elektroplating adalah proses pelapisan yang menggunakan prinsip pengendapan logam dengan cara eletrokimia. Benda  kerja yang  akan dilapisi dijadikan katoda, sedangkan logam yang melapisi benda kerja dijadikan sebagai anoda. Kedua elektroda berada dalam larutan elektrolit dan dihubungkan dengan catu daya arus searah, DC Power Supply.

Elektrolit yang digunakan merupakan larutan yang mengandung ion-ion logam yang sama dengan logam yang digunakan sebagai pelapis atau anoda. Permukaan logam anoda akan melepaskan atau membentuk ion-ion logam yang larut dalam larutan elektrolit. Ion-ion logam ini  bergerak ke arah  katoda atau benda kerja dan mengendap pada permukaan benda kerja.

Skematika pelapisan logam tembaga secara electroplating dalam larutan tembaga sulfat, CuSO₄ dapat dilihat pada gambar di bawah.

Logam tembaga sebagai anoda positif akan melepaskan ion-ion positif tembaga ke dalam larutan. Ion-ion positif tembaga ini bergerak ke arah katoda negative. Ion-ion positif tembaga mencapai permukaan katoda dan  menerima electron dari katoda. Electron-elektron ini mengkonversi ion-ion tembaga yang berada dalam larutan menjadi atom-atom tembaga yang  mengendap pada permukaan katoda.

Pengertian dan Contoh Electroplating dan Prinsip Kerja Elektroplating. Contoh diagram gambar electroplating dengan Larutan Elektolit pada proses electroplating dan elektroda pada electroplating Gambar rangkaian arus listrik proses electroplating dengan tujuan proses electroplating. Contoh produk hasil electroplating yang pelapisan logam dengan electroplating dengan anoda dan katoda pada electroplating.