Sabtu, 17 Desember 2011

TEORI ELEKTROPLATING


H. TEORIPENUNJANG
1. METAL FINISHING
Setiap benda logam yang dipergunakan sehari-hari memerlukan proses
penyelesaian akhir sebelum dipakai. Proses penyelesaian ini disebut sebagai metal
finishing, karena bagian yang diproses adalah permukaan logam, proses metal
finishing ini dapat disebut juga sebagai surface finishing.
Definisi dari surface finishing adalah setiap proses akhir yang ditujukan
pada permukaan logam untuk memberikan sifat baru yang tidak dimiliki oleh
logam tersebut dalam kondisi asalnya. Logam dapat diproses (potong, cor, bor,
las, dan sebagainya), untuk memberinya suatu bentuk yang sesuai dengan
fungsinya. Namun proses-proses tersebut bukanlah yang disebut dengan surface
finishing. Proses-proses tersebut memberikan bentuk namun tidak memberikan
sifat permukaan yang sesuai dengan fungsinya.
Metal finishing mempunyai banyak cara dalam prosesnya, mulai dari
memoles permukaan, mencat, hingga membungkusnya dengan logam lain.
Beberapa benda logam ada yang tidak memerlukan surface finishing, seperti
paku, mur, baut, kabel dan benda-benda logam yang dalam penggunaannya tidak
perlu terlihat bagus. Walaupun tidak dibutuhkan, beberapa dari benda-benda
tersebut ada juga yang melalui proses surface finishing bila diperlukan.
Besi baja adalah sebuah logam yang murah dan digunakan secara luas
untuk berbagai macam aplikasi, namun besi dan baja tidak tahan terhadap karat,

sehingga diperlukan pelapisan permukaan untuk melindungi besi dari kondisi
lingkungan yang sifatnya korosif. Pelapisan permukaan dapat dilakukan dengan
berbagai cara, seperti pengecatan, enamel, atau elektroplating. Maka dari itu, pada
umumnya fungsi utama industri metal finishing adalah melindungi benda-benda
logam dari karat.
Pada beberapa kasus, logam harus dipisahkan dari lingkungannya
walaupun logam lingkungannya tidak korosif, tetapi mungkin diakibatkan oleh
sifat logam itu sendiri yang memungkinkan menimbulkan pencemaran terhadap
lingkungan dimana logam tersebut dipergunakan. Sebagai contoh, kotak obat
yang terbuat dari besi dilapisi dengan nikel, atau platinum, karena besi dapat
mempengaruhi obat-obatan yang ditampungnya. Kaleng atau tin can adalah
contoh lain, semua kaleng makanan yang terbuat dari besi dilapisi dengan timah
karena besi yang berkarat dapat merusak makanan yang di dalam kaleng.
Alasan lain adalah untuk memperindah panampilannya dengan kata lain
fungsi dekoratif. Sebagai contohnya, bumper atau gnll untuk mobil (Rolls Royce)
sengaja dikrom untuk memberikan kesan eksklusif. Barang-barang lain yang
dilapisi permukaannya untuk fungsi dekoratif-protektif, contohnya tongkat golf,
tongkat baseball, dan alat-alat olahraga lain, alat-alat pertukangan, seperti obeng,
tang, palu, dan sebagainya.
Beberapa logam lain yang dilapisi dengan tujuan murni dekoratif
contohnya seperti pelapisan emas untuk perhiasan imitasi, yang mana tidak
mempunyai fungsi protektif sama sekali.

Kegunaan lain dari surface finishing adalah untuk mengubah sifat logam
dasarnya. Tembaga merupakan penghantar yang baik, untuk panas dan listrik,
namun tembaga sangat mudah tertutupi oleh lapisan minyak yang dapat
mengakibatkan kesulitan dalam penyolderan dan menyebabkan resistansi tinggi
pada kontak relay atau saklar. Untuk mengatasi ini, maka kaki komponen dilapisi
dengan timah untuk mempermudah penyolderan, dan emas untuk mengurangi
resistansi. Masih banyak manipulasi permukaan lain seperti penggunaan perak
untuk peralatan radio, penggunaan rhodium untuk menambah kilau logam,
penggunaan krom dan nikel untuk mengeraskan permukaan, dan lain sebagainya.
Untuk membuat penghantar yang seluruhnya terbuat dari emas, akan
memakan biaya besar, akibatnya sulit terjangkau oleh konsumen. Untuk
memproduksi kaleng makanan yang seluruhnya terbuat dari timah akan
menyebabkan kaleng makanan tidak tahan benturan, karena sifat timah yang
kurang keras. Akan sulit mendapatkan nikel sejumlah bumper Rolls Royce yang
beredar. Kromium dalam bentuk bakunya sangat sulit dibentuk menjadi benda
yang dibutuhkan.
Disinilah metal fmishing berguna, yaitu untuk mengkombinasikan
kekuatan logam dengan sifat permukaan yang tidak dimilikinya. Metal finishing
memungkinkan produksi benda-benda logam besar dari bahan logam yang murah
dan mudah dibentuk untuk kemudian dilapisi dengan logam yang mahal, namun
mendapatkan hasil yang sama dibanding dengan membuat logam tersebut
seluruhnya dari logam yang mahal.

2. LATAR BELAKANG KEILMUAN
Elektrokimia {Electrochemistry) dapat didefinisikan sebagai ilmu sains
yang mempelajari hal-hal yang berhubungan dengan konversi energi secara kimia
dan elektris. Dalam hal ini mungkin saja penggunaan listrik untuk menghasilkan
reaksi kimia, atau penggunaan reaksi kimia untuk menghasilkan listrik.
Elektrokimia merupakan salah satu cabang sains kimia dan teknologi yang sangat
penting. Ilmuwan sejak jaman Faraday (1791-1867) telah tertarik dengan larutan
elektrolit, sifat korosif yang ditimbulkannya, serta proses-proses lain yang
berhubungan dengan perpindahan elektron dari satu substansi ke substansi lain.
Electrorefining adalah pemurnian logam menggunakan larutan elektrolit
dan arus listrik. Misalkan, pada proses pemurnian tembaga digunakan logam
tembaga tidak murni sebagai anoda dan kuprisulfat sebagai larutan garamnya.
Saat dialirkan arus dari anoda ke katoda, partikel tembaga pada anoda larut ke
dalam larutan meninggalkan logam tidak murni dan menempel pada katoda
berupa tembaga murni. Proses ini berlangsung lama hingga kandungan tembaga
pada anoda habis dan terbentuk logam tembaga murni pada katoda.
Electroforming adalah suatu proses membentuk material yang terbuat dari
logam yang dikandung larutan berdasarkan cetakan bentuk dari katoda.
Electroforming digunakan untuk membuat benda-benda yang tipis namun
memiliki tekstur tidak rata.
Untuk memeriksa kandungan logam dalam suatu larutan plating
digunakan uji laboratorium dengan cara melakukan elektroplating dengan larutan

9
tersebut hingga logam yang digunakan untuk pelapis habis. Hasil dari
elektroplating ini akan ditimbang beratnya, dan dihitung pertambahannya sebelum
di-plating. Pemeriksaan dengan cara tersebut termasuk salah satu cabang dari
electroanalysis. Contohnya apabila yang akan diuji adalah larutan Kuprisulfat
maka proses elektroplating dilakukan dengan anoda inert (tidak larut dalam
larutan, seperti platinum) dan katoda Iogam selain tembaga (besi, kuningan,
alumunium). Katoda yang selesai di-plating nantinya ditimbang dan dikurangkan
dengan berat mula-mula katodanya. Dengan demikian akan diketahui kandungan
tembaga dalam larutan kuprisulfat.
Electrowinning adalah proses untuk mendapatkan kembali logam yang
telah larut dalam larutan, dalam bentuk padat. Anoda yang digunakan harus dalam
bentuk yang tidak larut (inert). Larutan yang akan diambil logamnya dielektrolisis
sehingga pelarut (biasanya air) akan terdekomposisi dan dilepas dalam bentuk
oksigen (semacam menguap) sehingga yang tersisa dalam larutan adalah logam.
Operasi ini biasa digunakan untuk mendapatkan seng dari bentuk batuan alamnya.
Cabang dari elektrokimia yang paling penting adalah theoretical
electrochemistry namun demikian adalah yang paling sedikit dipahami. Pada
cabang ini ilmuwan mempelajari mekanisme - kinetik dan termodinamik - dari
fenomena perpindahan ion dan perumusan matematis dari hukum konduksi
elektrolit, serta reaksi-reaksi pada anoda dan katoda.

10
3. TEORIELEKTROPLATING
3.1. Konsep Elektroplating
Konsep elektroplating adalah reaksi kimia yang dihasilkan oleh arus
listrik. Tenninal yang memberikan arus dalam larutan disebut dengan
elektroda. Elektroda yang mengalami proses kimia reduksi adalah katoda,
sedangkan yang mengalami proses kimia oksidasi adalah anoda. Pada kedua
elektroda terjadi proses perpindahan ion, dari katoda ke anoda bermuatan
negatif disebut dengan anion, sedangkan dari anoda ke katoda bermuatan
positif disebut dengan kation. Larutan tempat terjadinya proses ini disebut
dengan elektrolit.
Konduksi dapat terjadi melalui dua cara, yaitu elektronik dan
elektrolitik. Konduksi yang terjadi secara elektronik, tidak disertai baik
dengan reaksi kimia maupun perpindahan material. Sedangkan pada
konduksi secara elektrolitik disertai dengan perpindahan material dan reaksi
kimia pada kedua elektroda.
3.2 Hubungan Dengan Kelistrikan
Elektroplating meletakkan dasar analitis diatas hukum Faraday yang
dicetuskan oleh Michael Faraday pada tahun 1833. Hukum tersebut
menyatakan bahwa:
1. Jumlah perubahan kimia akibat arus listrik sebanding dengan jumlah
arus yang lewat.

11
2. Jumlah substansi berbeda yang dibebaskan oleh sejumlah arus listrik
sebanding dengan berat kimia ekuivalennya.
Berat kimia ekuivalen dari suatu meterial adalah berat atom suatu
material dibagi dengan perubahan valensi yang terjadi pada proses
elektrolisis. Jadi walaupun suatu logam hanya memiliki satu berat atom,
namun logam tersebut dapat memiliki berat ekuivalen lebih dari satu. Bila
besi sebagai elektroda menggunakan Fe3+
-> Fe° maka perubahan
valensinya adalah 3, sehingga berat ekuivalennya adalah 55,85 (berat atom
Fe)dibagi 3, yaitu 18,617.
Satu Coulomb didefinisikan dengan arus l ampere yang mengalir
selama 1 detik (1 As) atau sama dengan jumlah arus yang dibutuhkan untuk
melapiskan 0,001118 gram perak. Untuk melapiskan 1 gram perak
dibutuhkan 107,868/0.001118 = 96483 C, dibulatkan menjadi 96500 C. Jadi
persamaan yang didapat melalui hukum Faraday adalah :
g = Iet/96500
(2.1)
dimana g menyatakan berat substansi yang bereaksi, I adalah arus
dalam ampere, e menyatakan berat ekuivalen, dan t adalah waktu dalam
detik.
Bila tegangan sel diketahui, maka kita bisa menghitung energi yang
dibutuhkan, dengan persamaan:
W = VI t
(2.2)
dimana W adalah energi dalam Joule, V menyatakan tegangan dalam
volts, I menyatakan arus dalam ampere, dan t adalah waktu dalam detik.

12
3.3. EfisiensiArus
Faraday menyatakan bahwa banyak perubahan kimia yang terjadi
dalam elektroda sebanding dengan jumlah arus yang lewat. Maka efisiensi
arus adalah perbandingan antara perubahan kimia yang diinginkan dengan
perubahan kimia yang terjadi. Efisiensi arus dinyatakan dengan persamaan:
CE = 100xAct/Theo
(2.3)
dimana CE adalah efisiensi arus dalam persentase, Act adalah
perubahan kimia yang terjadi (diperoleh dari percobaan), dan Theo adalah
perubahan kimia yang diinginkan (melalui perhitungan secara teoritis).
Efisiensi anoda didapat bila yang dikalkulasi adalah berat logam
pada anoda, dan efisiensi katoda adalah bila yang dikalkulasi adalah berat
logam pada katoda.
3.4. Densitas Arus
Pada elektroplating bukan berat dari logam yang dilapiskan yang
menjadi perhatian namun tebalnyalah yang lebih dipermasalahkan. Untuk
memperoleh hasil pelapisan yang merata diseluruh permukaan benda, maka
diperlukan sejumlah arus yang sebanding luas permukaan yang dilapisi.
Densitas arus merupakan variabel penting dari elektroplating yang
menentukan karakter lapisan, distribusinya, efisiensi arus, dan sebagainya.
Densitas arus dinyatakan dalam ampere per satuan luas (A/m2, A/dm2,
A/cm2).

13
3.5. Distribusi Arus
Untuk memperoleh hasil lapisan yang merata dibutuhkan distribusi
arus yang merata pula. Arus umumnya mengalami perbedaan distribusi pada
bagian tengah logam dibanding dengan bagian ujung logam yang di-plating.
Arus lebih terkonsentrasi pada ujung logam sehingga oleh karena ketidak
merataan distribusi arus akan mengakibatkan lapisan yang tidak sama
tebalnya, bahkan mengakibatkan pembentukan hidrogen dan terjadinya
bintik serta kerak pada bagian logam yang konsentrasi arusnya tinggi.
Dalam mengatur distribusi arus ada dua cara yang digunakan, yaitu
melalui larutan dan peletakan elektroda. Kedua cara tersebut relatif sulit.
Pengaturan letak elektroda berhubungan dengan desain bak plating,
sehingga untuk usaha plating sederhana sulit diwujudkan. Pengaturan letak
elektroda juga memperhitungkan bentuk logam yang di-plating sehingga
bakplating dibuat secara khusus untuk aplikasi plating tertentu saja.
Sedangkan pengaturan larutan dilakukan untuk mendapatkan
throwing power yang bagus. Throwing power didefinisikan sebagai
kemampuan larutan untuk melapisi bagian logam yang sulit dan bentuknya
tidak merata. Juga diharapkan larutan mempunyai resistivitas rendah agar
aras mengalir tidak hanya ke bagian logam didepan elektroda, tetapi juga
pada bagian belakang logam yang dilapisi.

14
4. DASARELEKTROPLATING
Elektroplating didefinisikan sebagai elektrodeposisi dari sebuah lapisan
logam adheren diatas suatu elektroda dengan tujuan memberikan sifat atau
dimensi tertentu yang berbeda terhadap permukaan logam asalnya. Untuk
melakukan proses elektroplating dibutuhkan empat komponen, yaitu :
1. Rangkaian eksternal, terdiri atas : sebuah sumber arus DC, medium penyalur
arus ke bak plating, instrumentasi lain seperti ammeter, voltmeter, dan
regulator arus atau tegangan.
2. Elektroda negatif atau katoda (yang merupakan bahan yang akan dilapisi), dan
media untuk menempatkan elektroda dalam bakplating.
3. Larutan plating, umumnya berbentuk cairan.
4. Elektroda positif atau anoda (yang merupakan logam yang dilapiskan), dapat
juga berupa logam yang inert dan tidak larut
4.1. Kegunaan Plating
Seperti yang telah disebutkan di atas, ada empat tujuan utama
mengapa logam dilapis dengan proses elektroplating, yaitu penampilan,
perlindungan, sifat khusus, sifat mekanis. Keempat kegunaan ini kadang
sulit dipisahkan satu sama lain, umumnya untuk satu proses elektroplating
memiliki dua atau lebih dari keempat fungsi tersebut.
4.1.1. Dekoratif. Banyak logam tidak menarik untuk dilihat, karena
memiliki sifat mudah teroksidasi, berminyak, atau berkarat. Contohnya

seperti sea^, cten besi, yang nrerupakan logam paling murak yang tersedia
baaydk di pasaran Lapisarf tipiS krotft akan rrrerttpercantik penampilan
sekaligus menambah nilai jual dari b£si dail seng. Krom dapat di-plating
dengan proses 'bright plating1 dan terlihat mengkilat (bila dilakukan dengan
benar dapat bertahan hingga bertahun-tahun). 01 eh sebab ini maka krom
plating menjadi plating paling banyak digunakan selama ini untuk tujuan
dekoratif. Namun karena krom plating sendiri sangat tipis (untuk membuat
lapisan kromium dengan ketebalan tertentu sangat sulit, terutama karena
kesulitan dalam pengukuran ketebalan) maka digunakan kombinasi
tembaga-nikel atau nikel saja sebagai undercoat (lapisan bawah) kromium,
sehingga hasilplating dapat bertahan lebih lama.
Logam lain yang digunakan untuk dekoratif plating antara lain emas,
perak, tembaga, perunggu, kuningan, dan rhodium.
4.1.2. Protektif. Fungsi platmg untuk lapisan pelindung seringkali
dihubungkan dengan fungsi plating untuk dekoratif. Kombinasi tembaga-
nikel-kromium yang digunakan untuk bumper mobil, contohnya,
mempunyai dua fungsi, yaitu melindungi dari karat dan mempercantik
penampilan mobil. Khusus untuk fungsi proteksi, seng adalah logam yang
paling ekonomis dan efektif yang paling banyak digunakan. Walaupun seng
dapat dikilapkan, namun tidak akan bertahan lama, akibatnya seng jarang
digunakan untuk fungsi dekoratif. Kadmium lebih mahal dari seng, namun
memiliki sifat jauh lebih unggul daripada seng, kadmium lebih tahan korosi

16
terutama bila digunakan pada lingkungan yang lembab atau di laut. Tin
(timah) berfungsi untuk melindungi besi terutama pada kaleng makanan.
Sebenarnya kombinasi fungsi timah dan besi adalah saling melengkapi,
dimana besi menguatkan sifat timah yang mudah penyok, dan timah
melindungi besi dari karat, sekaligus melindungi makanan dari besi. Kaleng
makanan merupakan penerapan proses elektroplating dalam jumlah besar
yang paling banyak digunakan oleh industri.
4.1.3. Sifatkhusus. Ada beberapa benda yang diperlukan untuk suatu
tujuan tetapi logam pembuatnya tidak memiliki sifat yang sesuai dan
menunjang fungsinya, sehingga perlu dilakukan plating pada logam dasar
tersebut untuk memberinya sifat yang sesuai dengan kebutuhan. Beberapa
contohnya antara lain:
- Timah dilapiskan pada kaki komponen elektronik untuk
mempermudah solder melekat padanya. Kaki komponen terbuat
dari tembaga, namun tembaga saja tidak cukup cepat dilekati
timah solder karena sangat sulit menjaga tembaga dari lapisan
film yang ditimbulkannya akibat interaksi dengan lingkungan.
Lapisan minyak ini akan mempersulit pelekatan timah solder
pada kaki komponen.
- Untuk fungsi reflektor (pada senter, atau lampu otomotif), logam
dilapisi dengan logam perak atau rhodium yang memiliki daya
refleksi tinggi.

17
- Untuk fungsi relay dan switch yang bekerja dengan kontak putus
- sambung, diperlukan tahanan yang sangat kecil pada kontak.
Logam emas dan palladium dilapiskan pada kontak untuk
memperkuat fisik kontak dan memperkecil tahanan kontak.
4.1.4. Sifat mekanik. Kategori ini dapat digolongkan pada pemberian
sifat khusus pada logam dasar. Kategori ini dipisah dengan pertimbangan
bahwa untuk penggunaan mekanik, sebuah logam perlu dilapisi lebih tebal
dibanding dengan tiga kategori sebelumnya, seringkali hingga orde
milimeter ( tiga kategori sebelumnya hanya hingga orde mikrometer ).
Umumnya sifat flsik yang diinginkan dalam kategori ini adalah kekuatan
dan ketahanan. Terkadang plating digunakan untuk merekonstruksi ulang
bentuk dari logam yang telah rusak baik akibat penggunaan maupun salah
produksi.
Kromium dengan ketebalan jauh di atas ketebalan untuk fungsi
dekoratif, digunakan untuk melapisi laras senapan, membentuk gilingan
yang digunakan dalam mesin pembuat kertas, silinder mesin diesel, dan
banyak benda-benda lain yang membutuhkan kekerasan bahan. Klaker
untuk roda pintu besi harmonika, roda kendaraan, atau mencairkan tip-ex
semuanya terendam dalam cairan, yang mana mudah terjadi korosi,
sehingga dilapisi dengan kromium untuk meningkatkan daya tahan korosi.
Piston yang terbuat dari campuran logam aluminium di-plating dengan
timah campuran untuk menghindari terjadinya aluminium oksida yang dapat

18
menyelep dinding piston saat dijalankan. Perak dan indium juga digunakan
untuk fungsi serupa.
4.2. Anoda
Anoda dalam elektroplating memiliki dua fungsi, pertama adalah
untuk menyalurkan kutub positif, dan kedua untuk untuk memperbarui
logam dalam larutan yang terdeposisi pada katoda. Anoda dapat digunakan
dalam berbagai bentuk (bongkahan logam padat atau pecahan-pecahan
logam yang kecil), yang dapat bersifat inert maupun aktif. Masing-masing
memiliki keunggulan dan kekurangan sendiri.
Anoda aktif cenderung bertindak memperbarui larutan dan
meminimumkan penambahan bahan kimia pada larutan. Anoda aktif ini
pada umumnya lebih mahal daripada logamnya. Kekurangan anoda aktif
terletak pada sifatnya yang cenderung tidak murni, sehingga dapat
mengakibatkan endapan dalam larutan (mengganggu proses plating). Selain
itu anoda aktif harus dikontrol agar tidak sampai membentuk lapisan film
pada permukaannya yang dapat mempengaruhi keaktifannya.
Ada banyak keuntungan dari anoda inert, diantaranya tidak adanya
endapan yang ditimbulkan, tidak memerlukan pengontrolan, dan tidak akan
berubah baik ukuran maupun bentuknya. Sebaliknya, pada proses yang
menggunakan anoda inert, Iogam dalam larutan harus diperbarui dengan
penambahan bahan kimia secara berkala atau diuji melalui laboratorium.

19
Anoda tunggal pada dasarnya tidak dapat digunakan sepenuhnya,
cepat atau lambat akan tersisa bagian dari anoda yang tidak dapat digunakan
lagi (menjadi semacam ampas) dan harus dikembalikan ke pabrik
pembuatnya untuk dicairkan dan dibentuk kembali. Anoda tunggal terasa
lebih berat dan sulit dipindah-pindahkan.
Anoda yang berupa kepingan dapat sepenuhnya dikonsumsi untuk
plating. Anoda ini lebih mudah dipindahkan, merupakan kebalikan dari
anoda tunggal. Namun anoda ini memerlukan pengontrolan yang lebih
daripada anoda tunggal, karena arus dapat hilang saat melewati keranjang
tempat anoda kepingan diletakkan (sehingga efisiensi arus cenderung
rendah).
Nikel dapat membentuk oksida yang walaupun dapat mengalirkan
arus namun memungkinkan adanya oksidasi air dalam larutan (akan
mengakibatkan pasifitas anoda). Hal ini dicegah dengan ion-ion klorit pada
larutan Watts standar.
Timah campuran digunakan sebagai anoda dalam kromium plaling
dengan larutan asam kromat. Sifat inert-nya diakibatkan oleh karena
tingginya oksida film yang dihasilkan dalam larutan asam kromat. Untuk itu
titanium dipergunakan sebagai keranjang tempat anoda yang tidak rnert
diletakkan. Tingginya oksida film dalam larutan mengakibatkan titanium
menjadi inert dan tidak mengganggu proses. Titanium tidak boleh
dipergunakan pada kromium plating tanpa larutan asam kromat karena
titanium dapat bereaksi terhadap larutan tertentu.

20
Gambar 2.1
Keranjang Tempat Anoda Kepingan Diletakkan
Oleh karena tidak ada logam yang 100% murni (terbuat hanya dari
satu bahan saja), maka timbul kesulitan endapan logam campuran dari
anoda yang digunakan.
J.K.Dennis. Nickel and Chromium Plating. (Butterworth & Co. Ltd.,
1986). p.46.

21
Logam campuran (terdapat dalam bentuk partikel pada anoda) lebih cepat
larut dari anoda dan mengendap pada larutan. Akibatnya partikel ini dapat
menempel pada katoda dan membentuk permukaan kasar, lubang, dan
bagian yang tidak terlapis. Untuk mengatasi hal ini, anoda diletakkan pada
suatu tempat yang dapat menampung endapannya sehingga endapan tidak
sampai keluar dari tempat anoda lalu mengotori larutan. Namun demikian
larutan plating tetap harus diperbarui secara berkala. Pada industri plating
umumnya juga digunakan sebuah alat filter yang berfungsi untuk menyaring
endapan yang berasal dari anoda. Alat filter ini dijalankan selama proses
plating berlangsung sehingga larutan plating selalu berada dalam keadaan
bersih dari endapan.
4.3. Suhu
Suhu merupakan variabel yang cukup kritis pada proses
elektroplating umumnya. Untuk memperoleh hasil yang memuaskan
disarankan untuk menjaga agar range temperatur tidak lebih maupun kurang
2 °C dari suhu optimum. Pertambahan temperatur meningkatkan difusi dan
meningkatkan mobilitas ion, sehingga meningkatkan konduktivitas larutan.
Selain itu juga meningkatkan penguapan dan proses hidrolisis pada larutan.
Pada beberapa bahan logam, peningkatan temperatur mempengaruhi
kelarutan bahan tersebut. Karena banyaknya reaksi yang terjadi maka sulit

22
untuk mengukur temperatur optimum untuk suatu larutan elektroplating,
kecuali bila dilakukan dengan percobaan secara intensif dan kuantitatif.
5. LISTRIK DALAM ELEKTROPLATING
Proses elektroplating membutuhkan listrik untuk memberikan beda
potensial antara kedua elektrodanya. Ada dua jenis arus listrik yang dikenal, yaitu
arus bolak-balik (Alternating Current, disingkat AC) dan arus searah (Direct
Current, disingkat DC). Listrik yang dibutuhkan untuk proses elektroplating
adalah arus searah (DC). Pada elektroplating, arus akan mengalir dari elektroda
yang memiliki potensial lebih tinggi ke elektroda yang memiliki potensial lebih
rendah, sehingga satu elektroda akan bertindak sebagai penyedia elektron dan
yang lain penerima elektron. Listrik untuk proses elektroplating umumnya
mempunyai beda potensial kecil namun dengan arus yang tinggi.
Antara aliran arus dan tegangan mempunyai analogi yang sama dengan
aliran air dengan beda ketinggian. Air akan mengalir bila terdapat beda
ketinggian, begitu pula arus, mengalir saat terjadi beda potensial. Air mengalir
melalui suatu medium yang akan menentukan debit air, yaitu variabel-variabel
semacam lebar diameter pipa, diameter keran, dan tekanan dalam pipa. Medium
yang dilalui oleh arus sepanjang terdapat beda potensial merupakan tahanan, yang
menentukan tingginya arus listrik yang mengalir. Terminologi hubungan antara
arus, beda potensial dan tahanan dinyatakan dalam persamaan :
I = V / R
(2.4)

23
Dimana I adalah besar arus dinyatakan dalam satuan A (ampere), V adalah beda
potensial antara kedua elektroda dinyatakan dalam satuan V (volt), dan R adalah
tahanan yang dilalui oleh arus dinyatakan dalam satuan Q (ohm). Persamaan di
atas dikenal dengan hukum Ohm.
Terdapat perbedaan yang perlu diperhatikan antara arus yang mengalir
dengan kuantitas listrik. Kuantitas listrik adalah jumlah listrik yang dihantar oleh
aras 1 A selama 1 detik, dinyatakan dalam satuan A.s (ampere-detik) atau C
(coulomb).
Daya listrik mempunyai analogi deras aliran air. Untuk menghitung daya
listrik, dipergunakan persamaan:
P = V x I
(2.5)
Dimana P adalah daya listrik dinyatakan dalam satuan watts (W). Panas yang
ditimbulkan oleh arus pada tahanan dapat dinyatakan dengan persamaan:
P = I2 x R
(2.6)
Energi listrik adalah energi yang timbul oleh daya listrik yang dikeluarkan
setiap satuan waktu dan dapat dihitung dengan persamaan :
W = P x t
(2.7)
Dimana W adalah energi listrik yang dinyatakan dalam satuan joule (J).
Listrik yang didapatkan dari PLN berupa arus bolak-balik, tidak bisa
langsung digunakan untuk proses elektroplating. Selain itu, karena proses
elektroplating menggunakan beda potensial yang relatif kecil, sedangkan listrik
yang didapat dari PLN mempunyai beda potensial 220 V atau 380 V. Untuk

24
menggunakan listrik dari PLN sebagai sumber arus proses elektroplating tentunya
diperlukan suatu alat yang akan mengatur kebutuhan beda potensial dan arus yang
akan digunakan.
Singkatnya, dibutuhkan alat yang memenuhi kriteria sebagai berikut:
1. Mengkonversi arus bolak-balik menjadi arus searah.
2. Menurunkan beda potensial dari PLN.
3. Memperbesar arus dari PLN.
5.1. Penyearah.
Untuk mengkonversi arus bolak-balik menjadi arus searah
dibutuhkan sebuah penyearah (rectifier).
Time-
1 cycle
Gambar 2.2
Arus Bolak-balik
Tlme-
Gambar 2.3
Arus Searah

25
Penyearah adalah suatu alat yang mempunyai sifat melewatkan aras
ke satu arah tanpa hambatan, tetapi memberikan hambatan untuk arus ke
arah sebaliknya. Penyearah dibuat dari berbagai macam bahan, yaitu copper
oxide, copper sulfite, silicon, germanium, dan selenium. Namun hingga saat
ini penyearah yang paling banyak di pasaran ialah yang terbuat dari silikon.
Berikut adalah grafik gelombang output arus AC satu fasa dengan
penyearah.
Gambar 2.4
Arus AC Dengan Penyearah
Pada grafik di atas, output arus penyearah menjadi DC namun dapat
dilihat ketidakstabilan anis output. Lembah gelombang yang tampak pada
grafik di atas disebut sebagai ripple. Untuk proses elektroplating yang
berskala kecil, output arus AC satu fasa dengan penyearah sudah cukup
memenuhi kriteria dalam menghasilkan plating yang memuaskan.
Umumnya untuk proses elektroplating berskala besar, digunakan arus AC
tiga fasa dengan penyearah dimana ripple yang terjadi lebih kecil, seperti
tampak pada gambar 2.5.

26
s
LJ
Q
/\ A A A A /\ A A A /
V
V V
1 cycte
i
Gambar 2.5
Arus AC 3-Fasa Dengan Penyearah
Satu hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa ripple pada aras
bukanlah merupakan salah satu penyebab dari hasil plating yang kurang
baik. Ripple pada arus hampir tidak mempengaruhi hasil akhir dari proses
elektroplating, dan oleh karenanya tidak pernah dipermasalahkan.2
5.2. Penurun Tegangan.
Untuk menurunkan tegangan PLN yang umumnya antara 110 V
hingga 380 V dapat digunakan sebuah trafo (transformator). Sebuah
transformator terdiri atas dua lilitan, yang disebut dengan lilitan primer dan
lilitan sekunder. Lilitan primer terhubung dengan beda potensial PLN,
sedangkan lilitan sekunder mengatur beda potensial output yang diinginkan.
Hubungan antara beda potensial dan banyaknya lilitan dinyatakan dengan
persamaan2.8.
2 Frederick A.Lowenheim. Electropldtmg. (McGraw Hill Inc, 1978). p. 160.

27
Vp
Np
(2.8)
Vs
Ns
Dimana Vp adalah beda potensial pada lilitan primer dan Vs adalah beda
potensial pada lilitan sekunder, keduanya dinyatakan dalam volt (V);
sedangkan Np menyatakan banyaknya lilitan pada kumparan primer dan Ns
banyaknya lilitan pada kumparan sekunder, keduanya merupakan konstansta
perbandingan tanpa satuan. Bila tegangan di kumparan primer lebih besar
daripada di kumparan sekunder maka trafo yang digunakan disebut trafo
step down, sebaliknya, bila tegangan pada kumparan primer lebih kecil
daripada kumparan sekunder maka trafo yang digunakan disebut trafo step
up
Output beda potensial dari trafo kemudian dihubungkan ke suatu
regulator. Fungsi dari regulator adalah memperhalus, menstabilkan, dan
memberikan kemudahan untuk mengubah arus maupun tegangan yang
diperlukan. Berdasarkan yang diatur, rangkaian untuk regulator dibagi
menjadi dua jenis, yaitu regulator arus untuk mengatur arus dan regulator
tegangan untuk mengatur tegangan.
5.3, Memperbesar Arus
Besar arus output bergantung pada kemampuan trafo menyediakan
arus. Besar arus menentukan dimensi trafo, karena trafo secara komersial
dihitung berdasarkan daya listrik yang dihasilkannya. Semakin besar daya

28
listrik yang dihasilkannya, semakin besar pula dimensi dari trafo tersebut.
Disinilah kelemahan menggunakan trafo sebagai sumber arus dalam
elektroplating, selain harganya yang mahal, faktor bentuk dan beratnya
membuatnya tidak praktis.
5.4. Instrumentasi Elektronika
Proses elektroplating menggunakan dua instrumen elektronika
standar yaitu voltmeter dan ammeter. Kedua instrumen ini memiliki peran
vital dalam proses elektroplating untuk membantu memonitor kondisi kedua
elektroda.
Voltmeter digunakan untuk mengukur beda potensial antara kedua
elektroda selama proses plating berlangsung. Voltmeter yang baik harus
berisi tahanan yang sangat besar. Voltmeter dirangkaikan secara paralel
pada keduapm output regulator. Gambar rangkaian voltmeter pada sumber
listrik dapat dilihat di bawah ini:
itneter
shunt
1
Jf
+
\j\K
Sumber
T
'
A \
tegangan
J^0
+
Bak
Gambar 2.6
Penggunaan Voltmeter dan Ammeter Pada Elektroplating

29
Ammeter digunakan untuk mengukur besar arus yang melewati
kedua elektroda selama proses plating berlangsung. Agar akurat, ammeter
mempunyai tahanan yang sangat kecil. Ammeter dirangkaikan secara seri
pada salah sztupin output sumber listrik, seperti terlihat pada gambar 2.6,
6. MATERIAL YANG DIGUNAKAN
Berdasarkan logam yang digunakan untuk melapis, Elektroplating dibagi menjadi
enam kategori utama, yaitu :
1. Sacrifwial Coating, digunakan umumnya untuk memberi perlindungan
kepada logam dasarnya (biasanya besi atau baja). Sifatnya mengorbankan
lapisan untuk melindungi logam di bawahnya.
2. Decorative Protective Coatings, digunakan untuk memberikan penampilan
menarik serta perlindungan pada logam dasarnya.
3. Engineering Coatings, jenis yang dimana pelapisan digunakan untuk tujuan
tertentu, seperti konduktivitas, tidak mudah penyok, mudah disolder,
reflektifitas, dan lain-lain. Disebut ]x\ga.functional coating.
4. Minor Metals, kelompok kecil logam yang dengan mudah dilapisi tapi tidak
begitu berguna.
5. Unusual metal, jarang digunakan untuk pelapisan, selain itu juga
membutuhkan larutan yang tidak biasa.
6. Alloys, logam-logam tidak murni yang digunakan dalam proses pelapisan.
Hanya sedikit yang memiliki kegunaan secara komersial.

30
6.1. Sacrificial Coating.
Logam-logam yang digunakan untuk sacrificial coating umumnya
adalah seng (Zn) dan kadmium (Cd). Lapisan seng dan kadmium banyak
digunakan untuk melapisi besi dan baja. Walaupun seng dan kadmium dapat
dibuat menjadi mengkilat dan tampil menarik, namun biasanya penampilan
menarik tidak akan bertahan lama mengingat fungsinya adalah untuk
pelindung, sehingga dalam industri jarang sekali yang mengkilapkan lapisan
seng dan kadmium.
Kadmium lebih jarang digunakan, selain karena berharga lebih
mahal daripada seng, persediaan kadmium semakin sedikit dari waktu ke
waktu, dan yang utama adalah karena sifatnya yang sangat beracun
membuatnya dilarang untuk elektroplating di beberapa negara. Harga
kadmium : seng berbanding sekitar 10:1 hingga 20:1. Beberapa keunggulan
kadmium dibanding seng adalah, kadmiura lebih mudah disolder, lebih
tahan terhadap lingkungan asin, dan yang utama adalah kadmium plating
lebih mudah dikontrol daripada seng plating.
Seng adalah logam paling murah yang dapat digunakan untuk
melindungi besi dari korosi. Proses pelapisan seng pada besi adalah hot-
dipping ( pencelupan panas ) yang disebut juga dengan galvanizing.
Seng dan komponnya relatif tidak beracun, kecuali diasosiasikan
dengan ion beracun, seperti sianida. Seng dan komponnya diperbolehkan
untuk bersentuhan dengan makanan, kosmetik dan obat-obatan. Minuman
yang mengandung asam tidak diperbolehkan untuk disitnpan dalam seng

31
atau kaleng yang dilapisi seng. Larutan plating untuk seng terdiri atas tiga
jenis besar, yaitu alkalin sianida, alkalin non-sianida, dan asam.
Berbeda dengan seng, kadmium dan komponnya sangat beracun,
mempunyai efek mirip dengan merkuri dan arsenik. Lapisan kadmium tidak
diperbolehkan bersentuhan dengan makanan atau minuman. Tekanan gas
yang dihasilkan oleh kadmium relatif tinggi, sehngga proses pelelehan,
pembentukan, pengelasan, dan penyolderan harus dilakukan pada ruangan
yang cukup ventilasi (udara terbuka). Larutan yang digunakan untuk proses
elektroplating kadmium adalah sianida.
Untuk memberikan permukaan yang mengkilat, kadmium plating
dicelup ke dalam larutan 0.5 hingga 1% asam nitrat, bromat, atau kromat.
Dengan waktu pencelupan kurang dari 1 menit, akan dihasilkan suatu
lapisan yang mengkilap dan dikompensasi dengan kehilangan sedikit
ketebalan plating. Seng plating berpotensial untuk menghasilkan kerak
putih hasil korosi pada keadaan lingkungan yang asam. Sifat lapisan seng
untuk menghasilkan kerak putih dapat dikurangi dengan Chromate
Conversion Coatings.
6.2. Decorative Coating
Logam yang umum digunakan untuk decorative coating adalah
tembaga, nikel dan kromium. Ketiga logam diatas merupakan kombinasi
umum yang banyak diketahui dan digunakan oleh electroplater, yang
banyak disebut oleh orang awam sebagai chrome plate (verkrom). Ada

32
banyak sekali benda-benda yang diproses verkrom diantaranya perabotan,
alat elektronik, pipa, aksesori mobil, motor, batang kemudi sepeda, alat-alat
olah raga, mainan dan peralatan rumah tangga. Lapisan verkrom dapat
bervariasi, mulai dari yang sangat tipis dengan tujuan untuk penampilan,
hingga cukup tebal dan kuat untuk melindungi fungsi kerjanya hingga
beberapa tahun.
Kegunaan tembaga, nikel dan kromium selain untuk proses verkrom
juga memiliki kegunaan spesifik sendiri. Tembaga selain digunakan sebagai
lapisan bawah nikel dan krom, juga digunakan pada PCB, dalam
electrotyping dan electroforming, melapisi kabel, dan sebagainya. Nikel
dengan atau tanpa lapisan bawah tembaga, juga berguna untuk
electroforming, dan berbagai aplikasi dimana ketahanan terhadap korosi
diperlukan. Kromium dalam proses hard chromium, banyak digunakan
dalam industri yang membutuhkan kekerasan substrat.
Setiap tahunnya, sekitar 10000 ton tembaga, 23000 ton nikel dan
25000 ton krom digunakan untuk elektroplating. Kombinasi tembaga, nikel
dan krom paling banyak digunakan hingga diasumsikan sebagai dasar dari
elektroplating.
6.2.1. Nikel. Penggunaan nikel yang diketahui pertama kali adalah
untuk membuat logam campuran nikel-tembaga-seng di China pada abad
pertengahan. Pada pertengahan 1700, Cronstedt pertama kali mampu
memisahkan nikel dari pengotomya untuk penelitian analitis, kemudian
memberinya nama dari bahasa Jerman, kupfernickel, yang berarti tembaga

33
palsu (false cooper). Nikel berada pada golongan VIII pada tabel periodik.
Sifat-sifat logam nikel dapat dilihat pada tabel 2.1.
Penggunaan logam nikel untuk elektroplating pertama kali
dilakukan pada tahun 1837. G.Bird melakukan elektrolisa pada larutan nikel
sulfat dan nikel klorit dalam waktu beberapa jam dan mendapatkan
bongkahan logam nikel di atas platinum sebagai katodanya. Pada 1840,
paten nikel plating komersial pertama diberikan pada J.Shore dari Inggris
yang menemukan larutan nikel nitrat. Setelah itu banyak orang berusaha
untuk menemukan larutannya sendiri. A.Smee dari Inggris (1841), Ruolz
dari Prancis (1843) dan Bottger dari Jerman (1843) adalah beberapa orang
yang pertama mempublikasikan hasil percobaannya. Bottger adalah yang
pertama menggunakan larutan elektrolit berdasar atas asam amonium sulfat,
yang digunakan secara komersial hingga 70 tahun kemudian. Penggunaan
asam borak sebagai buffer dan garam klorit sebagai pencegah pasifitas pada
anoda mulai populer pada tahun 1890, namun masih belum universal. Baru
kemudian pada tahun 1910, Profesor O.P.Watts dari University of
Wisconsin menemukan larutan esensial yang kemudian digunakan hingga
sekarang. Larutan untuk nikel plating ini terdiri dari campuran nikel sulfat,
nikel klorit dan asam borak, serta digunakan dalam suhu tinggi pada
densitas arus yang tinggi pula.

Tabel2.13
Sifat-sifat nikel
34
Sifat
Nilai
Berat atom
Struktur kristal
Konstanta lattice pada 25°C
Titik lebur
Titik didih (dengan ekstrapolasi)
Kerapatan pada 20°C
Panas spesifik pada 20°C
Koefisien pemuaian rata-rata (dalam \iml°C)
pada20-100°C
pada 20-3 00°C
pada 20-500°C
Konduktifitas panas (dalam W/(m.K))
pada 100°C
pada 300°C
pada 500°C
Hambatan listrik pada 20°C
Koefisien hambatan panas pada 0-100°C
Suhu Curie
Magnetisasi saturasi
Magnetisasi residual
Gaya koersif
Permeabilitas awal
Permeabilitas maksimal
Modulus elastisitas
Rapatan
Regangan
Rasio Poisson
Reflektifitas (dalam %)
pada 0,3 \im
pada 0,55 \xm
pada 3,00 |im
emisifitas total (dalam
2
pada 20°C
pada 100°C
pada 500°C
pada 1000°C
58.71
fcc
0.35238 nm
1453 °C
2732 °C
8.908 g/cm3
0.44 kJ/(kg.K)
13,3
14,4
15.2
82,8
63,6
61,9
6,97 nfi.cm
0.0071 |jXXcm/oC
353°C
0,617 T
0,300 T
239 A/m4
0.251 mH/m
2.51-3.77
206 x 103MPa
73,6xlO3MPa
0.3
41
64
87
45
60
120
190
1978)
Kirk-Othmer. Encyclopedia ofChemical Technology. (John Wiley & Sons,

35
Nikel plating merupakan logam paling penting bagi para
electroplater. Nikel merupakan logam yang paling banyak dipelajari baik
dari segi teori maupun praktek dibanding dengan logam lain yang juga
digunakan untuk plating. Nikel merupakan logam paling sensitif terhadap
zat aditif dalam larutan plating, sehingga mendorong para ilmuwan untuk
melakukan riset. Oleh karena itulah aditif nikel plating merupakan bisnis
yang cukup menguntungkan bagi industri kimia. Pada tahun 1980, kurang
lebih 40% dari produksi sekitar 60000 ton nikel mentah digunakan untuk
keperluan industri plating sehingga nikel menjadi logam yang paling banyak
penggunaannya dalam industri plating dibanding kegunaannya dalam
industri lain.
Ada banyak variasi plating yang dapat dibuat dengan nikel, yaitu
mengkilat, agak mengkilat atau tidak mengkilat, keras atau lunak, dengan
atau tanpa internal stress, mulus atau kasar, tahan karat atau hanya sekedar
dekoratif. Prinsip nikel plating digunakan sebagai undercoat untuk krom
plating yang tipis dan hanya berfungsi sebagai pemanis permukaan saja.
Nikel plating banyak digunakan untuk proses plating dekoratif kombinasi
tembaga - nikel - krom. Tembaga digunakan pada benda-benda yang
berhubungan dengan listrik, sehingga untuk benda yang tidak digunakan
untuk listrik, tembaga dapat dihilangkan dari kombinasi tersebut. Nikel
merupakan substansi yang digunakan untuk memperkuat logam yang di-
plating sehingga nikel merupakan komponen yang esensial dalam
.

36
kombinasi tersebut. Sedangkan krom digunakan untuk memberi kilau pada
permukaan nikel plating.
6.2.2. Kromium. Merupakan logam golongan VIB pada tabel periodik,
dengan nomor atom 24, kromium merupakan logam terbanyak pada urutan
ke 21. Kromium pertama kali dipisahkan dari campurannya pada tahun 1798
oleh kimiawan Prancis, Vauquelin yang bekerja dengan mineral asing,
Timah merah Siberia (atau crocoite, PbCrC^ ). Nama yang diberikan adalah
chroma dari bahasa Yunani, yang berarti warna, karena banyaknya variasi
wama yang ditunjukkan oleh komponnya. Implementasi logam kromium
pertama kali adalah untuk pigmen warna, khususnya kuning krom ( chrome
yellow ); larutan kromium sulfat juga digunakan untuk mewama kulit
dimana diketahui bahwa reaksi antara kromium dan serat kolagen mampu
meningkatkan stabilitas kelembaban kulit dan memberi ketahanan atas
serangan bakteri. Kegunaan penting kromium adalah sebagai logam
campuran untuk baja yang dikembangkan pada abad 19 di Prancis.
Kromium digunakan untuk pembangunan pertama kali adalah untuk
membangun jembatan Eads Bridge menyeberangi sungai Mississippi di
Amerika Serikat pada tahun 1867-1874. Sifat-sifat logam kromium dapat
dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.24
Sifat-sifat Kromium
37
Sifat
Nilai
Berat atom
Struktur kristal
Isotop (dalam %)
50
m
•a
54
Titik lebur
Titik didih
Kerapatan pada 20°C
Panas spesifik pada 25°C
Tekanangas 130Pa
Panas fusi
Koefisien pemuaian rata-rata pada 20°C
Konduktifitas panas pada 20°C
Hambatan listrik pada 20cC
Magnetisasi spesifik pada 20°C
Gaya koersif
Total emisifitas pada 100°C
Potensial standar elektroda valensi 0 hingga 3+
Potensial ionisasi
Pertama
Kedua
Refraktif
a
\
Modulus elastisitas
Reflektifitas (dalam %)
pada 300 nm
pada 500 nm
pada 1000 nm
pada 4000 nm
Kompresibilitas pada 10-60 TPa
Waktu paruh isotop 51Cr
51.996
bcc
4.31
83.76
9.55
2,38
1875 °C
2680 °C
7,19g/cm3
0.46 kJ/(kg.K)
1610°C
13.4-14.6 kJ/mol
6.2 |am/°C
91 W/(m.K)
0.129 |aQ.m
3,6 x 10"6
239 A/m4
0.08 atm
0.71V
6.74
16.6
1,64-3,28
2570-6080
250 GPa
67
70
63
88
70x10"3
27,8 hari
Kirk-Othmer. Op.cit.

38
Beberapa perkembangan penting kromium antara lain penemuan
chromyl compound pada 1824, chromous compound pada 1844, chrome
tanning pada 1858, penemuan organochromium compound pada 1919, dan
yang terakhir adalah penggunaan kromium untuk elektroplating sekitar
tahun 1926.
Referensi pertama untuk kromium plating dimulai pada tahun 1848
diatas paten Junot de Bussy. Bunsen pada tahun 1854 menerbitkan jurnal
ilmiah mengenai krom plating. Lebih lanjut, pada tahun 1856 Dr.Guther di
Gottingen, Jerman, mempublikasikan bahwa larutan krom plating yang
digunakannya mengandung asam kromat, yang mungkin mengandung
sedikit endapan sulfat. Oleh karena endapan sulfat yang tidak ikut
dipublikasikan, maka penggunaan asam kromat banyak mengalami
kegagalan sehingga untuk 40 tahun kemudian ilmuwan berkonsentrasi pada
larutan trivalen kromium. Pada tahun 1924, Profesor C.Fink dan asistennya,
Schwartz, Eldridge, dan Dubperaell menghasilkan percobaan yang
menggunakan asam kromat sebagai larutan dasarnya, dicampur dengan
sedikit ion sulfat atau fluorit kompleks yang berfungsi sebagai katalis.
Larutan ini digunakan hingga saat ini.
Ada dua macam krom plating yang dikenal; yang pertama adalah
dekoratif, dimana tebal lapisan krom mencapai hingga 0.75 (a.m membentuk
lapisan anti noda dan sifatnya mengkilat; dan yang kedua adalah hard krom
yang tahan terhadap karat, panas, erosi, benturan dan gesekan minor. Pada

39
hard krom, pelapisan dilakukan tanpa menggunakan undercoat plating
seperti nikel.
Beberapa kegunaan kromium, antara lain:
1. Untuk katalis. Kromium kompon digunakan sebagai katalis
dengan mengkonsumsi sebanyak 1500 ton sebagai sodium
dikromat per tahunnya. Katalis kromium digunakan dalam
berbagai aplikasi antaranya hidrogenasi, oksidasi, dan
polimerisasi.
2. Reaksi fotosensitif. Reduksi kromium(VI) oleh kompon organis
dapat menghasilkan reaksi fotosensitif. Sifat ini dimanfaatkan
dalam sistem fotosensitif dengan dikromat-koloid.
7. LARUTAN YANG DIGUNAKAN
Setiap larutan plating yang digunakan mengandung beberapa bahan yang
mempunyai fungsi sebagai berikut:
1. Menyediakan logam yang dilapiskan
2. Membentuk kompleks dengan logam pelapis
3. Bersifat konduktif
4. Mampu menstabilkan larutan (dari hidrolisis)
5. Mampu menjadi bvffer (menstabilkan pH)
6. Memodifikasi bentuk fisik lapisan
7. Membantu melarutkan anoda
8. Memodifikasi sifat-sifat lain dari larutan (tergantung pada larutannya)

40
Namun demikian, tidak semua larutan wajib memiliki delapan fungsi
tersebut, karena ada yang memerlukan lebih dari delapan dan ada pula yang
memerlukan tidak sampai delapan (bergantung pada proses dan elektrodanya).
Penjelasan dari delapan fiingsi tersebut adalah sebagai berikut:
a. Jelas, suatu larutan harus mengandung logam pelapis.
b. Garam kompleks tidak wajib diperlukan, dapat juga menggunakan garam
biasa, namun hasil yang didapat akan jauh lebih baik bila menggunakan
garam kompleks.
c. Semua larutan ion bersifat konduktif, namun banyak garam logam yang bukan
konduktor yang baik, sehingga untuk menghindari penggunaan tegangan
tinggi, ditambahkan garam konduktif.
d. Banyak garam logam menghasilkan hydrolisis, karena logam hidroksit
mengendap:
MX + H2O -> M(0H) I + HX
(2.9)
Pada beberapa larutan alkalin, penyerapan karbon dioksida dari udara akan
mengendapkan logam, kecuali larutan mengandung penerima karbon
dioksida.
e. Banyak larutan plating bersifat sangat asam atau alkalin, karena itu kontrol
pH tidak begitu penting. Untuk larutan yang sifatnya netral, yaitu dengan pH
antara 5 dan 8, kontrol pH menjadi penting dan umumnya dibutuhkan buffer
untuk larutan.

41
f. Bila larutan mengandung logam pelapis maka saat arus dialirkan dari anoda
ke katoda, logam tersebut akan melapisi katoda, namun lapisan tersebut akan
tidak berguna kecuali ditambahkan zat additif untuk mengendalikannya.
g. Kecuali anoda yang digunakan bersifat inert (tidak bereaksi pada larutan)
diharapkan untuk memperbarui logam pada katoda sehingga kondisi larutan
stabil. Beberapa logam anoda bersifat pasif dan inert kecuali ada ion yang
membuatnya aktif.
h. Beberapa larutan membutuhkan aditif untuk kegunaan tertentu. Contohnya,
penambahan komponen sulfur seperti sodium polysulfide pada larutan zinc
cyanide untuk mengendapkan pengotor yang dapat merusak hasil plating.
7.1. NikelPlating
Larutan yang digunakan untuk nikel plating yang paling populer
adalah Watts Bath. Tabel formula Watts Bath untuk nikel plating dapat
dilihat pada tabel 2.3.
Nikel Sulfat berfungsi untuk menyediakan ion-ion nikel. Nikel
Sulfat adalah garam nikel termurah dan stabil, tidak teroksidasi pada anoda
dan tidak tereduksi pada katoda serta tidak mudah menguap. Beberapa
perabahan yang dilakukan terhadap larutan aslinya salah satunya adalah
penambahan volume nikel sulfat (untuk memungkinkan penggunaan arus
lebih besar dan penyepuhan yang merata).

42
Tabel 2.35
Komposisi Larutan Watts Untuk Nikel Plating
Nikel sulfat (NiSO4)
Nikel klorit (NiCl2)
Asam boric (H3BO3)
Temperatur
Ph
Densitas Arus
Range
Konsentrasi
Molaritas
g/L
225-375
0,86-1,43
30-60
0,13-0,25
30-40
0,5-0,65
45-65°C
1,5-4,5
2,5-10 A/dm2
Umum
Konst
g/L
330
45
85
60°C
3-4
5
Mol
1,25
0,19
0,60
Nikel Klorit berfungsi menyediakan ion-ion klorit, yang mampu
mencegah pasifitas pada anoda. Meskipun garam klorit lain juga mampu
berfungsi serupa, namun garam nikel lain dapat menghasilkan kation lain
yang akan mempengaruhi penyepuhan karena nikel mempunyai sifat yang
sensitif terhadap keberadaan ion logam yang tidak inert, seperti sodium,
amonium, dan potasium. Selain untuk mencegah pasifitas pada anoda, ion
klorit juga berfungsi untuk meningkatkan konduktifitas larutan dan
memperbesar throwingpower.
5 Frederick A.Lowenheim. op.cit. p.213.

43
Asam Borak berfungsi sebagai buffer laratan yang mengontrol pH
dari lapisan film pada katoda. Asam borak juga memberikan efek putih pada
lapisan nikel. Selain itu, asam borak mudah didapat, murah, tidak menguap,
dan kompatibel terhadap aditif lain untuk Watts Bath.
Aditif yang digunakan untuk Watts Bath salah satunya adalah anti-
pitting agents, yang berfungsi untuk mencegah lubang pada lapisan yang
disepuh. Aditif ini diperlukan karena efisiensi katoda untuk nikel plating
berkisar antara 97%, bukan 100%. Oleh karena itu, pada permukaan katoda
akan timbul hidrogen yang kemudian menyebabkan cekungan-cekungan
pada lapisan nikel. Untuk mengatasi hidrogen menempel pada permukaan
katoda, digunakan hidrogen peroksida, dengan takaran 0.5 ml/1 dari larutan
30% hidrogen peroksida per liter.
Hidrogen peroksida tidak kompatibel dengan larutan aditif organik.
Sodium lauryl sulphate adalah salah satu aditif organik yang mampu
mencegah timbulnya hidrogen pada pemiukaan katoda. Supaya larutan
aditif berfungsi raenghilangkan cekungan, maka harap untuk membersihkan
komponen dari minyak, lemak, dan kotoran.
Kebanyakan nikel anoda dan garam nikel mengandung logam cobalt,
(karena banyak logam ingot nikel yang diproduksi masih mengandung
cobalt). Yang perlu diperhatikan adalah bahwa keberadaan cobalt dalam
larutan hanya mempunyai efek kecil kalaupun ada.
Ada beberapa variasi pada Watts Bath, yang digunakan untuk
penyepuhan tertentu. Larutan dengan kandungan hanya Nikel klorit saja

44
digunakan untuk mendapatkan hasil yang lapisan yang lebih keras dan
berpori-pori sangat halus, karena larutan ini memiliki konduktivitas lebih
baik dan throwing power lebih besar dibanding dengan Watts Bath. Namun
larutan nikel klorit penuh, tidak begitu kompatibel dengan zat-zat aditif
seperti bnghtener dan leveller.
Larutan dengan kandungan nikel sulfat penuh, tanpa klorit,
digunakan untuk anoda yang sifatnya sulit larut, seperti platina. Juga
digunakan untuk katoda tertentu, contohnya seperti menyepuh bagian dalam
pipa berdiameter kecil.
Perkembangan nikel plating saat ini dapat menghasilkan lapisan
nikel yang mengkilat dan terang tanpa perlu diselep maupun dipoles. Untuk
larutan Watts Bath, hasil yang diperoleh pada suhu 60°, pH 3 hingga 4,
densitas arus 5 A/dm2, adalah lapisan nikel yang polos dan tidak kilap, maka
dari itu sebelum larutan untuk bright nickel plating ditemukan, hasil
penyepuhan harus dipoles dan diselep.
Zat pengkilau berupa kation inorganik, khususnya cadmium. Bnght
plating pertama menggunakan Weisberg-Stoddard bath, yang mengandung
sedikit cobalt, formaldehyde, format dan beberapa zat aditif lain, sehingga
lapisan sepuhan juga mengandung cobalt 1% hingga 5%.

45
500
1000
Densitas Arus, A/m2
1500
0
500
1000
DensttasArus,A/m2
(b)
15«
• >
Klont konsentrasi
tinggij
1
Full Klont
Daerah
Operasi
i
500
1OO0
Denatas Arus, A/m^
(c)
1500
4
2
0
S .
Daerah
X Operasi
\
I
Gambar 2.7
500
1000
Densitas Arus,A/m2
(d)
!KX>
Efek Dari Variasi Penggunaan Larutan Watts
(a) Larutan Watts Normal; (b) Larutan Watts Pada 40°C; (c) Penambahan
Konsentrasi Ion Klorit; (d) Larutan Diaduk
6 Frederick A.Lowenheim. op.cit. p.214.

46
Brightener untuk nikel dibagi menjadi dua kelas. Kelas I termasuk
asam sulfonik aromatik, sulfonamide, dan asam sulfinik. Brightener kelas
ini memproduksi hasil plating yang hampir terang (agak berkabut).
Konsentrasi untuk brightener kelas satu berkisar antara 1 hingga 10 g/L.
Fungsi sampingannya adalah menurunkan tekanan pada lapisan plating
sehingga lapisanplating tidak mudah retak atau pecah. Brightener kelas satu
mengandung belerang dengan konsentrasi sampai 0.03 % pada pH 3-5.
Brightener kelas II digunakan sebagai campuran untuk brighlener
kelas I. Fungsinya adalah untuk menghasilkan lapisan platmg yang benar-
benar terang, halus, dan tebal. Dengan brightener kelas II semakin lama
proses plating semakin tebal lapisan plating. Brightener kelas II
mengandung karbon dan harus digunakan sebagai kombinasi dengan
bnghtener kelas I. Tanpa campuran brightener kelas I, hasil lapisan plating
akan berbintik, mudah retak atau pecah, dan tidak lekat (kecuali Coumarin).
Brightener kelas II yang paling efektif mengandung zat organik kelompok
aldehyde (seperti formaldehyde), olefinic (seperti coumarin), gugusan C=C
(seperti butyne dioJ).
12. KromPlating
Larutan yang digunakan untuk krom plating pada dasamya terdiri
atas asam kromat yang dilarutkan dalam air. Namun krom tidak dapat
dipindahkan hanya dengan asam kromat dan air, sehingga diperlukan sedikit
larutan asam radikal yang mampu bertindak sebagai katalis memungkinkan

47
terjadinya penyepuhan pada katoda. Zat yang banyak digunakan adalah
sulfat dan fluorit. Fluorit dipergunakan dalam bentuk fluosilicate atau
silicofluoride. Fluorit bekerja dengan cukup baik, namun karena volume
yang dipergunakan sangat kecil, maka sulit sekali mengontrolnya.
Umumnya rasio antara asam kromat katalisnya sekitar 100:1. Untuk katalis
sulfat biasanya digunakan asam sulfat.
Efisiensi arus untuk krom plating sangat kecil, sekitar 10% - 25%
untuk sepuh terang. Tegangan listrik yang digunakan berkisar dari 4 hingga
12 volt dengan arus yang cukup tinggi sehingga memungkinkan proses yang
cukup cepat pula. Throwing power dari krom plating sangat rendah, negatif
bila diukur dengan teknik Haring -Blum.
Untuk larutan yang dipergunakan secara komersial, umumnya
mengandung 200 - 400 g/1 asam kromat untuk memperoleh perbandingan
konduktifitas tinggi, efisiensi arus tinggi, hasil memuaskan dan komposisi
larutan yang stabil. Konduktifitas maksimum larutan dicapai pada
konsentrasi 400 - 500 g/1 asam kromat.
Pada proses krom plating dibutuhkan katalis yang akan membantu
menaikkan tingkat efisiensi arus sehingga hasil plating memuaskan. Namun
demikian proses plating tidak hanya bergantung pada rasio katalis dan asam
kromat, melainkan ada banyak pengaruh luar yang belum diketahui
penjelasannya berkaitan dengan hasil yang didapat. Komposisi larutan krom
plating dengan asam kromat dapat dilihat pada tabel 2.4.

48
Ketebalan lapisan krom diatas nikel bergantung pada aplikasi benda
yang di-plating. Perabot rumah tangga yang digunakan untuk indoor dan
kondisi kering memerlukan ketebalan hingga 0.1 ^m (termasuk untuk pipa
saluran air), untuk interior mobil dapat lebih tebal, dan untuk exterior mobil
(spakbor, bumper, velg, gnll) memerlukan ketebalan hingga 1,25 \xm.
Tabel 2.47
Komposisi Larutan Asam Kromat Untuk Krom Plating
Encer
g/L
Mol
Pekat
g/L
Mol
Asam kromat (CrCh)
250
Sulfat(SO4")
2,5
Rasio CrO3 / SO4"
2,5
0,026
100
400
4,0
4
0,042
100
Pada dasarnya untuk krom plating dapat digunakan dua macam
larutan, yaitu larutan konvensional, dimana katalis yang digunakan adalah
sulfat, dan larutan katalis campuran {mixed-catalyst bath), dimana katalis
yang digunakan selain sulfat juga mengandung fluorit (umumnya dalam
bentuk fluosilicate). Tabel 2.4 diatas adalah komposisi dasar untuk larutan
konvensional.
7 Frederick A.Lowenheim. op.cit. p.237.

49
Kecepatan pelapisan adalah faktor yang sangat penting, oleh karena
waktu plating diusahakan sesingkat mungkin, sebagai akibatnya efisiensi
arus harus setinggi mungkin agar seluruh permukaan katoda sempat
terlapisi. Maka dari itu efisiensi arus merupakan faktor penentu untuk
throwing power. Berikut beberapa grafik yang menunjukkan variasi range
kerja larutan konvensional untuk \uomplating.
80
60
40
20
lapisan gelap
(
Jr
f
lapisan terang ^ _ ^
lapisan gelap
0
1000
2000
3000
DensitasArus,A/m2
Gambar2.88
Daerah Kerja Krom Plating Terang
Frederick A.Lowenheim. op.cit. p.238.

50
1.5
3
4.5
6
T.S
9
Konsentrasi Suliat, g/L
Gambar 2.99
Hubungan Antara Efisiensi Katoda &
Konsentrasi Sulfat; 45°C, lOOOA/m2
5 10 e 20 25 30
»
Waktu Plating, um/jam
Gambar2.1010
Kecepatan Krom Plating Untuk Larutan Encer
10
Frederick A.Lowenheim. op.cit. p.239.
Frederick A. Lowenheim. op.cit. p.238.

Ji
5 10 S 20 25
Waktu Piating, um/jam
Gambar 2.11n
Kecepatan Krom Plating Untuk Larutan Pekat
Persiapan untuk krom plating umumnya tidak banyak, terutama bila
krom plating digunakan sebagai lapisan luar untuk nikel plating. Pada
banyak kasus nikel plating sudah cukup bersih dan dapat langsung
dilanjutkan dengan proses krom plating, Namun pada beberapa kasus,
katoda yang telah dilapisi nikel tidak langsung di-krom, tetapi disimpan
untuk waktu cukup lama, juga pada kasus dimana pelapisan nikel
menggunakan larutan yang terkontaminasi oleh logam lain, maka katoda
tersebut harus terlebih dulu dibersihkan sebelum proses krom plating bila
tidak ingin hasil yang diperoleh rusak.
n
Frederick A.Lowenheim. op.cit. p.239

12
Biasanya katoda tersebut dikatakan tidak lagi 'aktif sehingga harus
'diaktifkan' terlebih dulu, yaitu melalui proses pencelupan ke dalam larutan
asam sulfurik, atau menggunakan teknik cathoda cleaning.
8. PERSIAPANSEBELUMPLATING
Saat logam selesai dibentuk, logam tersebut telah melalui banyak proses
fabrikasi yang meninggalkan residu pada permukaan logam. Pemotongan,
pengeboran, pemolesan, pengikiran, pengelasan, dan sebagainya, semuanya
meninggalkan residu yang harus dibersihkan sebelum logam di-plating. Selain itu
banyak logam yang membentuk lapisan film, oksida, sulfit dan bermacam-macam
zat-zat lain yang dapat menimbulkan korosi. Sebelum dilakukan proses plating,
suatu logam harus berada dalam keadaan bersih. Definisi dari bersih secara
praktek adalah tidak mengandung kontaminasi yang dapat mempengaruhi kualitas
dari pelapisan.
Bila terjadi masalah pada proses plating banyak electroplater
berpengalaman menduga bahwa penyebabnya ialah dari proses pembersihan
logam. Beberapa test telah diciptakan untuk mendeteksi kotoran pada permukaan
logam.
Gravimetri melakukan tes berat pada permukaan logam. Test fluorescent
dilakukan untuk melihat residu berupa lapisan minyak. Untuk usaha plating tes
yang digunakan jauh lebih sederhana, yaitu test water break. Pada test ini
dilakukan pengujian dengan membasahi pemiukaan logam, kemudian mengamati

ss
air di atas permukaan logam. Bila logam dalam kondisi kotor, maka air akan
terpecah dan berbintik. Sebaliknya, bila logam dalam keadaan bersih, maka air
akan terkumpul menjadi satu.
Dalam melakukan test water-break juga perlu diperhatikan agar tidak ada
sisa residu akibat pembersihan dari larutan alkalin, karena larutan alkalin tidak
terdeteksi oleh test water-break namun dapat mempengaruhi proses plating.
Test yang lebih sensitif adalah menggunakan atomizer yang
menyemprotkan air ke permukaan logam, kemudian diamati. Bila bintik-bintik air
pada permukaan logam menjadi satu, maka permukaan logam tersebut bersih,
sebaliknya, bila bintik-bintik air tidak mengumpul maka logam tersebut masih
kotor. Test atomizer ini diciptakan oleh Linford dan Saubestre.
Test-test tersebut hanya diperuntukkan bagi residu organik saja, sedangkan
residu non-organik dan lapisan oksida masih akan terlewatkan. Penilaian akhir
hanya dapat dilakukan setelah keseluruhan proses plating dilakukan. Memang,
sangat mahal dan sia-sia untuk mendapati bahwa ada kesalahan saat keseluruhan
proses plating telah selesai, namun tidak ada lagi cara lain yang dapat digunakan
selain berbekal pengalaman.
Pembersihan material ini dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu kimiawi
dan mekanis.
8.1. Pembersihan Secara Kimiawi
Pembersihan material secara kimiawi mengacu pada dua faktor
penting, yaitu sifat dan kuantitas endapan, dan sifat larutan pembersih.

Walaupun ada banyak cabang, tapi proses pembersihan kimiawi terbagi
menjadi tiga wilayah besar, yaitu larutan organik, larutan alkalin, dan asam.
8.1.1. Larutan organik. Metode yang digunakan untuk melakukan
pembersihan dengan larutan organik adalah Vapor Degreasing. Pada proses
ini, larutan diuapkan dan logam yang dibersihkan diletakkan diatas larutan.
Gambar sistem vapor degreasing dapat dilihat di bawah ini.
Heater
kumparan
pendingin
Pengumpul
embun
Gambar2.12
12
Sistem Vapor Degreasing
12
Frederick A.Lowenheim. op.cit. p.71.

Dengan metode ini larutan yang menguap akan menempel pada
permukaan logam kemudian berubah menjadi cairan kembali, dan menetes
turun kembali ke dasar. Konsekuensinya larutan akan selalu dalam keadaan
bersih. Larutan yang digunakan untuk ini berupa chlorinated hydrocarbon,
biasanya dilarutkan dengan inhibitor untuk menghindari hidrolisis. Tabel
larutan organik dapat dilihat di bawah ini.
Tabel 2.5
13
Spesifikasi Larutan Pembersih Organik
Larutan
Nama
Perchloroethylene
Trichloroethylene
1,1,1 -Trychloroethane
(Methylchloroform)
Methylene chloride
Trichlorofluoroethane
Rumus
C12C==CC12
HC1C=CC12
H3C—CC13
CH2C12
CC12F CC1F2
Titik
pada
(c
didih
1 atm
'C)
121
87
74
40
48
Tekanan
gas pada
20°C
(kPa)
14
58
105
352
273
Gravitasi
spesifik
1,625
1,456
1,325
1,335
1,42
13 Frederick A.Lowenheim. op.cit. p.70.

56
Untuk beberapa residu, metode ini dapat menyebabkan masalah,
terutama bila permukaan logam mengandung residu inorganik (tidak larut
dalam larutan organik) seperti pasir selep, yang mana proses vapor
degreasing akan menyebabkan residu inorganik lebih melekat pada
permukaan logam. Metode ini digunakan secara terbatas hanya untuk
membuang lapisan minyak, tanpa membuang kotoran padat dalam bentuk
pasir atau partikel kecil. Bila lapisan minyak terbuang, dan permukaan
logam mengering, partikel ini lebih sulit dibersihkan bahkan oleh larutan
alkalin.
Kelemahan dari metode ini adalah penggunaan larutan organik yang
hampir semua beracun, sehingga berbahaya bagi operatomya. Akibat dari
adanya larutan organik dalam ruangan adalah kekurangan oksigen.
8.1.2. Larutan Alkalin. Proses vapor degreasing bisa dilakukan, bisa juga
tidak untuk sebagian logam, namun pembersihan dengan larutan alkalin
wajib dilakukan. Larutan alkalin dapat bersifat heavy duty, light duty, dapat
dicelup atau elektrolitik, dapat digunakan dengan berbagai cara seperti
direndam, disemprot, atau dioleskan. Larutan alkalin dibuat secara khusus
tergantung pada permukaan yang akan dibersihkan, sifat residu, sensitivitas
proses, seberapa bersih yang diperlukan, metode penggunaan, dan tingkat
polusi yang dihasilkan. Semua parameter di atas menentukan bahan
campuran larutan alkalin. Logam besi tahan terhadap larutan alkalin keras

namun tembaga dan alloy-nya.tidak, sehingga haras menggunakan larutan
alkalin yang lebih ringan. Tabel bahan campuran untuk larutan alkalin dapat
dilihat di bawah ini.
14
Tabel 2.6
Komposisi Larutan Pembersih Alkalin
Bahan
Logam
Metode penggunaan
Sodium hydroxide (NaOH),%
Sodium metasilicate (Na2SiO3),%
Sodium tripolyphosphate (Na5P3Oia
Sodium carbonate (Na2CO3),%
Sodium bicarbonate (NaHCO3), %
Surfactant: 40% sodium linear
alkylate sulfonate, %
Konsentrasi, g/L
Densitas arus, A/dm2
Suhu, °C
baja
elektro
50
40
),% 5
4
-
1
60-120
5-10
80-mendidib
tembaga
elektro
25
40
10
23
-
2
30-60
2-5
70-82
seng kuningan
elektro
20
40
10
28
.
2
30-45
2-5
65-75
elektro
10
40
10
38
-
2
25-45
1,5-5
60-70
aluminium
celup
.
40
40
10
5
5
30-60
-
70-82
Larutan Alkalin harus larut dalam air, larutan tersebut harus
memiliki sifat-sifat antara lain membasahi permukaan yang dibersihkan,
dapat mengupas lapisan kotor di permukaan, dapat mengemulsikan minyak,
lemak, dan partikel padat, dapat dicuci dengan air, tidak mempengaruhi
permukaan logam. Selain itu harus mempunyai sifat sebagai buffer tinggi,
tidak menghasilkan buih atau busa selama proses pembersihan dan
pencucian.
14 Frederiek A.Lowenheim. op.cit. p.72.

58
8.2. Metode Pembersihan
8.2.1. Dengan tangan. Metode pembersihan paling mendasar dan mudah
dilakukan adalah dengan tangan secara manual. Pembersihan dengan tangan
menggunakan berbagai macam alat seperti sikat, kuas, dan kain. Larutan
pembersih harus tidak beracun.
8.2.2. Perendaman dengan larutan alkalin.
Pada metode ini logam
yang dibersihkan direndam dalam larutan alkalin yang panas dan diaduk
untuk mempercepat proses pembersihan. Panas dan gerakan mempercepat
pembasahan, emulsifikasi, dan saponifikasi. Pengadukan ditujukan agar
kotoran yang telah lepas tidak menempel kembali.
8.2.3. Dengan ultrasonik. Metode ini menggunakan gelombang suara
frekuensi tinggi diatas 20 kHz, yang ditempatkan secara strategis di
sekeliling bak larutan pembersih. Metode ini mampu membersihkan
endapan pada permukaan logam yang sulit sekalipun. Sayangnya metode ini
terlalu mahal untuk membersihkan logam biasa. Umumnya digunakan untuk
pembersihan perhiasan.
8.2.4. Denganmesin. Metode ini menggunakan mesin yang
menyemprotkan larutan pembersih pada permukaan yang dibersihkan,
menggabungkan tenaga mekanik dan kimia, sehingga lapisan kotoran akan
terkelupas. Juga memerlukan biaya tinggi dalam pemasangannya.

59
8.2.5. Electrocleaning. Dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu direct
cleaning, dengan meletakkan logam yang dibersihkan pada katoda, dan
reverse cleaning, dengan meletakkan logam yang dibersihkan pada anoda.
Elektroda yang digunakan biasanya bersifat inert.
Prinsip kerjanya adalah dengan memanfaatkan gas yang timbul pada
permukaan logam untuk mengelupas lapisan yang kotor. Pada direct
cleaning, gas yang dilepas pada katoda berupa hidrogen. Pada reverse
cleaning, gas yang dilepas pada anoda adalah oksigen.
8.2.6. Electropolishing. Metode ini membuahkan hasil paling baik
dibanding metode lain. Selain mampu menghilangkan kotoran berbentuk
partikel padat dan minyak, juga mampu menghilangkan goresan pada
permukaan logam. Metode ini membutuhkan rak seperti dalam bak plating,
dengan biaya mahal dan memerlukan perawatan khusus. Waktu
pembersihan sekitar 2 hingga 7 menit, dengan densitas arus sebesar 5
hingga 40 A/dm2.
8.2.7. Dengan Siraman. Pembersihan dengan penyiraman menggunakan
air bersih adalah bagian dari setiap metode pembersihan di atas dan wajib
dilakukan sebelum prosesplating dilakukan.

60
8.3. Pembersihan Secara Mekanis
Selain secara kimia, pembersihan terhadap logam juga dilakukan
secara mekanik. Pembersihan secara kimia menghilangkan kotoran dan
noda-noda organik dan inorganik, sedangkan pembersihan secara mekanik
bertujuan untuk memperoleh permukaan logam yang bagus. Pada beberapa
logam yang akan dilapisi, tekstur permukaan dapat mempengaruhi hasil dari
pelapisan. Untuk itu agar didapatkan hasil pelapisan yang memuaskan,
permukaan logam harus 'dibersihkan' dari goresan, lubang, dan cacat
permukaan sej eni s.
8.3.1. Selep. Proses penyelepan pada logam bertujuan untuk meratakan
permukaan yang kasar. Selep berbeda dengan gerinda, dari prosesnya yang
mana hasil gerinda akan meninggalkan permukaan yang kasar. Proses
penyelepan dilakukan setelah gerinda dan sebelum pemolesan. Penyelepan
dapat dilakukan dengan berbagai kertas ampelas (abbrasive). Selain itu
dapat juga menggunakan kain kanvas, kasa, lakan, atau kulit. Untuk
membuat pemoles, diperlukan roda yang terbuat dari kain atau karet plastik,
kemudian kertas ampelas dilem pada permukaannya. Kertas ampelas yang
baik untuk penyelepan terbuat dari bubuk aluminium oksida buatan.
8.3.2. Poles. Proses pemolesan pada logam bertujuan untuk
memberikan permukaan yang bersih dan mengkilat. Permukaan pemoles
biasanya terbuat dari kain lakan yang dilipat, atau dijahit. Roda untuk

61
memoles Iebih fleksibel daripada untuk selep. Kain poles diukur
berdasarkan diameter roda polesnya. Semakin tebal diameter kain, semakin
keras permukaan yang akan dipoles. Kromium oksida digunakan untuk
memoles stainless steel, kromium dan nikel. Ferri oksida digunakan untuk
memoles tembaga, kuningan, emas, dan perak. Lime kompon dapat
digunakan untuk memperoleh permukaan mengkilat baik pada nikel, dan
aluminium maupun tembaga dan kuningan. Abrasives untuk memoles
digunakan dalam bentuk batangan tidak berminyak yang dilekatkan dengan
lem.
9. SPESIFIKASIDAN PENGUJIAN TERHADAP HASIL PLATING
9.1. Spesifikasi
Spesifikasi adalah pernyataan singkat mengenai persyaratan yang
harus dipenuhi oleh sebuah produk, materi, atau sebuah proses, yang
menyatakan, bila perlu, prosedur penentu apakah persyaratan tersebut
dipenuhi atau tidak. Spesifikasi dikeluarkan oleh agen-agen pemerintah,
perusahaan swasta, dan badan standarisasi nasional, seperti American
Society of Testing and Materials (ASTM), American National Standards
Institute (ANSI), Society of Automotive Engineers (SAE), British Standards
Institute (BSI), Deutsche Industrienormalen (DIN), dan organisasi
internasional Intemational Standards Organization (ISO).

62
9.1.1. Jenis Spesifikasi. Spesifikasi mempunyai tiga jenis umum, yaitu
proses, produk dan performa. Spesifikasi proses umumnya digunakan dalam
intemal perusahaan. Semua petunjuk proses untuk menghasilkan suatu
produk diciptakan untuk orang-orang yang bekerja dalam bidang yang
bersangkutan. Spesifikasi produk menyatakan dimensi, material, dan sifat
yang dimiliki oleh suatu produk. Spesifikasi performa memberikan detil
mengenai pengujian yang telah dilahii oleh produk untuk memenuhi
persyaratan tertentu.
9.1.2. Spesifikasi Untuk Metal Fmishing.
Konsensus standar untuk
industri metal fmishing dikeluarkan oleh ASTM. Khusus untuk bidang
elektroplating, divisi ASTM yang berhubungan langsung adalah Komite B-
8. Selain spesifikasi Komite B-8 juga memberikan petunjuk standar
pelaksanaan elektroplating untuk memperoleh hasil yang tnemuaskan.
Spesifikasi untuk elektroplating dikeluarkan setiap tahun oleh Komite B-8
untuk merevisi dan memperbarui beberapa ketentuan. Spesifikasi ini
menyatakan tentang beberapa atribut, antara lain ketebalan, kelekatan, ruang
lingkup, pencegahan terhadap korosi, tampilan, kualitas bahan, dan
persyaratan tambahan.
Spesifikasi ketebalan diperlukan untuk menentukan daerah penggunaan
suatu produk, apakah dapat digunakan heavy duly atau light duty.
Spesifikasi ketebalan juga mendefinisikan apa yang dimaksud dengan
heavy duty dan hght duty. Selain itu juga menentukan ketebalan

63
minimum suatu produk serta cara pengujian ketebalan yang dapat
dilakukan.
Spesifikasi kelekatan berisi mengenai cara menghasilkan kelekatan
plating yang baik beserta cara pengujiannya.
Spesifikasi ruang lingkup menyatakan kemampuan plating pada
permukaan tertentu serta bagaimana cara untuk melakukan plating pada
berbagai permukaan benda yang berbeda.
Spesifikasi pencegahan korosi menyatakan langkah-langkah untuk
menghasilkan/»/ari«g yang tahan korosi serta pengujian terhadap korosi.
Umumnya pengujian berisi mengenai catatan waktu, berapa lama daya
tahanplating pada lingkungan yang korosif.
Spesifikasi tampilan berisi mengenai bagaimana menghasilkan plating
yang sesuai dengan keinginan, apakah itu kilap atau tidak, kasar atau
halus, dan sebagainya. Tidak ada pengujian untuk tampilan, oleh karena
itu tampilan bergantung sepenuhnya pada selera konsumen dan
keinginan pelaksana.
Spesifikasi bahan menentukan kualitas bahan yang cocok untuk
digunakan agar hasilplating memuaskan. Spesifikasi bahan memberikan
detil komposisi elektroda yang digunakan untuk plating beserta cara
penanganan dan persiapan terhadap kedua elektroda yang harus
dilakukan agarplating dapat menghasilkan produk yang memuaskan.

9.2. Pengujian.
Seperti telah disebutkan di atas bahwa dalam spesifikasi juga
disebutkan cara-cara pengujian terhadap suatu kriteria untuk menentukan
apakah kriteria yang diinginkan terpenuhi atau tidak. Ada beberapa
pengujian yang dapat dilakukan untuk bebrapa kriteria tertentu, antara lain
ketebalan plating, kelekatan plating, ketahanan korosi, kekerasan plating,
kekuatan dan sifat duktilitas plating.
9.3. Pengujian Ketebalan
Ketebalan plating dispesifikasikan menjadi dua kategori, yaitu
ketebalan rata-rata dan ketebalan minimum. Ketebalan rata-rata menyatakan
ketebalan plating di seluruh permukaan bahan yang di-plaiing, diperlukan
untuk penggunaan produk pada lingkungan tertentu. Ketebalan minimum
adalah ketebalan yang diuji pada daerah tertentu pada permukaan logam,
bukan seluruhnya, oleh karena untuk memproduksi plating yang sifatnya
uniform cukup sulit.
Pengujian ketebalan dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu
destruktif, semi-destruktif, dan non-destruktif. Pengujian destruktif
dilakukan hingga baik plating maupun bahan tidak dapat digunakan lagi.
(contohnya adalah microscopic examination ( pengamatan mikroskopik )),
tidak banyak lagi digunakan oleh karena memakan waktu, dan hasil yang
diperoleh tidak seakurat yang dulu peraah dipercaya.

Pengujian semi-destruktif dilakukan hingga plating rusak namun
bahan masih dapat digunakan untuk di-plating ulang.
Pengujian non-destruktif tidak merusak baik plating maupun bahan.
Metode pengujian non-destruktif menggunakan berbagai alat-alat tertentu,
yang mempunyai prinsip utama menentukan ketebalan berdasarkan
perubahan sifat antara bahan dan plating, yang dapat dirasakan oleh
pengukur melalui berbagai cara, diantaranya dengan magnet, arus eddy,
coulometer; x-ray, dan beta-backscatter. Semua metode pengujian ketebalan
ini mempunyai akurasi tidak lebih dari 5%. Namun demikian, hal ini tidak
merupakan batasan yang serius, berdasar pada fakta bahwa permukaan
bahan dan permukaan plating tidak rata sempurna, mengukur ketebalan
secara tepat menjadi hal yang tidak mungkin dilakukan.
Beberapa alat pengukur ketebalan tersedia secara komersial dan
memerlukan kalibrasi tertentu sebelum digunakan (tidak ada alat pengukur
yang bebas error). Beberapa sebab terjadinya error antara lain adanya
material asing pada permukaan plating, kesalahan penggunaan alat,
permukaan plating kasar, penggunaan sensor terlalu dekat pada permukaan
plating, permukaanplating tidak sesuai dengan alat sensor.
9.3.1. Metode Magnet. Metode magnet digunakan oleh alat Magne-gage,
diciptakan oleh Brenner. Prinsip kerjanya adalah mengukur penurunan sifat
magnetik antara sensor alat dengan logam bahan yang disebabkan oleh
adanya lapisan plating non-magnetik diantaranya. Hasilnya berupa fungsi

dari gaya yang dibutuhkan untuk menarik lepas sensor magnet dari
spesimen. Alat ini umumnya digunakan untuk logam bahan berupa besi
yang dilapisi plating yang non-magnetik.
9.3.2. Metode Arus Eddy. Bila suatu kumparan berfrekuensi tinggi
diposisikan pada suatu spesimen, dengan mengatur frekuensi tertentu, maka
akan terjadi arus eddy pada logam bahan. Adanya arus eddy akan mengubah
impedansi dari kumparan sensor. Sifat bahan yang berbeda antara substrat
dan plating akan mengakibatkan perbedaan arus eddy dan perubahan
impedansi yang terjadi pada kumparan sensor, yang kemudian dapat
digunakan untuk mengukur ketebalan lapisan plating. Alat ini dapat
digunakan baik pada logam substrat magnetik maupun tidak, juga dapat
untuk mengukur logam plating baik magnetik maupun tidak, namun
diperlukan kalibrasi berbeda untuk setiap kombinasi substrate-plating yang
berbeda. Selain itu alat ini sensitif terhadap perubahan sifat karakteristik
elektris yang dialami oleh bahan disebabkan oleh proses plating.
9.3.3. Metode Beta-Backscatter.
Metode ini menggunakan prinsip kerj a
radiasi sinar beta. Spesimen disorot dengan sinar beta, kemudian dihitung
partikel beta yang dipantulkan kembali ( back-scattered ). Perbedaan
material antara substrat dan plating menghasilkan perbedaan nomor atom
yang akan memberikan perbedaan terhadap banyaknya partikel beta yang
dipantulkan, dengan demikian sensor penerima partikel beta akan dapat

67
menentukan ketebalan plating melalui perbedaan tersebut. Faktor-faktor
yang mempengaruhi pengukuran antara lain adalah nomor atom substrate-
plating, luas permukaan yang diradiasi, ketebalan atau massa per satuan
luas, dan energi radiasi. Ketelitian alat ini berkisar hingga ketebalan 2 mm.
9.3.4. Metode Konduktansi. Konduktansi bahan berubah sejalan dengan
ketebalan bahan. Prinsip inilah yang digunakan oleh metode konduktansi.
Umumnya metode ini digunakan untuk mengukur ketebalan lapisan perak
pada stainless steel.
9.3.5. Metode Termoelektris. Prinsipnya mengukur gradien dari
penyebaran panas spesimen. Metode ini menggunakan probe panas yang
disentuhkan pada permukaan spesimen, kemudian menggunakan probe lain
yang disentuhkan pada bagian spesimen yang dingin. Hasil pengukuran
berupa fiingsi perubahan panas yang diakibatkan oleh perbedaan material
substrate-plating.
9.3.6. Metode X-Ray. Prinsip yang digunakan sama dengan metode beta-
backscatter, namuri menggunakan radiasi sinar X.
9.4. Penguj ian Kelekatan Plating.
Selain ketebalan plating, hal kedua yang penting adalah kelekatan
plating pada substrat. Pengujian kelekatan dibagi menjadi dua jenis, yaitu

68
secara kualitas dan kuantitas. Pengujian kelekatan cenderung sulit dilakukan
dan tidak cocok untuk proses industri, melainkan lebih diperlukan dalam
riset.
9.4.1. Pengujian Kualitatif. Kelekatan sempuma didapat apabila kekuatan
antar substrate-plating lebih kuat daripada kekuatan bahan substrat dan
plating masing-masing. Pengujian kualitatif dilakukan untuk mendeteksi
pelekatan yang tidak sempuraa, sehingga tujuan utama dari pengujian ini
adalah untuk memisahkan substrat dan lapisan plating-nya. melalui berbagai
cara, diantaranya pemukulan, penarikan, pembengkokan, pemanasan,
pemotongan, penyelepan, pengguratan, atau kombinasi dari hal-hal tersebut.
Bila lapisan plating mengelupas, pecah, atau terangkat dari substratnya,
maka kelekatannya dianggap tidak sempuma. Pada dasamya pengujian
kelekatan bersifat destruktif, sehingga untuk logam-logam substrat yang
berharga digunakan spesimen pengganti. Berikut adalah beberapa pengujian
kualitas kelekatan:
- Pembengkokan. Spesimen dibengkokkan hingga kedua
ujungnya sejajar, jarak antara kedua ujung yang dibengkokkan
umumnya empat kali ketebalan spesimen. Daerah yang bengkok
kemudian diamati dengan pembesaran kurang lebih 4X. Bila
terlihat pecah, maka dapat digunakan pengungkit tipis dan tajam
untuk mengelupas retakan plating tersebut. Retakan yang terjadi
tidak berarti kelekatan tidak sempuma kecuali retakan plating

dapat dikelupas. Retakan diakibatkan oleh sifat duktilitas lapisan
plating.
- Penggosokan. Gosok permukaan spesimen dengan logam tumpul
dan halus selama 15 detik.Tekanan yang diberikan cukup untuk
mengkilapkan permukaan, namun tidak sampai menggerus
lapisan plating. Amati daerah yang digosok, bila terjadi
pengelupasan maka kelekatan tidak sempuma. Pengujian ini
digunakan untuk lapisan plating yang tebal.
- Pahat. Gunakan pisau pahat untuk membentuk tanda X pada
spesimen. Apabila pada tanda X terjadi pengelupasan maka
kelekatan tidak sempuma.
- Pengikiran. Potong spesimen pada salah satu ujung, kemudian
amati penampangnya. Gunakan kikir untuk mengikir ujung yang
dipotong membentuk sudut 45° terhadap spesimen ditujukan
untuk mengelupas lapisan pada ujung spesimen. Metode ini tidak
dapat diaplikasikan untuk lapisan dekoratif yang tipis dan lapisan
lunak seperti seng.
- Gergaji. Gunakan gergaji untuk memotong separuh tebal
spesimen. Kemudian amati luka potongan pada spesimen untuk
melihat kelekatan yang tidak sempurna. Pengujian ini juga tidak
cocok untuk lapisanplatmg dekoratif dan lunak.

70
- Benturan. Gunakan palu untuk memukul spesimen hingga
terjadi lekuk pada permukaan atau perubahan pada bentuk
spesimen. Bila pada lekuk perabahan terkikis, maka kelekatan
tidak sempurna.
- Pengelupasan. Gunakan logam lain yang dilekatkan pada
permukaan spesimen, dapat dengan solder, dapat dengan lem
besi, kemudian tarik logam yang dilekatkan 90° vertikal. Bila
lapisan plating sempurna, maka logam substrat yang akan
terkoyak, namun lapisanplating tidak akan terkelupas.
- Pemanasan. Spesimen dipanaskan pada suhu tertentu
bergantung dari kombinasi substrate-plating, kemudian langsung
didinginkan seketika dengan air pada suhu ruangan. Lapisan
plating dapat mengalami dua kemungkinan, semakin melekat
dan terdifusi dengan substrat atau sebaliknya, timbul gelembung
oksigen yang merupakan tanda kurang melekatnya lapisan
plating.
9.4.2. Pengujian Kuantitatif. Dasar dari pengujian kuantitatif adalah
untuk mengetahui seberapa besar gaya yang dibutuhkan untuk mencabut
lapisan plating dari substrat, yang dinyatakan dalam numerik. Pengujian
kuantitatif relatif sulit dan membutuhkan waktu lama sehingga tidak banyak
digunakan oleh industri plating, namun banyak digunakan untuk tujuan

riset. Ada dua metode pengujian kuantitatif yang umum digunakan, yaitu
Ollard Test dan Direct-Pull Test.
- Ollard Test. Pada Ollard Test, substrat yang digunakan
berbentuk silinder batang yang terbungkus dengan insulasi
kecuali pada salah satu ujungnya. Pada ujung yang tidak
terbungkus ini kemudian dilakukan proses plating hingga
mencapai ketebalan tertentu dimana diameter daerah yang di-
plating melebihi diameter substrat mula-mula. Kerak plating
akan menumpuk pada batasan insulasi dari substrat.
(o| Subilrat
diisolasi
<b) Diplating
hinggaieba!
(c) bolasi
Jibuka
l Siistral ditekan hingga
plaling lcpas
15
Gambar2.13
Pengujian Dengan Ollard Test
15
Frederick A.Lowenheim. op.cit. p.499.

Substrat batangan ini kemudian dimasukkan dalam pipa yang
mempunyai diameter yang besamya cukup untuk dimasuki oleh
batang substrat, tetapi tidak lebih besar dari itu.
Karena tebal lapisan plating melebihi diameter substrat, maka
ujung batangan akan tertahan oleh pipa. Pengujian dilakukan
dengan memaksa batang substrat melalui pipa hingga
mengakibatkan tercabutnya lapisanplating pada salah satu ujung
substrat.
Direct-Pull Test. Metode ini sama dengan metode pengelupasan
pada pengujian kualitatif. Pengujian dilakukan dengan
melekatkan sebuah logam pada spesimen, kemudian ditarik 90°
vertikal terhadap posisi substrat. Metode ini biasanya
menggunakan logam cobalt. Bila lapisan plating terpisah maka
kelekatan jelek, bila substrat yang terkoyak, maka lapisanplating
bagus, dan gaya yang dibutuhkan diambil nilainya.

73
,-Stop-off tocquer
Coofing^
--Plastc washer
(0)
Coatimj
fd)
kelek.«an b.«k
Kelekatan bnruk
(f)
,16
Direct Pull Test
9 5. Korosi
Yang dimaksud dengan korosi adalah hasil reaksi dari suatu logam
dengan zat non-logam di sekitamya. Logam mula-mula diekstrak dari perut
bumi dalam bentuk stabil yang telah terbentuk jutaan tahun, sehingga tidak
bereaksi dengan lmgkimgannya. Saat logam tersebut mulai dimurnikan,
maka logam tersebut akan menjadi tidak stabil, lalu cenderung bereaksi
terhadap zat-zat di lingkungan sekitarnya.
16
Ibid.

Pengendalian korosi dilakukan untuk mencegah atau memperlambat
reaksi dari logam terhadap zat-zat di sekitarnya. Pengendalian korosi dapat
dilakukan melalui beberapa cara, yaitu pengendalian lingkungan,
pengendalian sifat alami logam, dan pengendalian sifat alami reaksi antar
keduanya.
Pengendalian lingkungan dilakukan dengan menghilangkan zat-zat
penimbul korosi seperti oksigen, kelembaban, debu, dan gas yang
mengandung belerang.
Pengendalian sifat alami logam dilakukan dengan memilih logam
yang tahan korosi terhadap lingkungan tempatnya digunakan. Perlindungan
katodik pada pipa dan beberapa alat bangunan lain adalah contoh dari
pengendalian sifat alami logam yang dilakukan melalui pemberian potensial
lebih katodik dibanding logam asalnya.
Pengendalian sifat antara sifat alami logam dan lingkungannya
dilakukan salah satunya melalui elektroplating, baik secara logatn maupun
non-logam. Tujuan utama dari elektroplating adalah memisahkan logam
dasar, yang dapat mengalami korosi pada lingkungan tempatnya digunakan,
dari lingkungan tersebut dengan menggunakan logam yang tahan terhadap
kondisi lingkungan tersebut. Dalam elektroplating, pemberian plating ini
disebut dengan Protective Coatings (lapisan pelindung).
Korosi dibagi menjadi dua jenis, yaitu korosi kering dan korosi
basah. Korosi kering didefinisikan sebagai kombinasi langsung antara
logam dengan elemen non-logam. Contohnya seperti reaksi oksidasi dan

sulfidasi. Korosi basah didefinisikan sebagai reaksi larutnya logam dalam
cairan dan terkombinasi dengan elemen non-logam membentuk zat korosi.

2 komentar:

  1. Terima jasa Plating, Tin Plating, Gold, Chrome plating, dll
    kunjungi http://apindoelektroplating.com

    BalasHapus