KARAKTERISTIK MORFOLOGI PERMUKAAN DAN SIFAT MAGNETIK LAPISAN NiFe HASIL ELEKTRODEPOSISI

Disusun Oleh : PRIHANTO HSBR

NIM. M0206058

SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

Januari, 2012

commit to user

Skripsi dengan judul : KARAKTERISTIK MORFOLOGI PERMUKAAN DAN SIFAT

NiFe HASIL ELEKTRODEPOSISI Yang ditulis oleh :

Nama

: Prihanto HSBR

NIM

: M0206058

Telah di uji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada Hari

Tanggal

Halaman Pengesahan :

1. Dra. Riyatun, M.Si. (Ketua) ...................................

NIP. 19680226 199402 2 001

2. Dr. Eng. Risa Suryana, S.Si., M.Si. (Sekretaris).………………….... NIP. 19710831 200003 1 005

3. Dr. Eng. Budi Purnama, S.Si., M.Si. (Anggota/Pembimbing Utama) ............

NIP. 19731109 200003 1 001

4. Candra Purnawan, S.Si, M.Sc. (Anggota/Pembimbing Pendamping) ..…...... NIP. 19800630 200501 1 001

Disahkan oleh Ketua Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta

Ahmad Marzuki, M.Si, Ph.D NIP. 191680508 199702 2 001

commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “KARAKTERISTIK MORFOLOGI PERMUKAAN DAN SIFAT MAGNETIK LAPISAN NiFe HASIL ELEKTRODEPOSISI ” adalah hasil kerja saya atas arahan pembimbing dan sepengetahuan saya hingga saat ini, isi skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapat gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya,

jika ada maka telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terima kasih. Isi skripsi ini boleh dirujuk atau difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.

Surakarta, 20 Januari 2011

PRIHANTO HSBR

commit to user

2.3.8. Distribusi Arus ..................................................................

2.3.9. Daya Lontar Ion/Daya Tembus (Throwing Power) ..........

2.3.10. Epitaxy dan leveling ........................................................

2.3.11. Perlakuan Awal (Pretreatment) Sebelum Elektroplating ........

2.5. Lapisan Tipis NiFe............................................................................

2.6. X-Ray Fluorescence (XRF) Spectrometry.................................................

2.7. Hukum Faraday..................................................................................

2.8. Material Magnetik..............................................................................

2.3.1. Material Diamagnetik ………..............................................

2.3.2. Material Paramagnetik..........................................................

2.3.3. Material Feromagnetik.....................................................

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Metode Penelitian........................................................................................

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian...................................................................

3.3. Alat dan Bahan.........................................................................................

3.3.1. Alat untuk Pembuatan Lapisan Tipis NiFe .......................

3.3.2. Alat untuk Karakterisasi Lapisan Tipis NiFe ...................

3.3.3. Bahan untuk Pembuatan Lapisan Tipis NiFe ....................

3.4 Prosedur Percobaan ....................................................................................

3.4.1. Persiapan Substrat ...........................................................................

3.4.1.1. Pemotongan Plat Tembaga ......................................

3.4.1.2. Pemolesan Plat Tembaga Secara Mekanik (Mechanical Polishing) ...........................................

3.4.1.3. Perlakuan Awal (Pretreatment Elektroplating) Plat Tembaga Secara Kimiawi Sebelum Elektroplating NiFe..................................................

3.4.2. Elektrodeposisi .......................................................................

commit to user

xii

Elektroplating NiFe ................................................

3.4.3. Karakterisasi ...........................................................................

3.4.4. Analisa ................................................................................

3.5 Teknik Pengumpulan dan Analisa Data ..........................................

3.5.1. Teknik Pengumpulan Data ...................................................

3.5.2. Teknik Analisa Data .............................................................

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Pre-treatment ..................................................................................

4.2. Laju elektrodeposisi …………………………………….….……….

4.3. Analisis Komposisi NiFe..........................................................................

4.4. Tekstur Morfologi Permukaan Lapisan NiFe..........................................

4.4. Hasil Karakterisasi Magnetik …………............................................

BAB V PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 58 LAMPIRAN-LAMPIRAN.............................................................................. 61

commit to user

xiii

halaman Tabel 2.1. Kemungkian Paduan-paduan yang Terbentuk dari Elemen

Ni dan Fe ....................................................................................

Tabel 3.1. Formula Bak Sulfat Desain untuk Elektrolit Copper Strike ........

Tabel 3.2. Formula Bak Elektroplating NiFe ...............................................

36 Tabel 4.1. Karakter Tekstur Permukaan Hasil Copper-copper Srike Plating

pada Suhu 27C, t = 2 menit .........................................................

41 Tabel 4.2. Data Berat Lapisan NiFe pada Beberapa Variasi Arus pada Suhu 27 ° 𝐶, t=25 Menit ................................................................

Tabel 4.3. Data Hubungan antara Rapat Arus dengan Laju Deposisi ...........

43 Tabel 4.4. Hasil Perhitungan Komposisi Kandungan Ni dan Fe pada Lapisan NiFe ...............................................................................

Tabel 4.5. Karakter Tekstur Permukaan Hasil Elektroplating NiFe pada

Suhu 27 ° C , t = 25 menit ...............................................................

commit to user

xiv

halaman

Gambar 2.1. Skema Sel Elektrolisis untuk Deposisi Logam Cu dari Bak Sulfat

9 Gambar 2.2. Teori Deposisi Ion Logam ............................................................. 10 Gambar 2.3. Ilustrasi Karakter Leveling Deposit Elektroplating ......................... 16 Gambar 2.4. Loncatan Elektron ........................................................................... 20 Gambar 2.5. Alat XRF ........................................................................................ Gambar 2.6. Induksi magnetik (H) dan momen magnet material iiiiiiiiiiiiiiiiiiiii …………… diamagnetik saat a)Tanpa medan luar; b) diberi medan luar....... Gambar 2.7. Orientasi momen magnet material paramagnetik bila tidak dikenai medan luar medan luar ………………………………………………………… Gambar 2.8. Orientasi momen magnet material paramagnetik bila dikenai

medan luar …………………………………………………………

Gambar 2.9. Arah domain material feromagnetik tanpa medan luar …………… Gambar 2.10. Pengaruh suhu terhadap sifat bahan feromagnetik ………………. Gambar 2.11. Arah momen magnet material feromagnetik saat B = 0 dan saat

diberi medan magnet luar B ……………………………………..

Gambar 2.12. Konfigurasi elektron pada sub kulit 3d untuk besi (Fe) …………. Gambar 2.13. Konfigurasi elektron pada sub kulit 3d untuk nikel (Ni) ………... Gambar 2.14. Liku Histerisis Material Feromagnetik ………………………….. Gambar 3.1. Gambar Alur Penelitian ..................................................................

34 Gambar 3.2. Foto Alat Elektroplating ………………………………………..… 37 Gambar 3.3. Foto Alat STM …………………………………………………… 39 Gambar 4.1. Hasil Fotografi Bentuk Fisik Permukaan Copper-copper Strike

plating untuk Beberapa Variasi Rapat Arus ..................................

Gambar 4.2. Kurva Hubungan antara Rapat Arus dengan Laju Deposit NiFe

Gambar 4.3. Grafik Laju Deposisi V Sebagai Fungsi Massa Tambahan Bahan

Aditif Vanilin …….........................................................................

Gambar 4.4. Grafik Laju Deposisi V Versus Prosentase Komposisi Ni Pada

Lapisan Tipis NiFe Hasil Elektroplating .......................................

commit to user

: 0, 62…………………………………………………………….. Gambar 4.6. Spektra Hasil Uji XRF untuk Ni x Fe y Untuk Komposisi x : y = 0,51 : 0,49 …………………………………………………………….. Gambar 4.7. Spektra Hasil Uji XRF untuk Ni x Fe y Untuk Komposisi x : y = 0,62 : 0, 38…………………………………………………………….. Gambar 4.8. Spektra Hasil Uji XRF untuk Ni x Fe y Untuk Komposisi x : y = 0,69 : 0,31 …………………………………………………………….. Gambar 4.9. Spektra Hasil Uji XRF untuk Ni x Fe y Untuk Komposisi x : y = 0,95 : 0,05 ……………………………………………………………..

49 Gambar 4.10. Hasil Penggambaran STM Permukaan Lapisan Tipis Ni x Fe 1-x

(x=0,51) Hasil Elektrodeposisi dengan J = 6 mA/cm 2 ..................

Gambar 4.11. Tipikal Morfologi Permukaan Lapisan Tipis NiFe Hasil Scan

STM untuk Sampel dengan Variasi Rapat Arus... ………...……..

Gambar 4.12. Tipikal Perubahan Morfologi Permukaan Lapisan Tipis Hasil

Scan STM untuk Perlakuan dengan Penambahan Bahan Aditif Vanilin ………………………………………………………….

53 Gambar 4.13. Kurva Hysteresis Lapisan Tipis NiFe dengan Variasi (a) Komposisi dan (b) Rapat Arus J …………………………….

Gambar 4.14. Medan Koersif H c Sebagai Fungsi

(a) Prosentase Ni dan (b) Rapat Arus J ………………………… Gambar 4.15. Magnetisasi Jenuh m s Sebagai Fungsi (a) Prosentase Ni dan (b)

Rapat Arus J ………………………………………

commit to user

xvi

halaman

LAMPIRAN I. Data Pengukuran Berat Lapisan NiFe ........................... LAMPIRAN II. Foto fisik Lapisan NiFe ................................................ LAMPIRAN III. Foto fisik Lapisan NiFe dengan Tambahan Zat Aditif..

LAMPIRAN IV. Perhitungan........................................................................

commit to user

MAGNETIK LAPISAN NiFe HASIL ELEKTRODEPOSISI

PRIHANTO HSBR Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret ABSTRAK

Telah dilakukan fabrikasi lapisan NiFe dengan metode elektroplating di atas substrat PCB. Platina digunakan sebagai elektroda pada proses elektrodeposisi. Sebelum lapisan NiFe ditumbuhkan, dilakukan perlakuan pendahuluan Cu striking. Hasil lapisan NiFe dikarakterisasi komposisi, morfologi permukaan dan sifat magnetik. Analisis lapisan NiFe dengan x-ray fluorescence memperlihatkan modifikasi resep bahan elektrolit elektroplating efektif untuk memperoleh variasi komposisi yang berbeda. Sedangkan hasil analisis morfologi permukaan lapisan NiFe dengan scanning tunnelling microscopy (STM) memperlihatkan proses penumbuhan lapisan dipengaruhi oleh rapat arus (J), komposisi NiFe dan bahan aditif. Akhirnya karakterisasi magnetik dengan vibrating sample magnetometer (VSM) menegaskan karakteristik magnetik lapisan tipis yang terbentuk sangat dipengaruhi komposisi dan rapat arus (J) ketika preparasi sampel.

Kata kunci: lapisan NiFe, x-ray fluorescence, scanning tunnelling microscopy, vibrating sample magnetometer

commit to user

AND MAGNETIC PROPERTIES OF NiFe LAYERS OF ELECTRODEPOSITING RESULT PRIHANTO HSBR

Physics Department of Mathematics and SciencesFaculty

Sebelas Maret University ABSTRACT

A fabrication of the NiFe layers by the electroplating method has been

done on the PCB substrate. Platinum is used as an electrode in the electrodepositing process. Prior to NiFe layers were grown, the pretreatment of Cu striking was performed. The results of NiFe layers characterized composition, surface morphology and magnetic properties. Analysis of a layer of NiFe with x- ray fluorescence shows the modification recipes electroplating electrolyte materials effective to obtain the variation of different composition. While the results of the surface morphology analysis of NiFe layer with scanning tunneling microscopy (STM) shows that the process of growing a layer is affected by the current density (J), the NiFe composition and additives element. Finally, magnetic characterization by vibrating sample magnetometer (VSM) confirmed the magnetic characteristics of the layer that be formed greatly influenced by the composition and current density (J) when the sample preparation.

Key words: layer of NiFe, x-ray fluorescence, scanning tunneling microscopy, vibrating sample magnetometer

commit to user

Lebih Baik Bertindak Daripada Berencana

Inginkanlah sesuatu yang besar dan lakukanlah

mulai dari hal-hal kecil dengan ikhlas

Prihanto HSBR

commit to user

vii

Puji syukur kepada Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi.Sholawat dan salam senantiasa penulis hanturkan kepada Rosulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat manusia.

Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan gelar sarjan sarjana sains ini penulis beri judul "Karakteristik Morfologi Permukaan Dan Sifat Magnetik Lapisan Nife Hasil Elektrodeposisi". Terselesaikannya skripsi ini adalah suatu kebahagiaan bagi saya. Setelah sekitar dua semester penulis harus berjuang untuk bisa menyelesaikan skripsi ini tepat waktu. Dengan segala suka dan dukanya, pada akhirnya skripsi ini terselesaikan juga. Kepada berbagai pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini penulis ucapkan terima kasih. Atas bantuannya yang sangat besar selama proses pengerjaan skripsi ini, ucapan terima kasih secara khusus penulis sampaikan kepada :

1. Bapak Dr. Eng. Budi Purnama, S.Si.,selaku pembimbing I, yang telah mendampingi selama penelitian dan memberikan bimbingan dalam penyusunan skripsi.

2. Bapak Candra PurnawanS.Si, M.Sc selaku pembimbing II,yang telah sabar memberikan bimbingan dan saran dalam penyelesaian skripsi.

3. Bapak Mohtar Yunianto, S.Si, M.Si selaku pembimbing akademik yang selalu memberikan motivasi dan memberikan saran dalam penyelesaian skripsi.

4. Mas hadi, Gunawan, Hana W, Suryono terima kasih untuk semua bantuannya.

5. Semua teman fisika angkatan 2006 seperjuangan yang senantiasa membantudan memberi motivasi.

6. Semua pihak yang telah membantu penulis sehingga laporan penelitian ini dapat terselesaikan dengan baik.

commit to user

viii

penulis, mendapatkan balasan yang lebih baik dari Allah SWT. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Semoga hasil penelitian ini mampu bermanfaat bagi pembaca guna penelitian selanjutnya.

Surakarta, 15 Desember 2011 Penulis

Prihanto HSBR

commit to user

Dengan penuh rasa syukur yang tulus, sebagai ungkapan terima kasih, karya ini kupersembahkan kepada:

 Allah SWT, atas rahmat yang Engkau berikan.  Rosulullah Muhammad SAW, penyampai kebenaran yang hakiki.  Bapak dan Ibu, atas kasih sayang dan pengorbanannya.

Doa’kan putramumenjunjung nama keluarga dan berhasil meraih cita-cita, serta bermanfaat bagi sesama. Amin

 Kakakku Heri Dieqi R dan Adikku Ismail Dika R.  Sahabat OG  Bapak/ Ibu Dosen yang saYa hormati.  Almamaterku, Universitas Sebelas Maret.

commit to user

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Seiring dengan berkembangnya ilmu dan teknologi berbagai macam penelitian dilakukan untuk memenuhi kebutuhan manusia. Salah satunya adalah penelitian mengenai pembuatan lapisan tipis magnetik, yaitu lapisan tipis yang memiliki sifat-sifat magnetik. Salah satu bahan feromagnetik adalah paduan antara Ni dan Fe. Secara umum, paduan NiFe memiliki sifat yang unggul yaitu karakter koefisien ekspansi termal rendah, suhu Curie tinggi dan memiliki magnetostriksi rendah (Jiles, 1998).

Karakter utamanya, NiFe merupakan material soft magnetic dengan medan koersif kecil dan memiliki permeabilitas besar sehingga mampu merespon gelombang dengan frekuensi tinggi. Lapisan NiFe dengan komposisi 45/45, akhir- akhir ini banyak dikaji peneliti karena berpotensi sebagai bahan dasar mikro induktoryang menjadi kata kunci transfer data nirkabel pada teknologi informasi.

Banyak ragam metode penumbuhan lapisan tipis yang telah diketahui, antara lain evaporator, sputtering, maupun elektroplating. Pada penelitian ini elektroplating dipilih sebagai metode penumbuhan lapisan tipis karena kemudahan metodenya dan murah dibandingkan metode lainnya. Sedangkan karakteristik lapisan tipis yang terbentuk, seperti komposisi, ukuran butiran, kehalusan, kekerasan dan sebagainya, dapat ditentukan dengan mengatur parameter-parameter elektrodeposisi (Giorudi, 2004). Dewasa ini, elektroplating juga diaplikasikan dalam produksi lapis tipis alloy (material paduan dua logam atau lebih) (Giorudi, 2004).

Pada penelitian ini, akan dikaji penumbuhan lapisan tipis paduan NiFe dengan metode elektrodeposisi pada substrat lempeng Cu printed circuit board (PCB). Untuk memperoleh variasi karakteristik lapisan NiFe, maka parameter deposisi (konsentrasi, rapat arus) dimodifikasi. Sedangkan karakterisasi lapisan tipis yang diperoleh meliputi karakteristik komposisi dengan menggunakan x-ray fluorosense (XRF) dan morfologi mikro stuktur dengan scanning tunneling

commit to user

microscopy (STM). Akhirnya, karakteristik magnetik lapisan yang terbentuk menggunakan vibrating sample magnetometer (VSM).

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimanakah morfologi mikrostuktur dan karakteristik magnetik lapisanpaduan NiFe hasil elektrodeposisi pada substrat PCB?

1.3. Batasan Masalah

Masalah yang ditentukan pada penelitian ini adalah tentang morfologi dan sifat magnetik NiFe hasil elektrodeposisi paada suhu kamar.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalahsebagai berikut:

1. Memperoleh lapisan NiFe dengan cara metode elektrodeposisi.

2. Menentukan komposisi lapisan NiFe yang terbentuk.

3. Menentukan mikrostruktur permukaan lapisan NiFe yang terbentuk.

4. Menentukan karakteristik magnetik lapisan NiFe hasil elektroplating.

1.5. Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :

1. Menguasai teknologi tahap awal untuk menghasilkan material yang mempunyai sifat-sifat unggul dalam sifat-sifat kemagnetan.

2. Membuka jalan penelitian lebih lanjut mengenai lapisan NiFe hasil elektrodeposisi dan aplikasi-aplikasinya.

commit to user

1.6. Sistematika Penulisan

Laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN, berisi latar belakang masalah, perumusan

masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI, berisi teori-teori dasar yang digunakan sebagai landasan penelitian. BAB III METODOLOGI PENELITIAN, berisi metode penelitian, waktu dan tempat pelaksanaan penelitian, alat dan bahan yang diperlukan serta langkah- langkah dalam penelitian.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN, berisi hasil penelitian dan pembahasan yang akan dibahas sesuai dengan acuan dasar teori yang berkaitan dengan penelitian.

BAB V PENUTUP, berisi simpulan dan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut dari skripsi ini. Pada bagian akhir skripsi ini disertai dengan daftar pustaka dari bahan kajian pustaka dan lampiran hasil-hasil penelitian.

commit to user

DASAR TEORI

2.1. Elektrolisis Elektrolisis didefinisikan sebagai suatu proses yang menyebabkan

terjadinya reaksi oksidasi-reduksi non spontan, dengan cara pemberian arus listrik listrik diberikan dalam sel elektrosis, elektron memasuki larutan melalui kutub

negatif (katoda) menuju kutub positif (anoda). Unsur tertentu didalam larutan akan menyerap elektron dari katoda mengalami reduksi. Sementara itu, unsur yang lain melepaskan elektron dari anoda dan mengalami oksidasi. Terdapat banyak aplikasi dari elektrolisis, salah satunya adalah elektroplating, yaitu proses pengendapan (deposisi) suatu logam secara elektrolisis, dimana deposit (endapan) logam tersebut melekat pada suatu elektroda, dengan tujuan untuk melindungi dan melapisi permukaan elektroda dengan sifat dan dimensi yang berbeda (ASTM B 374-96).

Potensial sel elektrokimia sangat berhubungan dengan nilai aktivitas suatu produk ataupun reaktan, dan secara tidak langsung berhubungan dengan konsentrasi molar. Karena hubungan aktivitas dan konsentrasi ditunjukkan persamaan berikut:

a x = γ x [X] .............................................................................. (2.1)

Keterangan : a x

= nilai aktivitas suatu zat X γ x = koefisien aktivitas suatu zat X

[X]

= konsentrsai molar zat X

Namun,dalam beberapa kasus, akan lebih baik jika diasumsikan

koefisien aktivitas mendekati nilai satu ( γ x ≈ 1), sehingga didapat nilai aktivitas sama dengan nilai molaritas. Sehingga Persamaan (2.1) menjadi :

a x = [X] ......................................................................................................(2.2)

commit to user

ketika larutan encer, γ x adalah koefisien aktivitas, yang nilainya bergantung pada kekuatan ion atau ionic strenght (μ). Harga μ ditentukan oleh persamaan dibawah:

μ=

(M 1 Z 1 2 + M 2 Z 2 2 + M 3 Z 3 3 + .....) ....................................... .....(2.3) Simbol M 1 , M 2 , M 3 menunjukkan konsentrasi molar berbagai ion yang terdapat

dalam sistem larutan; sedangkan Z 1 ,Z 2 ,Z 3 adalah muatan (lisrik) masing-masing

ion. Persamaan (2.3) selanjutnya digunakan dalam menentukan nilai koefisien aktivitas, sebagaimana dirumuskan dalam persamaan Debye-Huckel berikut :

- log γ x = 0,509 𝑍 𝑥 2 𝜇

1+3,28 𝛼 𝑥 𝜇

........................................................................(2.4)

Keterangan : γ x

= Koefisien aktivitas ion X Z x = Jumlah muatan X

= Kekutan ion larutan α x = Garis tengah efektif ion X (Å)

Jika nilai μ mendekati nol (μ < 0,01), maka Persamaan Debye-Huckel (2.4) menjadi :

- log γ x = 0,509 Z x 2 (μ)% ..........................................................................(2.5)

(Hendrayana, 1994 ). Berikut contoh yang menunjukkan nillai aktivitas reaktan dan produk mempengaruhi potensial elektroda, sebagaimana diilustrasikan oleh persamaan (2.6) reaksi berikut:

2 AgCl + H 2(g)  2 Ag (s) + 2Cl - + 2H + ...................................(2.6) Konstanta K kesetimbangan untuk persamaan reaksi (2.6) adalah :

Dengan a 2 merupakan nilai aktivitas dari berbagai unsur didalam larutan, sedangkan P 2 H+ merupakan tekanan parsial dari gas hidrogen (dalam satuan atm).

commit to user

a Ag = 𝑎 2 AgCl=1 , maka persamaan (2.7) menjadi : K=

𝑎 2 𝐻+ . 𝑎 2 𝑐𝑙− 𝑃 2 𝐻+

.......................................................................................(2.8)

Merupakan hal yang juga penting untuk menentukan nilai Q kedua, berdasarkan kasus pada Persamaan (2.8) di atas, maka akan diperoleh persamaan berikut :

Tanda ipada Persamaan (2.9), menunjukkan bahwa kondisi tersebut merupakan nilai aktivitas seketika bukan aktivitas kesetimbangan. Nilai Q tidak konstan, melainkan akan selalu berubah hingga mencapai kondisi setimbang (sehingga nilai Q berubah menjadi K).

Secara termodinamika, perubahan energi bebas (∆G) untuk reaksi suatu sel elektrokimia, ditunjukkan oleh persamaan berikut: ∆G = RT ln Q-RT ln K ...........................................................................(2.10) Keterangan : R = tetapan gas, harga R= 8.314 Jmol -1 K -1 .

T = suhu dalam satuan Kelvin (K). Q = kuantitas aktivitas yabg terlibat dalam reaksi. K = konstanta kesetimbangan reaksi.

Sedangkan hubungan antara energi bebas dengan potensial sel ditunjukkan oleh persamaan berikut : ∆G = nFE sel ............................................................................................(2.11) Keterangan :

F = bilangan Faraday, harga F = 96487 Coulomb/mol = jumlah elektron yang terlibat (diserah-terimakan) dalam reaksi redoks. n Jika persamaan (2.11) disubstitusikan kedalam Persamaan (2.10) maka menjadi : -nFEsel = RT ln Q – RT ln K

Esel =

𝑅𝑇

𝑛𝐹 𝑙𝑛 𝐾 − 𝑅𝑇 𝑛𝐹 𝑙𝑛 𝑄 .......................................................................... (2.12) Atau jika diubah dalam bentuk logaritma, maka akan diperoleh persamaan

berikut:

commit to user

E sel = 2,303 𝑅𝑇

𝐿𝑜𝑔 𝑄 ...................................................... (2.13) Dalam keadaan standar:T =25 o

C (298,15 K), P =1 atm, konsentrasi ion 1M

dengan dan F = 96487 dan kesetimbangan reaksi, maka akan didapatkan nilai potensial standar sel E o sel yang nilainya konstan, sebagaimana ditunjukkan oleh persamaan berikut:

E o sel = 2,303 𝑅𝑇

𝑛𝐹

Log K ...............................................................................(2.14) Apabila persamaan (2.14) disubstitusikan kedalam persamaan (2.13),

maka akan diperoleh persamaan berikut:

E sel =E o sel - 2,303 𝑅𝑇

𝑛𝐹

log Q ....................................................................... (2.15)

dengan memasukkan nilai R = 8,316 Jmol -1 K -1 , T=298 K, F= 96487, maka kan diperoleh persamaan berikut:

E sel =E o sel - 0,0592

log Q .......................................................................... (2.16)

Jika terdapat suatu persamaan reaksi : aA + bB + ... ↔ gG +hH + ...... maka potensial sel dari persamaan reaksi tersebut dirumuskan sebagai berikut:

E sel =E o sel − 0,0592

Persamaan reaksi sel (2.6) diasumsikan terdiri dari dua buah reaksi setengah sel, sebagaimana ditunjukkan persamaan berikut:

2 AgCl (s) + 2e  2 Ag (s) + 2 Cl - ........................................................ (2.18) dan

2H + + 2e  H 2(g ) ............................................................................... (2.19) dengan demikian, potensial sel juga merupakan susunan dari kedua potensial setengah reaksi di atas. Potensial sel didefinisikan sebagai beda (selisih) dari kedua potensial setengah reaksi,potensial katoda dikurangi potensial anoda, ditunjukkan oleh persamaan berikut:

E sel =E katoda - E anoda ................................................................................(2.20) Keterangan: E sel = Potensial sel total (V)

E katoda = Potensial setengah sel pada katoda (V)

E anoda = Potensial setengah sel pada anoda (V)

commit to user

elektrolisis, dibutuhkan suatu gaya dorong (driving force) untuk mengatasi hambatan (resistansi) ion-ion ketika melaju menuju anoda dan katoda. Gaya ini mematuhi hukum ohm, sering juga disebut dengan istilah ohmic potential atau IR drop, sehingga potensial sel (2.20) menjadi:

E sel =E katoda - E anoda – IR .............................................................................(2.21) Keterangan: I = kuat arus yang melewati sistem larutan (A)

R = hambatan (resistansi) larutan (Ω) Berdasarkan hukum ohm pada persamaan (2.21), seharusnya kurva

hubungan arus voltase (potensial) berupa suatu garis lurus (linier). Namun dalam prakteknya (percobaan electrodaliytical) terdapat penyimpangan (bukan berupa garis linier).Hal ini dapat disebabkan karena katoda atau anoda (salah satu maupun keduanya) mengalami polarisasi.

Derajat polarisasi suatu elektroda dinyatakan dengan overvoltage (tegangan tambahan) dengan simbol η. Overvoltage merupakan perbedaan antara potensisal nyata dengan potensial teoritis (termodinamika), yang dirumuskan oleh persamaan berikut: η=E-E q ......................................................................................................(2.22) Nilai E (potensial nyata) selalu lebih kecil daripada E q (potensial Iequilibrium/kesetimbangan termodinamika), sehingga η akan selalu bertanda negatif. Dengan kata lain, overvoltage selalu mengurangi nilai potensial termodinaika (E q ) suatu sel. Keberadaan overvoltage ini menyebabkan persamaan potensial sel (2.21) menjadi :

E sel =E katoda - E anoda +η total – IR .................................................................(2.23)

Dimana overvoltage tersebut dapat disebabkan oleh polarisasi konsentrasi maupun polarisasi kinetik, sehingga Persamaan (2.23) dapat dijabarkan sebagai berikut:

E sel =E katoda - E anoda + (η cc +η ck +η ac +η ak ) – IR ......................................(2.24) Keterangan :

η cc (cathodic concetration) = overvoltage akibat polarisasi konsentrasi pada kanoda η ck (cathodic kinetic)

= overvoltageakibat polarisasi kinetik pada kanoda

commit to user

η ac (anodic concetration) η ak (anodic kinetic)

= overvoltage akibat polarisasi kinetik pada anoda

Jika nilai E sel bertanda negatif, menunjukkan reaksi berjalan non spontan (tidak serta-merta), artinya perlu pemberian energi listrik dari luar agar dapat terjadi reaksi oksidasi-reduksi. Di dalam sel elektrolisis, istilah E sel pada persamaan (2.24) lebih tepatnya sering diganti dengan istilah E appl , yaitu potensial (dari sumber luar) yang diberikan pada sebuah sel elektrolisis sehingga arus listrik dapat melewati resistensi (hambatan) sistem sel tersebut (Skoog dkk., 1995).

2.2. Teori Proses Deposisi logam

Elektroplating sering juga disebut dengan istilah elektrodeposisi (electrodeposition), bentuk singkatan dari electrolytic deposition. Proses tersebut menggunakan arus listrik untuk mereduksi ion logam dari larutan dan dilapiskan pada suatu material substrat (http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/art-e01- electroplat.htm ).

Gambar 2.1. Skema Sel Elektrolisis untuk Deposisi Logam Cu dari Bak Sulfat(http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/art-e01 electroplat.htm ).

Sistem larutan diatas (Gambar 2.1), mengandung kation Cu dan anion sulfat, serta menggunakan katoda maupun anoda dari logam Cu. Di bawah pengaruh medan listrik eksternal, ion Cu 2+ bermigrasi menuju katoda kemudian

commit to user

persamaan reaksi berikut: Katoda: Cu 2+ + 2e = Cu 0 ........................................................... (2.25)

Sementara Cu dari anoda larut kedalam larutan untuk menjaga netralitas, ditunjukkan persamaan reaksi berikut:

Anoda : Cu = Cu 2+ + 2e ..............................................................(2.26) Namun jika anoda yang digunakan berasal dari logam mulia (misal platina), maka reaksi pada anoda merupakan reaksi oksidasi air, ditunjukkan persamaan reaksi berikut:

2H 2 0 = 4H + +O 2 + 4e .................................................................(2.27)

Dalam kondisi seperti itu, seiring bertambahnya durasi elektrolisis konsentrasi ion sulfat tidak mengalami perubahan, sementara konsentrasi ion Cu 2+ akan menurun dan konsentrasi ion H + akan meningkat (http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/ art-e01-electroplat.htm ).

Gambar 2.2. Teori Deposisi Ion Logam (http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/

art-e01-electroplat.htm) .

commit to user

seperti pada Gambar 2.1, melainkan lebih rumit. Di bawah pengaruh potensial (yang diberikan), ion-ion akan tertata ulang didekat permukaan elekroda yang menghasilkan suatu zona electrical double layer yang disebut dengan istilah helmholtz double layer, kemudian diikuti oleh pembentukan difusi lapisan sebagaimana ditunjukkan Gambar 2.2. Penjelasan proses deposisi logam terjadi menurut Gambar 2.2. adalah :

a. Ion-ion metal-hydrate didalam larutan bermigrasi dari bulk menuju zona gouy chapman layer. Proses ini disebut istilah mass transfer, yang dipengaruhi oleh

3 faktor:arus (gaya elektrostatik), difusi konsentrasi, dan konveksi (misal: jika diberi perlakuan pengadukan).

b. Ketika ion metal- hydratememasuki zona difusi (difussion layer), maka molekul air dari ion hidrat terebut bersekutu. Kemudian setelah itu metaltersebut terlepas dari hydrate-nya, dan memasuki daerah helmholtz double layer.

c. Ion-ion yang telah kehilangan molekul airnya (dehydranted ions) kemudian dinetralkan/dirduksi dan selanjutnya teradsorp pada permukaan katoda.

d. Atom yang teradsorp kemudian bermigrasi atau berdifusi menuju titik pertumbuhan pada permukaan katoda.

(http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/art-e01-electroplat.htm). Berdasarkan teori elektrodeposisi, pergerakan ion logam menuju katoda dipengaruhi oleh kontituen-konstituen yang terdapat dalam bak elektroplating, diantaranya:anion, senyawa ligan, molekul hydrate, surfaktan maupun brightener (dari persenyawaan organik). Semakin banyak konsentrasi ion ligan kompleks/hydrate/anion/surfaktan/brightener di dalam larutan, maka pergerakan ion logam menuju katoda akan semakin lambat. Ketika pergerakan deposisi ion logam menjadi lambat (tidak terlalu cepat), akan dihasilkan deposit yang baik (fine grain) dan cerah. Dengan kata lain, konsentrasi ion logam yang rendah di dalam bak elektropating dibutuhkan untuk memproduksi kristal kecil (fine grain) dan lembut (smooth), sehingga lapisan plating akan terlihat cerah (http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/art-e01-electroplat.htm).

commit to user

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi proses elektroplating antara lain:

2.3.1. Rapat arus (Current Density)

Dalam praktek elektroplating besaran yang perlu diperhatikan adalah rapat arus yaitu arus per satuan luas permukaan benda kerja, biasanya dinyatakan dalam

ampere/dm 2 (A/dm 2 ) atau ampere/cm 2 (A/cm 2 ) atau ampere/foot (A/ft 2 ). Rapat arus dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

I J=

A ............................................................................................. (2.28) Keterangan: J= Rapat arus (current density)

I = Arus listrik

A = Luas permukaan Rapat arus antara anoda dan katoda besarnya berbeda dan rapat arus katoda merupakan besaran yang perlu diperhatikan agar kualitas endapan pada katoda berkualitas baik (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

Rapat arus terlalu rendah menyebabkan pelepasan ion menjadi lambat, idealnya laju pertumbuhan deposit permulaan (initial stage deposition) lebih cepat daripada laju pembentukan deposit baru (deposisi berikutnya). Maka pada kondisi tersebut, kemungkinan deposit berupa kristal yang kasar (karena deposisi permulaan belum sempurna selesai tetapi sudah disusul deposisi berikutnya). Sedangkan ketika rapat arus mulai dinaikkan, maka laju pembentukan kristal deposit (nuclei) permulaaan mulai mengalami peningkatan, sehingga kemungkinan deposit menjadi lebih fine-grained (berbentuk butiran yang bagus) (Glastone, 1962).

Kondisi rapat arus jika terlalu tinggi, menyebabkan polarisasi konsentrasi yakni zona larutan di sekitar katoda akan dikosongkan dari ion-ion, maka akan muncul kecenderungan pertumbuhan pada zona yang lebih tinggi konsentrasinya. Sehingga pertumbuhan deposit akan berupa gerombolan-gerombolan kecil kristal, menyerupai pohon-pohon (Glastone, 1962). Rapat arus yang terlalu tinggi juga dapat menyebabkan timbulnya panas, sebagai konsekuensi konversi energi listrik menjadi energi panas. Akibat selanjutnya, dapat menghasilkan deposit yang

commit to user

Najmus, 2010). Hukum Joule berikut ini :

V .i .t = m.c . ∆t

E listrik = E panas (konversi energi)........ (2.29) t adalah selang waktu deposisi, ∆tadalah kenaikan suhu pada larutan makin tinggi i maka kenaikan suhu semakin tinggi.

2.3.2. Tegangan (Voltage)

Tegangan yang diperlukan untuk proses elektroplating tergantung dari jenis, komposisi dan kondisi elektrolit. Rapat arus dapat dinaikkan dengan menaikkan tegangan, akan tetapi hal ini dapat menyebabkan terjadinya polarisasi dan tercapainya tegangan batas. Pada keadaan tegangan batas, tidak terjadi aliran arus melalui elektrolit, dan bila tegangan dinaikkan akan terjadi elektrolisis air yang menghasilkan gas hidrogen dan oksigen (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

2.3.3. Konsentrasi Elektrolit

Konsentrasi elektrolit selama proses elektroplating berlangsung akan mengalami perubahan, dapat disebabkan oleh pengendapan ion logam dari larutan menuju katoda ataupun karena penguapan. Pada umumnya kelebihan kadar logam akan menyebabkan menurunnya kekilapan dan kerataan lapisan dan juga mengakibatkan terjadinya pemborosan bahan. Apabila kadar logam rendah terjadi penurunan konduktivitas sehingga proses plating menjadi lambat (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

Efek konsentrasi elektrolit dan rapat arus merupakan dua faktor yang saling melengkapi.Dengan meningkatnya konsentrasi atau karena adanya pengadukan larutan, maka rapat arus yang lebih tinggi boleh digunakan, dengan catatan sebelum mulai terbentuk deposit yang kasar (Glasstone, 1962).

commit to user

Suhu berpengaruh terhadap konduktivitas.Jika suhu semakin tinggi menyebabkan konduktivitas larutan semakin besar sehinnga mempercepat hantaran arus listrik.Pada suhu tinggi dapat diperoleh rapat arus yang besar. Akan tetapi, setiap jenis plating masing-masing mempunyai rentang suhu operasi optimum, yang berkaitan dengan sifat deposit logam pada benda kerja ataupun sifat senyawa aditif jika diberikan (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

2.3.5. Senyawa Tambahan (Aditif)

Keberadaan senyawa aditif (misal: surfaktan, brightener, materi koloid, atau senyawa organik lainnya) sengaja diberikan untuk mengatur pertumbuhan kristal deposit sehingga diperoleh kualitas yang baik meliputi: kecerahan atau kekliapan (bright), kerataan (leveling) lapisan dan kekerasan (hard) (Purwanto dan Huda, 2005). Kebutuhan senyawa aditif tersebut biasanya hanya dalam jumlah yang sangat kecil (misal sekitar 0.05 g/l), namun mampu memberikan perubahan, menghasilkan deposit mikrokristal yang lembut dan butiran yang tidak kasat (fine-grained) (Glasstone, 1962).

2.3.6. Jarak Anoda-Katoda

Jarak anoda-katoda menentukan hantaran arus listrik dan sangat berpengaruh terhadap keseragaman tebal lapisan.Besarnya hantaran berbanding terbalik dengan jarak.Apabila jarak anoda-katoda kecil, maka hambatan menjadi kecil dan konduktifitas besar sehingga untuk mendapatkan rapat arus yang besar diperlukan tegangan yang lebih rendah (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

2.3.7. Perbandingan (Rasio) Luas Anoda-Katoda

Perbandingan luas permukaan anoda-katoda sangat penting untuk menjaga agar ion-ion didalam elektroplating selalu seimbang.Standar rasio anoda-katoda tergantung dari jenis platingnya (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

commit to user

Lintasan arus dari anoda ke katoda tidak semuanaya berupa lintasan lurus, tetapi terdapat juga lintasan melengkung, mirip seperti kontur garis medan magnet. Keadaan ini menyebabkan rapat arus pada ujung-ujung katoda menjadi lebih besar karena mendapatkan arus dari lintasan lurus dan melengkung, sehingga deposit pada ujung-ujung katoda cenderung lebih tebal (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

Distribusi arus pada permukaan elektroda terbagi menjadi 3 yaitu: primer, sekunder, tersier. Disribusi arus primer (utama) melibatkan geometri sistem plating dengan potensial konstan didaerah permukaan elektroda dan pengaruh polarisasi dapat diabaikan.Distribusi arus sekunder melibatkan aktivasi

overpotential (η a ), kinetika elektroda, dan konduktivitasa larutan. Distribusi arustersier melibatkan konsentrasi overpotential (η a ), difusi (perbatasan) lapisan,

dan agitasi larutan yang mempengaruhi migrasi ion (mass transport) (http://www.tau.ac.il/~chemlaba/Files/1.pdf).

2.3.9. Daya Lontar Ion/Daya tembus (Throwing Power)

Throwing Power atau tepatnya disebut dengan istilah macrothrowing power didefinisikan sebagai kemampuan proses elektrolitik untuk menutup katoda dengan lapisan seseragam mungkin. Throwing power dipengaruhi oleh pengaturan geometri anoda-katoda, jenis elektrolit dan berbagai parameter proses lainnya. Letak geometri anoda-katoda menentukan distribusi arus utama sehingga mempengaruhi keseragaman distribusi deposit pada katoda (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

2.3.10. Epitaxy dan leveling

Istilah epitaxy ditujukan pada hasil lapisan deposit yang mengikuti bentuk dan struktur benda kerja yang dilapisi. Sehingga apabila substrat yang akan dilapisi mempunyai permukaan kasar maka hasil akhir elektroplating juga terlihat kasar (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

commit to user

Pengertian leveling merupakan kebalikan dari epitaxy, yaitu kemampuan deposit untuk menutupi dan meratakan bagian-bagian benda kerja yang tidak rata (cekung). Pemberian senyawa aditif tertentu dapat berfungsi sebagai leveling agent (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010).

Gambar 2.3. Ilustrasi Karakter Leveling Deposit Elektroplating (http://www.tau.ac.il/~chemlaba/Files/1.pdf).

2.3.11. Perlakuan Awal (Pretreatment) Sebelum Elektroplating

Umumya sebelum proses elektroplating dikerjakan, substrat (logam dasar) yang akan dilapisi diberi perlakuan-perlakuan awal yang dikenal dengan istilah pretreatment elektroplating, dengan tujuan untuk memberikan tampilan akhir yang baik pada hasil pelapisan (Brimi et.al, 1965), serta kelekatan yang baik antara deposit dan substrat (ASTM B 322-85, Reapproved 1994).

Benda kerja yang akan dilapisi kebanyakan masih kotor, berkerak, berminyak, maupun terdapat bahan-bahan lainya yang melekat pada permukaannya. Pembersihan sangat diperlukan agar lapisan plating dapat melekat erat pada benda kerja dan tidak mudah keropos maupun terkelupas (Purwanto dkk, 2005 dalam Najmus, 2010). Namun terkadang pembersihan saja tidak cukup memberikan kelekatan yang kuat antara substrat dan deposit, maka benda kerja diberikan perlakuan striking didalam rangkaian siklus pretreatmentelektroplating. Karena lapisan strike dapat meningkatkan daya kelekatan antara substrat dan

commit to user

elektroplating (http://www.pronline.com/). Adapun jenis-jenis pretreatment tersebut dikategorikan atas pretreatment fisika dan kimia..Pretreatment fisika bertujuan untuk membersihkan permukaan substrat yang akan dilapisi secara fisik/mekanik dan menghaluskan permukaan benda kerja, sementara pretreatment kimia bertujuan untuk membersihkan permukaan substrat secara kimiawi serta mengaktifkan permukaan substrat yang akan dilapisi. Prosedur-prosedur pembersihan (cleaning) harus didasarkan pada pengetahuan tentang sifat-sifat masing-masing logam yang akan dibersihkan, serta pengetahuan tentang kotoran yang akan dihilangkan. Sehingga pada kasus-kasus tertentu praktek cleaning menyimpang dari prinsip-prinsip umum, dan beberapa logam tertentu mempunyai standar cleaning sendiri yang berbeda dengan logam lainnya (ASTM B322-85, Reapproved 1994).

2.4. Striking

Istilah striking berasal dari kata strike, yang mempunyai arti suatu proses pelapisan elektrolitik untuk menghasilkan lapisan yang sangat tipis dengan menggunakan waktu pelapisan yang cukup singkat, kemudian akan diikuti oleh pelapisan lainnya diatas permukann strike tersebut (ASTM B 374-96). Istilah strike juga sering disebut dengan kata flash tersebut. Maksimum tebal deposit strike berada pada interval 0,05 s.d 0,10 mil (http://www.pronline.com/).

Lapisan strike hanya bertindak sebagai lapisan pelindung untuk plating selanjutnya. Karena lapisan strike dapat meningkat yang disebabkan naiknya gaya adesi, dan sebagai lapisan penyambungan antara deposit dan subtrat. Bahkan dalam beberapa kasus dianggap sebagai jaminan atas keberhasilan elektroplating (http://www.pronline.com/). Perlakuan strikingdapat mencegah terjadinya deposisi galvani merugikan ketika, yang juga dapat menyebabkan kekuatan adesi antara deposit dan substrat menjadi rendah (Brimi et.al., 1965).

Benda kerja yang masih kotor, berkerak, berminyak, maupun terdapat bahan-bahan lainnya yang melekat pada permukaanya juga dapat menyebabkan daya kelekatan yang kuat antara substrat-deposit rendah, sehingga benda kerja

commit to user

kelekatannya. Namun terkadang pembersihan saja tidak cukup memberikan kelekatan yang kuat antara substrat dan deposit, maka didalam rangkaian siklus pretreatment elektroplating, benda kerja perlu diberikan perlakuan striking (http://www.pronline.com/).

Logam pelapis yang telah dikembangkan untuk striking antara lain: tembaga (copper strike), nikel (nickel strike), perak (silver strike), dan emas (gold strike ) (ASTM B 322-85, reapproved 1994). Metode striking dapat juga digunakan di antara lapisan-lapisan plating dari jenis logam yang berbeda. Sebgai contoh ketika menginginkan untuk mealpisi suatu substrat dengan suatu deposit yang lebih tahan korosi, namun sayangnya deposit logam tersebut terikat (melekat) secara lemah terhadap substrat, maka pretreatment strike dapatdikerjakan terlebih dahulu dengan memperhatikan kecocokan antara substrat dan logam deposit. Salah satu contohnya: Ni akan memberikan kelekatan (adesi) yang rendah ketika dilapiskan di atas logam Zn, maka dalam kasus ini copper strike yang akan dipilih sebagai pelapis awal, karena copper strike memberikan kelekatan yang baik antara kedua logam tersebut.

Ciri khas formula bak striking biasanya mengandung logam utama dengan konsentrasi yang lebih rendah dari pada konstituen anion pendampingnya. Contohnya adalah formula bak copper-cyanide strike,dengan konsentrasi logam Cu yang lebih rendah dibanding konsentrasi sianidanya. Berbicara tentang formula copper strike, sejauh ini dalam beberapa literatur tidak ada keterangan yang menyebutkan bahwa bak sulfat dapat digunakan sebagai bak striking. Melainkan hanya menyebutkan bahan bak sulfat digunakan untuk formula plating tembaga secara umum yang dikenal dengan istilah formula general acid copperplating. Sementara itu, elektrolit yang sering digunakan untuk copper strike adalah berasal dari bak copper-cyanide (Brimi et.al, 1965).

commit to user

Lapisan tipis Ni-Fe merupakan bahan paduan magnetik dari unsur-unsur logam transisi yaitu nikel (Ni) & besi (Fe) yang merupakan unsur-unsur yang bersifat ferromagnetik.

Berdasarkan JCPDS ada beberapa kemungkinan paduan lapisan tipis yang terbentuk dari elemen Ni, Fe. Paduan yang terbentuk hanya mungkin tersusun oleh dua elemen yaitu antara Ni dan Fe, seperti yang ditampilkan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Kemungkian Paduan-paduan yang Terbentuk dari Elemen Ni dan Fe.

Nama Paduan

Simbol Paduan Awaruite, nikel besi

𝑁𝑖 3 𝐹𝑒 Taenite, besi nikel

(Fe,Ni) besi nikel

𝑁𝑖 3 𝐹𝑒 Unnamed mineral [NR], besi nikel

𝑁𝑖 3 𝐹𝑒 Awaruite, besi nikel

𝑁𝑖 3 𝐹𝑒 Kamacite, besi nikel

(Fe,Ni) besi nikel

(Fe,Ni) Taenite, syn, besi nikel

(Fe,Ni) Unnamed mineral [NR], besi nikel

(Fe,Ni)

2.6. X-ray Fluorescence (XRF) Spectrometry

Spektroskopi XRF adalah teknik analisis unsur yang membentuk suatu materialdengan dasarinteraksi sinar-X dengan material analit. Teknik ini banyak digunakan dalam analisa batuan karena membutuhkan jumlah sampel yang relative kecil (sekitar 1 gram). Teknik ini dapat digunakan untuk mengukur unsur- unsur yang tertutama banyak terdapat dalam batuan atau mineral. Sampel yang digunakan biasanya berupa serbuk hasil penggilingan atau pengepressan menjadi bentuk film yang banyak digunakan menggunakan beberapa prinsip.

Apabila elektron dari suatu kulit atom bagian dalam dilepaskan, maka elektron yang terdapat pada bagian kulit luar akan berpindah pada kulit yang

commit to user

karakteristik bagi unsurtersebut(perhatikan Gambar 2.4.).

Gambar 2.4. Loncatan Elektron (Mulvane, 2005) Apabila terjadi eksitasi sinar-X primer yang berasal dari tabung X ray

mengenai sampel, sinar-X dapat diabsorpsi atau dihamburkan oleh material. Proses dimana sinar-X diabsorpsi oleh atom dengan mentransfer energinya pada elektron yang terdapat pada kulit yang lebih dalam disebut efek fotolistrik. Selama proses ini, bila sinar-X primer memiliki cukup energi, elektron pindah dari kulit yang di dalam menimbulkan kekosongan. Kekosongan ini menghasilkan keadaan atom yang tidak stabil. Apabila atom kembali pada keadaan stabil, elektron dari kulit luar pindah ke kulit yang lebih dalam dan proses ini menghasilkan energi sinar-X yang tertentu dan berbeda antara dua energi ikatan pada kulit tersebut.

KARAKTERISTIK MORFOLOGI PERMUKAAN DAN SIFAT MAGNETIK LAPISAN NiFe HASIL ELEKTRODEPOSISI