Laporan Praktikum E

8/19/2019 Laporan Praktikum E

1/27

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Bidang manufaktur saat ini berkembang sangat pesat dan

alumunium merupakan salah satu jenis logam yang berperan penting

dalam perkembangan tersebut. Misalnya, untuk memenuhi kebutuhan

transportasi dibutuhkan komponen mesin yang memiliki kekerasan tinggi

dan ketahanan aus yang baik, tetapi sayangnya material- material yang

memenuhi kriteria seperti itu biasanya berat dan mahal. Alumunium

merupakan solusi untuk menjawab permasalahan tersebut karena

alumunium memiliki sifat yang baik seperti keras, tahan aus, ringan,

murah, konduktifitas panas dan listrik yang baik, mudah

dibentuk/diproses, tidak beracun.

Sebagai bahan struktur, diperlukan suatu usaha agar kekerasan dan

keausan pada alumunium semakin meningkat. engan meningkatnya

kekerasan, keausan maka kualitasnya semakin membaik dan lifetimenya

pun semakin tinggi. Salah satu usaha untuk meningkatkan kekerasan dan

keausan adalah dengan anodisasi. Anodisasi merupakan proses

elektrokimia dimana pada permukaan logam akan terbentuk lapisan

oksida. Selain untuk meningkatkan kekerasan dan keausan, anodisasi ini

berguna untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan untuk tujuan

dekoratif!dengan pemberian warna".

Selain alumunium proses anodisasi dapat dilakukan pada material

lain, seperti titanium, niobium, magnesium, tantalum, #inc.

1.2 TUJUAN

$. Melakukan proses pewarnaan aluminium melalui proses anodisasi


2/27

%. Membandingkan proses perlakuan pada kedua plat alumunium yang

berberda.

BAB II

TEORI DASAR

&roses anodisasi merupakan proses elektrokimiadimana pada permukaan

benda kerja terdapat pembentukan lapisan oksida!lapisan yang tipis seperti lapisan

film". Anodisasi dapat dilakukan pada alumunium, titanium, magnesium, #inc,

dsb. 'ariasi dari larutan elektrolit, kondisi pengoperasian!seperti konsentrasi dan

komposisi dari larutan elektrolit", temperatur, arus dapat mempengaruhi

keberagaman dalam proses anodisasi. &engaplikasiannya tergantung pada

keinginan kita.

&roses anodisasi ini memiliki banyak kegunaan, diantaranya(

• Menaikkan ketahanan terhadap korosi

&enutupan lapisan oksida pada alumunium menghasilkan ketahanan

terhadap korosi dan menghasilkan ketahanan yang baik terhadap atmosfer

dan serangan air air garam. &enutupan lapisan ini akan melindungi logam

dengan menjadi hambatan yang akan berperan sebagai corrosive agent.

)ntuk bisa memperoleh ketahanan yang korosi yang optimal dibutuhkan

adanya tahap sealing. *ahap ini dapat dilakukan langsung denganmenggunakan air asam yang sangat panas, air mendidih, larutan krom

panas, larutan nikel asetat.

• Menghasilkan wujud yang lebih dekoratif

Semua pelapisan menghasilkan permukaan yang mengkilat. erajat kilat

dari pelapisan ini tergantung dari kondisi logam dasar sebelum

dianodisasi. Melalui proses etching yang baik, larutan elektrolit yang


3/27

jernih dapat meningkatkan derajat kilap. Selain itu, wujud akhir dari benda

kerja yang telah dianodisasi dapat berupa wujud murni ataupun wujud

yang berpola. +ebanyakan alumunium yang digunakan dalam

pengaplikasian arsitekturil adalah alumunium yang telah dianodisasi.

• Meningkatkan ketahanan terhadap abrasi

*ingkat lanjutan dari proses anodisasi adalah menghasilkan lapisan oksida

yang sangat tebal. engan demikian, permukaan benda kerja menjadi

sangat keras dan sulit untuk mengalami abrasi dibanding alumunium

biasa!tanpa anodisasi". &ada aplikasi yang membutuhkan ketahan abrasi

yang tinggi proses anodisasi sangat bermanfaat.

• Meningkatkan adhesi terhadap cat/#at pewarna

Seperti yang kita tahu, proses anodisasi dapat digunakan untuk keperluan

pewarnaan dan pengerasan. Alumunium memiliki pori- pori pada

permukaannya akibat lapisan oksidanya. &ori- pori yang ada ini

menghasilkan kekosongan sehingga daya serap terhadap #at pewarnasangat kuat, sehingga saat #at pewarna ini masuk dan setelah itu dilakukan

tahap sealing maka lapisan oksida akan menjadi berwarna.

• Meningkatkan ikatan adhesif

• Meningkatkan emmisivity

apisan oksida yang memiliki tebal lebih dari . m meningkatkan

emmisivity pada alumunium. apisan ini memiliki ketahanan penyerapan

panas yang baik hingga mencapai % 01 !23 04".

• Meningkatkan ketahanan listrik atau sebagai isolator listrik

Besar 5oltase dan arus ber5ariasi mulai dari satuan hingga ribuan 5oltase

dan itu semua tergantung terhadap ketebalan lapisan oksida hasil

anodisasi. apisan oksida pada alumunium sendiri memiliki sifat

dielectric.

Tabel 2. Tabel perbedaan anodiai dan ele!"ropla"in#


4/27

NO ANODISASI ELE$TROPLATING

$ Anoda ( benda kerja Anoda ( bahan pelapis

+atoda ( karbon, platina, stainless steel!larutan inert" +atoda ( benda kerja

%*idak terjadi penambahan material

lain!no deposition"

*erjadi penambahan material !logam"

lain!electrodeposition"

*erjadi kinetisasi dari logam menjadi

oksida

*erjadi kinetisasi dari bahan pelapis

terhadap benda kerja. dirumuskan dengan(

M 6Q x Ar

n x F

dimana(

M 6 massa!gram"

76 jumlah listrik dalam 1oloumb

76 i 8 t !i 6 kuat arus!A", t6 waktu!s""

n6 jumlah elektron

46 bilangan faraday!9:3 1oloumb"

Ar6 nomor massa atom

2

Merupakan pelapisan logam dari

oksidanya sendiri !oksidanya melekat pada benda kerja"

Merupakan pelapisan logam dari bahan

pelapis lainnya.

ari skema proses dapat diketahui bahwa terdapat 2 hal yang sangat penting dan

perlu diperhatikan dalam proses anodisasi, yaitu(

• Anoda dihubungkan dengan kutub positif power supply

+atoda dihubungkan dengan kutub negatif power supply

arutan elektrolit.

&ower supply

&ada dasarnya, suatu alumunium dengan sendirinya memiliki lapisan

oksida yang

sangat tipis akibat bereaksi dengan lingkungan!udara". *etapi dilakukanlah

proses anodisasi untuk didapatkan ketebalan dan kekerasan lapisan oksida yang

diinginkan.

&ada anoda, logam alumunium mengalami reaksi oksidasi menjadi Al;.

&ada katoda < terreduksi menjadi


5/27

sudah teroksidasi tersebut bereaksi dengan =%- hasil penguraian air !


6/27

Seiring berkembangnya waktu, terdapat lebih banyak keragaman dalam proses

anodisasi. 'ariasi tersebut antara lain(

• Chromic Anodizing

Menggunakan larutan elektrolit dari asam krom pada suhu sekitar $0 4

dan memiliki kerapatan sekitar $.3 to 2.3 A/ft%. &roses yang dilakukan

kurang lebih 2- : menit ini biasanya menghasilkan lapisan berwarna

abu- abu terang dan memiliki ketebalan % ?m !tergantung paduan dan

proses sealingnya". +etebalan tersebut merupakan perbanding dari seluruh

lapisan, maksudnya % ?m tersebut merupakan $/ yang menempel pada

permukaan dan %/ nya berpenetrasi. Anodisasi jenis ini sangat berguna

untuk diaplikasikan pada benda kerja yang kompleks dan susah di rinse.

Selain itu, sangat baik diaplikasikan untuk benda- benda dengan toleransi

dimensi yang ketat!tidak boleh merubah dimensi". 1ontoh aplikasi(

komponen penyambungan/pengelasan, komponen pesawat terbang.

• Sulfuric anodizing

Menggunakan larutan asam sulfur pada temperatur ruang sebagai larutan

elektrolit. +erapatannya berkisar $3 - %% A/ft%. &roses yang dilakukan

sekitar @ : menit ini akan menghasilkan lapisan yang sangat jernih

pada permukaan dan memiliki tebal ?m!tergantung paduan dan proses

sealing". Semakin sedikit logam paduan maka semakin jernih lapisan.

Anodisasi ini bertujuan meningkatkan ketahanan korosi dan ketahanan

aus, insolator yang baik, dan sangat baik digunakan untuk menghasilkanwarna- warna yang beragam.

Selain itu, anodisasi jenis ini mengeluarkan biaya yang lebih murah

dibanding chromic. 1ontohnya( senjata militer, komponen optik, dll.


7/27

>ambar %.2. contoh produk hasil sulfuric anodi#ing

•


8/27

Setelah di etsa kita bersihkan kembali dengan air dan deterjen agar

permukaan lebih bersih. Setelah itu barulah dianodisasi. *ahap anodisasi ini

bertujuan untuk membentuk ikatan antar logam alumunium dan larutan

elektrolit!


9/27

. *otal reaksi yang terjadi pada anoda

%Al; ;


10/27

BAB III

DATA PER$OBAAN

%.1. DATA PER$OBAAN

&ada percobaan kali ini digunakan % pelat dengan perlakuan/prosedur yang

berbeda, sebagai berikut(

&elat $ 6 Einsing Htching Einsing Anodi#ing yeing Sealing

&elat % 6 Einsing Anodi#ing Einsing yeing Sealing

Selain itu digunakan alat dan bahan sebagai berikut(

Co

.

Alat Bahan

$ >elas +imia arutan Htsa !arutan Ca=< $"

% >elas )kur arutan Hlektrolit !arutan


11/27

Setelah dilakukan prosedur pada kedua plat dihasilkan perbedaan

ketebalan sebagai berikut(

+etebalan sesudah

!mm"

&elat $ .93

&elat % .

>ambaran- gambaran proses selama percobaan(

>ambar A >ambar B

&elat alumunium A dan B *ahap Einsing

>ambar 1 >ambar

arutan etsa Ca=< $ &lat $ hasil etsa


12/27

>ambar H >ambar 4

arutan pada tahap anodisasi arutan ano8al

blue

ambar > >ambar <

&elat hasil proses dyeing &elat hasil sealing !sudahmemenuhi semua prosedur"

; yang atas pelat %, yang

bawah pelat $


13/27

BAB I&

ANALISIS DATA

&arameter dan efek dari proses anodizing ingin diketahui melalui

percobaan kali ini. &rosedur percobaan dilakukan dengan menggunakan % plat

Alumunium !Al" dengan perlakuan yang berbeda. $ plat Al menerima perlakuan

anodizing dengan tahapan sebagai berikut.

Rinsing > Etching > Anodizing > Dyeing > Sealing

Sedangkan untuk plat kedua tidak dilakukan proses etching. &enjelasan terhadap

tahapan- tahapan diatas adalah sebagai berikut(

a" Rinsing

*ahapan ini bertujuan untuk membersihkan permukaan spesimen dari pengotor

atau lemak yang menempel pada permukaan alumunium. Einsing dilakukan

dengan air ditambahkan dengan deterjen.

b" Etching

&roses ini merupakan proses pembersihan lanjut yang tidak dapat dilakukan hanya

dengan air dan deterjen saja. Htsa bertujuan untuk mengkorosikan permukaanlogam karena pada permukaan alumunium sudah terbentuk lapisan oksida secara

alamiah. &ada praktikum kali ini larutan etsa yang digunakan adalah larutan

Ca=

c" Anodizing

&roses ini dilakukan dengan elektrolit asam asam sulfat dan air. &ada anoda

ditempatkan benda kerja !alumunium" lalu disambungkan dengan kutub positif

sedangkan pada katodanya karbon disambungkan dengan kutub negatif dari

power supply. &roses ini bertujuan menghasilkan lapisan oksida yang

sesungguhnya.

d" Dyeing

Merupakan proses pewarnaan logam alumunium menggunakan ano8al blue.

e" Sealing

&ori yang telah dan tidak diberi warna ditutup melalui proses ini. engan

menutup poros lapisan oksidanya proses korosi pada logam dapat diperlambat


14/27

sehingga alumunium hasil anodisasi memiliki lifetime lebih lama dibanding

alumunium pada umumnya. &roses ini dilakukan dengan mencelupkan spesimen

di dalam air pada temperatut =1. Eeaksi pada sealing adalah(

Al%= ;


15/27


16/27


17/27


18/27

BAB &

KESI'PULAN DAN SARAN

(.1 KESI'PULAN

$. *ahapan proses pewarnaan yang dilakukan dalam anodi#ing adalah

dimana pada tahap selanjutnya yaitu dyeing pori- pori itu berguna sebagai tempat

untuk menangkap #at pewarna. &emberian #at pewarna dinamakan proses dyeing.

&roses dyeing ini dilakukan menggunakan larutan ano8al blue yang secukupnya.

Dat pewarna tersebut memasukki pori- pori pada alumunium.

*ahap selanjutnya adalah sealing. *ahap ini dilakukan untuk menutup pori- pori

yang tidak dan telah diberi warna agar #at warna tersebut tidak keluar. &roses ini

dilakukan menggunakan air panas pada temperatur sekitar o1.

J. &roses Einsing

Einsing dilakukan guna membersihkan permukaan dengan menghilangkan

baik pengotor atau lemak yang ada. &roses ini dilakukan menggunakan

deterjen dan air yang mengalir.

JJ. Htching

apisan oksida alumunium yang terbentuk secara alami dibersihkan pada

tahap ini. *ahap ini menggunakan menggunakan larutan Ca=< $ml dan

air 9 ml sebagai larutan etsa. &roses ini dilakukan selama $-3 menit.

apisan oksida ini harus dihilangkan karena dinilai mengganggu proses

pembentukan oksida yang pada proses Anodisasi.

JJJ. Anodisasi

&roses anodisasi ini harus dilakukan setelah spesimen yang sudah dietsa

dirinsing kembali agar bersih dari pengotor dan lemak. *ahap anodisasi ini

bertujuan untuk membentuk ikatan antar logam alumunium dan larutan

elektrolit!


19/27

alumunium dan elektrolit!katoda tidak ikut bereaksi karena inert" maka

akan terbentuk lapisan oksida pada permukaan alumunium. apisan oksida

ini memiliki struktur heksagonal dengan pori- pori pada bagian tengah

sebagai tempat #at pewarna. &roses anodisasi ini dilakukan selama 2

menit pada temperatur kamar.

J'. yeing

Sample yang telah dianodisasi diangkat lalu di rinse kembali. Setelah itu

dicelupkan ke dalam #at pewarna, pada percobaan kali ini yang menjadi

#at pewarna adalah ano8al blue. &ori- pori yang terdapat pada lapisan

oksida akan diisi oleh #at pewarna. &roses ini dilakukan selama $3 menit pada temperatur :=1.

'. Sealing

ari dyeing menuju sealing tidak dibutuhkan proses rinse, karena pada

proses seealing digunakan air panas pada temperatur =1, dimana benda

kerja dicelupkan ke dalam air panas tersebut. &roses sealing ini berguna

untuk menutup pori yang tidak dan telah diberi warna. &roses ini

dilakukan selama 3 menit.

%. &erbandingannya(

- pelat $ yang mengalami prosedur etsa menghasilkan warna biru pada

permukaan, namun warna tidak begitu jelas dan tak merata. Selain itu,

perubahan ketebalannya hanyalah .$!$.3-.93".

- pelat % yang tidak dilakukan prosedur etsa tidak menghasilkan warna biru

pada permukaannya. Selain itu, perubahan ketebalan sangat besar yaitu

.%3!$.3-.".

Analisa terhadap perbandingan di atas terdapat pada bab J'!bab analisa

data".

(.2 SARAN

$. 4asilitas alat di lab harus lebih dilengkapi. +arena tabung- tabung yang

digunakan sebagai wadah pada tahap anodisasi, etsa, dan ano8al blue

menggunakan tabung yang berserakan di tempat pencucian. Kalaupun

sudah dicuci terlebih dahulu namun kemungkinan besarnya pengotor

sangat mempengaruhi hasil lapisan oksida.


20/27

Alat untuk memanaskan juga harus dikalibrasi kembali karena saat alat

sudah menunjukkan =1 tapi kenyataanya saat dipegang belum sepanas

itu.

%. Ada baiknya kita mengikuti standar yang ada di modul yang mengatakan

bahwa larutan yang digunakan adalah 3 asam oksalat dan $% asam

sulfat. +arena pada referensi yang mengikuti standar itu pori yang

terbentuk akan jauh lebih besar dibandingkan dengan pori hasil larutan

asam sulfat saja. Sehingga hal ini dapat mempermudah proses pewarnaan.

. )ntuk mengetahui ada tidaknya lapisan oksida pada alumunium setelah

anodisasi perlu dilakukan uji kekerasan. +arena kita tahu sendiri bahwa

lapisan oksida sangat keras, sehingga dengan uji kekerasan kita akan tahu

apakah lapisan tersebut ada apa tidak. +arena kalau ternyata tidak ada

maka proses pewarnaan yang diinginkan pun tidak akan terjadi.


21/27


22/27

BAB &II

LA'PIRAN

*.1. RANGKU'AN PRAKTIKU'

Anodisasi merupakan proses pelapisan logam dengan membentuk lapisan

oksida pada permukaannya. &ada percobaan kali ini digunakan logam

Alumunium. ogam alumunium memiliki keunikan tersendiri seperti titanium dan

magnesium dimana secara alamiah akan terbentuk lapisan oksida yang tipis pada

permukaan. *erdapat proses pelapisan yang mirip dengan anodisasi, yaitu

Hlectroplating.

&ersamaannya( +eduanya sama- sama merupakan proses elektrokimia.

*etapi terdapat perbedaan antar keduanya, yakni(

Tabel 2. Tabel perbedaan anodiai dan ele!"ropla"in#

NO ANODISASI ELE$TROPLATING

$ Anoda ( benda kerja Anoda ( bahan pelapis

+atoda ( karbon, platina, stainless steel

!larutan inert" +atoda ( benda kerja

%*idak terjadi penambahan material

lain!no deposition"

*erjadi penambahan material !logam"

lain!electrodeposition"

*erjadi kinetisasi dari logam menjadi

oksida

*erjadi kinetisasi dari bahan pelapis

terhadap benda kerja. dirumuskan dengan(

M 6Q x Ar

n x F

dimana(

M 6 massa!gram"

76 jumlah listrik dalam 1oloumb


23/27

76 i 8 t !i 6 kuat arus!A", t6 waktu!s""

n6 jumlah elektron

46 bilangan faraday!9:3 1oloumb"

2

Merupakan pelapisan logam dari

oksidanya sendiri !oksidanya melekat

pada benda kerja"

Merupakan pelapisan logam dari bahan

pelapis lainnya.

Berikut adalah skema anodisasi dimana pada anoda terdapat alumunium sebagai

benda kerja.

>ambar .$.$ skema anodisasi

Akibat bahan inert!larutan yang tidak akan ikut bereaksi" pada katoda akan

menimbulkan reaksi antar anoda!alumunium" dan larutan elektrolit saja. Akibat

anodisasi ini akan dihasilkan struktur alumunium seperti ini(


24/27

>ambar .$.% Struktur lapisan pada alumunium

apat dilihat bahwa struktur yang dihasilkan pada bagian atas lapisan adalah

struktur he8agonal. Struktur he8agonal dimana terdapat energi minimum sehingga

struktur ini paling stabil. +arena stabil maka sifat mekanis pada permukaan

alumunium pun akan semakin meningkat. Maka dari itu, kekerasannya pun

meningkat.

Selain itu, lapisan dasar oksida!barrier type o8ide film" dan lapisan pori

oksida!porous o8ide film" akan terbentuk selama proses anodisasi. Makanya akan

dihasilkan struktur he8agonal dengan pori di tengahnya, sesuai dengan gambar

.$.%.

&roses pembentukan lapisan oksida dapat dibagi dalam beberapa tahapan(

$. Akibat adanya reaksi oksida pada permukaan logam, lapisan oksida pada

permukaan akan menebal. apisan yang menebal ini disebut arrier layer . Akibat

dari penebalan ini maka hambatan untuk arus menjadi semakin besar sehingga

faktor arus berpengaruh terhadap proses anodisasi.

%. Setelah itu, muncul benih- benih pori dekat batas oksida dan larutan.

. Jnisiasi pori ini merupakan awal pembentukan struktur oksida berpori. Bentuk

pori ini masih belum sempurna.


25/27

2. Semakin sempurnanya morfologi lapisan oksida maka semakin bisa arus

mengalir dengan baik. Sampai akhirnya struktur pori sempurna maka arus

mengalir akan semakin konstan.

ijelaskan dengan gambar(

>ambar .$.. Skema pembentukan lapisan oksida, !$" pembentukan

barrier layer, !%" inisiasi pori, !" pori mulai terbentuk dan berkembang, !2" pori

yang terbentuk semakin stabil.

Selain itu, mekanisasi barrier layer yang tadinya lurus menjadi berbentuk pori

dapat juga dijelaskan dengan gambar berikut(


26/27

&enjelasannya(

Saat ketebalan dan kondisi tertentu!mencapai N>" maka Al%= yang terbentuk

akan mengalami break down dan terurai kembali menjadi Al; dan =%-, Al; akan

berusaha kembali menuju permukaan dan mencari =%- dari luar. )ntuk

menemukan =%- maka harus menuju ke tempat dimana terdapat beda potensial

yang tinggi agar cukup untuk memenuhi syarat N> yang diperoleh untuk

pembentukan kembali. *empat dimana beda potensial tinggi adalah di lekukan

permukaan, sehingga semakin banyak Al; yang ingin membentuk oksida maka

akan semakin tebal bagian lekukan sehingga lama kelamaan pori di tengah

terbentuk dan menjadi semakin dalam.

Selain itu, perlu untuk diketahui bahwa dari $ Al

;

yang terbentuk daningin bereaksi, 2 nya akan larut pada larutan elektrolit dan hanya : nya saja

yang berikatan dengan =%- dan membentuk lapisan oksida.

&rosedur yang dilakukan pada percobaan kali ini adalah(

Rinsing

Rinsing

Rinsing

Sealing

Dyeing

Anodizing

Etching


27/27

&roses- proses tersebut sudah dijelaskan pada bab JJ!teori dasar". &ada percobaan

ini kedua pelat dilakukan prosedur yang berbeda, ada yang di etching ada yang

tidak. Htsa sangat penting karena seperti yang kita ketahui bahwa oksida

alumunium yang terbentuk secara alamiah berstruktur amorf, tetapi yang kita

inginkan kristalin. Melalui etsa ini kita dapat menghilangkan oksida alumunium

tersebut agar dibentuk oksida alumunium yang seragam.

&roses Seealing menggunakan air panas. Air panas disini bertujuan untuk

mempercepat reaksi. +arena seperti yang kita ketahui, adanya aliran panas akan

membuat ion-ion aktif bergerak sehingga perpindahan akan semakin cepat.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses anodisasi, yaitu(

$" 'olt/arus

Semakin tinggi arus atau tegangan yang diberikan artinya semakin cepat

dan besar aliran listrik tersebut, maka lapisan oksida yang terbentuk akan

semakin tebal.

%" +onsentrasi elektrolit

Semakin tinggi konsentrasi pada larutan elektrolit, maka akan semakin

tebal lapisan yang terbentuk. Semakin rendah p< larutan elektrolit maka

akan semakin asam larutan elektrolit tersebut. Seperti yang kita ketahui

larutan yang digunakan pada anodisasi adalah larutan yang bersifat asam.

Asam ini lah yang mempercepat proses pengikisan pori lapisan oksida.

Maka, semakin rendah p< maka akan semakin banyak lapisan oksida/pori

yang terbentuk.

" Kaktu

Semakin lama proses anodisasi maka otomatis semakin tebal lapisan

oksida yang terbentuk. Semakin lama waktu, semakin banyak kesempatan

untuk bisa bereaksi dan berikatan membentuk lapisan oksida.

Laporan Praktikum E

Documents

Transcript of Laporan Praktikum E