batangan pendek, pipa dan kawat, yang dipakai untuk pembuatan tabung electron dan penggunaan dalam industri makanan.
18
2.5 Karakteristik Pengujian Material
2.5.1 Ketebalan
Ketebalan adalah salah satu persyaratan penting dari suatu lapisan hasil elektroplating. Oleh karena itu, dari sekian banyak jenis pengujian yang dilakukan
terhadap hasil plating, pengukuran ketebalan adalah salah satu uji yang harus dilakukan.
Dalam merencanakan pengukuran ketebalan perlu diperhatikan kejelasan pengukuran ketebalan yang diinginkan, yaitu ketebalan rata-rata atau ketebalan pada
lokasi atau titik tertentu yang sangat strategis. Diambil ketebalan rata-rata karena distribusi ketebalan yang serba sama di setiap titik pada suatu permukaan yang dilapisi
jarang sekali bisa dihasilkan dengan proses elektroplating.
10
Perhitungan Berat dan Ketebalan Lapisan Nikel Secara Teoritis: Michael Faraday menemukan hubungan antara produk suatu endapan dari ion
logam dengan jumlah arus untuk mengendapkannya. Hubungan ini dapat diungkapkan dalam Hukum Faraday sebagai berikut:
1. Jumlah bahan yang terdekomposisi saat berlangsung elektrolisa berbanding
lurus dengan kuat arus dan waktu pengaliran dalam larutan elektrolit. Hukum Faraday
2. Jumlah arus yang sama akan membebaskan jumlah ekivalen yang sama dari
berbagai unsur. Pernyataan ini dapat dirumuskan:
W = F
Z B
t I
. .
. 2.1
Dengan: W
: Berat endapan pelapisan gram I
: Arus ampere
Universitas Sumatera Utara
t : Waktu detik
B : Berat atom grmol
Z : Valensi
F : Bilangan Faraday 96.500 Couloumb
Dari rumus tersebut, volume endapan diperoleh dengan perhitungan:
densitas gram
endapan berat
cm volume
3
V = W
2.2 Densitas adalah kerapatan logam pelapis grcm
3
Dengan mengukur langsung permukaan benda kerja, maka ketebalan dapat ditentukan:
S = A
V
S =
A F
Z B
t I
. .
. .
2.3
Jadi, rumus untuk menghitung laju ketebalan adalah sebagai berikut:
1
Ś =
. .
. .
60 .
A F
Z B
I 2.4
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Korosi
Korosi didefenisikan sebagai kerusakan atau penurunan mutu logam karena bereaksi dengan lingkungannya. Secara umum, korosi juga dapat di pahami sebagai
reaksi kimia yang terjadi pada sejumlah logam ataupun logam campuran pada kondisi yang tidak sesuai, yang menyebabkan terjadinya penipisan, pengikisan, kerusakan
atau lubang-lubang pada logam tersebut. Lingkungan yang dapat mempengaruhi laju korosi antara lain; oksigen, kecepatan aliran, temperatur dan konsentrasi media
korosif. Pencegahan korosi dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu; pemilihan material, peningkatan kemurnian logam, pengubahan lingkungan korosif, pemakaian
pelindungpelapisan, proteksi katoda dan anoda.
3
2.5.2.1 Korosi dalam Air atau Lingkungan Berair
Logam terkorosi dalam lingkungan berupa cairan dengan suatu mekanisme elektrokimia yang mencakup pelarutan logam sebagai ion. Kelebihan elektron yang
terbentuk dalam elektrolit akan mereduksi ion hidrogen khususnya dalam larutan asam. Oleh karena itu, laju korosi berkaitan dengan aliran elektron atau suatu arus
listrik. Kedua reaksi yang meliputi oksidasi dimana logam terionisasi dan reduksi terjadi pada lokasi anodik dan katodik di permukaan logam.
Umumnya, permukaan logam terdiri dari lokasi anodik dan katodik, bergantung pada segregasi, struktur mikro, tegangan dan sebagainya. Akan tetapi
bilamana logam direndam sebagian, akan ada pemisahan yang jelas antara daerah anodik dan katodik. Daerah katodik dekat batas permukaan dimana oksigen larut
dengan mudah. Pada bentuk korosi semacam ini biasanya proses pengendali laju adalah aliran pengadaan oksigen di daerah katodik dan bila daerah katoda luas, maka
hal ini sering kali menimbulkan serangan lokal yang cukup gawat di daerah anoda yang kecil, seperti goresan atau celah dan sebagainya.
15
2.5.2.2 Korosi Udara
Kabut dan pengembunan bisa mendatangkan bahaya korosi dari udara karena membasahi seluruh permukaan termasuk yang tersembunyi. Lapisan-lapisan tipis air
dari kabut dan embun tidak akan mengalir dan akan tetap disitu sampai menguap oleh
Universitas Sumatera Utara
hembusan angina tau meningkatnya temperatur. Untuk memulai serangan, selapis tipis air yang tidak kelihatan sudah lebih dari cukup. Kebanyakan logam seperti besi, baja,
nikel, tembaga dan seng mengalami korosi bila kelembaban relatif lebih dari 60 persen. Jika kelembaban lebih dari 80 persen, karat pada besi dan baja menjadi
higroskopik menyerap air dan dengan demikian laju serangan meningkat. Lapisan tipis embun yang terbentuk dari kabut atau dari kelembaban relatif
yang tinggi mudah jenuh dengan oksigen dari udara, karena itu reaksi katodik, pengurangan oksiegen atau pembentukan hidrogen bukan merupakan tahapan penentu
laju dalam proses korosi yang ditimbulkannya. Laju dan tingkat keparahan serangan biasanya ditentukan oleh konduktivitas elektrolit, yang bergantung pada kadar bahan
pengotor yang terlarut. Bahan pengotor ini berbeda-beda, dari karbon dioksida, belerang trioksida, senyawa-senyawa nitrat, hidrogen sulfide dan ion-ion ammonium
di kawasan industri, serta ion-ion klorida di lingkungan laut. Temperatur berpengaruh terhadap korosi udara melalui dua cara. Pertama,
peningkatan temperatur biasanya diikuti oleh peningkatan laju reaksi. Pada temperatur tinggi, kelarutan oksigen berkurang dan karena itu laju reaksi katodik menjadi lebih
rendah sehingga membatasi korosi. Dari lapisan-lapisan tipis dengan pasokan oksigen yang baik dari udara efek pembatasan ini akan kecil. Kedua, perubahan temperatur
berpengaruh terhadap kelembaban relatif dan dapat menyebabkan pengembunan titik embun dew point condensation. Jika temperatur turun lebih rendah dari titik embun,
udara menjadi jenuh dengan uap air dan titik-titik air akan mengendap pada setiap permukaan yang terbuka.
Partikel-partikel padat yang terbawa oleh aliran udara atau gas dapat mengikis cat dan selaput-selaput pelindung pada permukaan logam. Bagian yang rusak akibat
pengikisan ini cenderung terkorosi lebih dahulu begitu elektrolit terbentuk pada permukaannya.
2.5.2.3 Prinsip-prinsip Dasar Pengendalian Korosi
Pengendalian korosi bisa dilakukan dengan berbagai cara tetapi yang paling penting adalah:
a. Modifikasi rancangan,
Universitas Sumatera Utara
b. Modifikasi lingkungan,
c. Pemberian lapisan pelindung,
d. Pemilihan bahan,
e. Proteksi katodik dan anodik.
Laju korosi pada logam dikendalikan oleh proses yang paling lambat dalam sel. Logam tidak dapat terkorosi dan menghasilkan ion-ion lebih cepat dari kecepatan
katoda memanfaatkan elektron-elektron yang dihasilkan, atau kecepatan elektrolit mengangkut arus melalui penghantaran ion.
Sifat-sifat sebuah elektrolit, yang dapat diubah-ubah untuk membatasi keganasannya terhadap permukaan logam. Ion-ion yang terlarut akan mempengaruhi
laju korosi dengan cara: a.
Mengubah kehantaran elektrolit, b.
Memperkuat selaput pasif pada permukaan logam, c.
Mengubah PH.
21
Untuk menghitung laju korosi adalah sebagai berikut : R = 87,6
T A
D W
2.5 dengan :
W : kehilangan berat gr
D : densitas grcm
3
A : luas permukaan cm
2
T : waktu jam
7
2.5.3 Pengukuran Kekerasan Vickers
Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan yang cukup
Universitas Sumatera Utara
kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid seperti ditunjukkan pada gambar.
Angka kekerasan Vickers HV didefinisikan sebagai hasil bagi koefisien dari beban uji F dengan luas permukaan bekas luka tekan injakan dari indentor
diagonalnya A yang dikalikan dengan sin 136°2. Rumus untuk menentukan besarnya nilai kekerasan dengan metode vikers.
11
Gambar 2.2 Kekerasan Vickers Test
HV =
2
2 136
sin 2
d F
HV = 1,854
2
d F
2.6 Dengan :
F : pembebanan kgf
d1 d2 : panjang dari dua diagonal mm
d : panjang diagonal rata-rata mm
Ketika nilai diagonal diketahui, kekerasan Vickers dapat dihitung dengan rumus. Keuntungan dari uji kekerasan Vickers adalah bahwa pembacaan sangat akurat dapat
Universitas Sumatera Utara
diambil, dan hanya satu jenis benda tekan digunakan untuk semua jenis logam dan perawatan permukaan.
19
Hasil-hasil kekerasan Vickers tidak tergantung pada gaya F. Seperti telah diketahui, dengan penggunaan bentuk piramida yang selalu sama, maka pada gaya F
yang lebih besar akan diperoleh suatu luas yang lebih besar yang berbandingan dengan gaya tersebut.
2.5.3.1 Keuntungan dan Kerugian Kekerasan Vickers
Keuntungan pengukuran kekerasan menurut Vickers adalah : 1.
Dengan benda-penekan yang sama kekerasan dapat ditentukan tidak hanya untuk bahan lunak akan tetapi juga untuk bahan keras.
2. Dengan bekas-tekanan yang kecil bahan percobaan merusak lebih sedikit.
3. Pengukuran kekerasan adalah teliti.
4. Kekerasan benda kerja yang amat tipis atau lapisan permukaan yang tipis dapat
diukur dengan memilih gaya kecil. Kerugian pengukuran kekerasan menurut Vickers adalah :
1. Dengan bekas-tekanan yang kecil kekerasan rata-rata bahan yang tidak homogen
tidak dapat ditentukan misalnya; besi tuang. 2.
Penentuan kekerasan membutuhkan banyak waktu, oleh karena penekanan piramida dan pengukuran diagonal bekas tekanan adalah dua pelaksanaan yang
terpisah.
5
2.5.4 Analisa Struktur Mikro
Struktur Mikro ialah sebuah ketentuan yang sangat umum general dimana ini digunakan untuk meliputi suatu jangkauan yang luas dari macam-macam struktural,
dari jangkauan yang luas dari macam-macam struktur bahan itu yang dapat dilihat dari
mata telanjang yang menuju pada jarak antar atom di dalam kisi kristal bahan itu.
Struktur Mikro microstructure meliputi skala dari fenomena struktural yang banyak terdapat dari keikutsertaan ahli scientist bahan dan insinyur teknik material
Universitas Sumatera Utara
dan metalurgi bahan ialah ukuran butiran-butiran dan partikel-partikel, kerusakan kerapatan bahan dan pemisahaan-pemisahaan partikel bahan, pemutusan ikatan skala
mikro, dan pelubangan-pelubangan secara skala mikro.
13
Pada semua cabang metalurgi fisik kegunaan mikroskop sangat besar. Yang sangat sederhana adalah mikroskop cahaya yang terdiri dari tiga bagian pokok; i
lensa pemantul illuminator, untuk memantulkan permukaan logam, ii lensa obyektif, yang mempunyai daya pisah, dan iii lensa mata eyepiece, untuk
memperbesar bayangan yang terbentuk oleh lensa obyektif. Pengujian mikroskopik dari suatu benda uji yang mewakili suatu logam,setelah pemolesan dan kemudian
dietsa dengan bantuan larutan kimia yang sesuai dapat memberikan banyak gambaran seperti keteraturan dan ukuran butir, distribusi fase, hasil deformasi plastik dan
eksistensi dari pengotor dan cacat-cacat. Proses kimia atau etsa permukaan, mula-mula memperlihatkan batas butir, tapi
lebih lanjut etsa akan memperlihatkan bayangan yang berbeda antara satu butir dengan butir yang lain, hal ini menunjukkan bahwa larutan etsa tidak mengikis permukaan
logam seluruhnya melainkan sepanjang bidang-bidang kristalografi tertentu. Bagian yang memilki orientasi yang sama kemudian terdapat dalam satu butir, dan karena
setiap butir memiliki orientasi yang berbeda dari butir-butir di sekitarnya, setiap butir akan memantulkan sinar ke lensa obyektif pada mikroskop dan hasilnya akan timbul
sinar.
15
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Peralatan dan Bahan - Bahan
3.1.1 Peralatan
1. Rectifier
Berfungsi sebagai pengubah arus listrik dari arus AC ke DC dan dilengkapi dengan pengontrol tegangan volt dan arus ampere yang mengalir dalam
katoda dan anoda.
2. Wadah
Berfungsi untuk tempat larutan elektrolit, larutan pencuci dan air pembilas. 3.
Rak atau barrel tembaga Berfungsi sebagai tempat untuk meletakkan barang yang akan dilapis katoda.
4. Kertas Pasir CC 320
Berfungsi untuk membersihkan permukaan baja. 5.
Termometer Berfungsi sebagai alat ukur suhu elektrolit.
6. Gelas Ukur
Berfungsi sebagai pengukur larutan elektrolit. 7.
Pengaduk Kaca Berfungsi sebagai pengaduk larutan elektrolit.
8. Kompor Listrik
Berfungsi sebagai pemanas larutan elektrolit dalam proses pelapisan. 9.
Electronic balance JP-160 Berfungsi untuk menimbang massa bahan sebelum dan sesudah dilapisi.
10. Vickers Hardeness Tester merek Matsuzawa Seiki
Berfungsi sebagai alat untuk menguji kekerasan sampel. 11.
Microscope Optic merek Olympus PM-10AD Berfungsi sebagai alat untuk melihat struktur mikro dari sampel.
Universitas Sumatera Utara