Nickel Plating kelompok 9
Inas Muslimah Jauhari (1106052732) Putu Calista Gitta K (1106052745) Pipin Indah Lestari (1106052751) Rizky Sulaeman (1 (1106052764) 106052764)
Nickel Plating
Nickel Electroplating Pengertian • Kegunaan •Kekurangan berpengaruh •Faktor yang berpengaruh •Metode •Tahapan proses Aplikasi • Aplikasi •
Electroless Nickel Plating Pengertian • Kelebihan kekurangan •Metode •Tahapan proses Aplikasi • Aplikasi •
Nickel Plating
Nickel Electroplating Pengertian • Kegunaan •Kekurangan berpengaruh •Faktor yang berpengaruh •Metode •Tahapan proses Aplikasi • Aplikasi •
Electroless Nickel Plating Pengertian • Kelebihan kekurangan •Metode •Tahapan proses Aplikasi • Aplikasi •
Electroplating •
Electro : elektro/listrik
•
Plating : meng –plat kan, ( memberikan plat pada suatu objek)
•
Electroplating : menumbuhkan suatu layer, permukaan, lapisan tertentu, dengan bantuan energi listrik dalam tujuan yang tertentu
•
Electroplating yang bertujuan menumbuhkan layer nickel kepada material yang ingin di lapisi
Sumber Arus Arus Searah (DC)
Bahan Pelapis
Benda yang dilapisi
•
Reduksi (katoda) : Ni 2+(aq) + 2e
Ni (s)
•
Oksidasi(anoda) : Ni (s)
Ni 2+(aq) + 2e
•
Total : Ni (s) (anoda)
Ni (s) (katoda) (katoda)
Kegunaan electroplating nickel •
Dekorasi –
Bisa mendapatkan warna cerah keruh(bright)
Electroforming • Anti korosi • Ketahanan aus • Tidak merusak sifat ke magnetan suatu material • Bisa diaturnya mechanical stress internal •
Hukum Faraday untuk Nikel W = MIt nF Konstanta proporsionalitas nikel =
W = M It
= 1,095 g
nF
m = 1,095 (a) (l) (t) m = jumlah nikel yang melapisi katoda l = arus yang mengalir (ampere) t = waktu (jam) a = rasio efisiensi arus (0,92 – 0,97)
Ah
Parameter yang berpengaruh pada kualitas Nikel 1. Konsentrasi Larutan berkaitan dengan nilai pH dari larutan. Jika nilai pH melebihi dari nilai yang diijinkan maka lapisan nikel akan kasar pada permukaan benda yang dilapisi. 2. Rapat Arus Rapat arus adalah jumlah arus listrik yang mengalir persatuan luas permukaan elektroda. mempengaruhi efisiensi pelapisan, reaksi reduksi oksidasi dan difusi dari hasil pelapisan pada permukaan benda yang dilapis.
Parameter yang berpengaruh pada kualitas Nikel (Con’t) 3. Temperatur dan Waktu Pelapisan Waktu pelapisan mempengaruhi terhadap kuantitas dari hasil pelapisan yang terjadi dipermukaan produk yang dilapis. Kenaikan temperatur akan menyebabkan naiknya konduktivitas dan difusitas larutan elektrolit,berarti tahanan elektrolit akan mengecil sehingga potensial dibutuhkan untuk mereduksi ion ion logam berkurang.
Tabel 1. Data Elektrodeposisi Nikel
Watts Solution Nickel sulfamate : sumber utama ion nikel dalam larutan • Nickel chloride : mengurangi korosi pada anoda, menambah konduktivitas dan keseragaman distribusi ketebalan coating • Boric acid : sebagai buffer • Wetting agents / surfactant : mengontrol pitting (pembentukan lubang) • pH operasi : 3.5 –4.2 •
Bright Nickel Plating Solution •
•
Modifikasi dari watts solution yang mengandung bahan-bahan organik dan aditif yang menghasilkan lapisan yang terang. Bahan-bahan aditif : Carriers : bahan organik aromatik, sumber sulfur, berguna untuk menghaluskan struktur butir dan memberikan efek mengkilap – Auxiliary brightener : menambah efek mengkilap dan mempercepat proses brightening. –
Multilayer Decorative Plating Penambahan sulfur pada bright nickel plating menyebabkan ketahanan korosi berkurang. Karena itu dilakukan plating lebih dari 1 lapisan • Double layer lapisan pertama : semi bright nickel plating lapisan kedua : bright nickel plating • Triple layer lapisan pertama : semi bright nickel plating lapisan kedua : lapisan tipis plating kaya sulfur lapisan ketiga : bright nickel plating
Anoda Nikel Plating
Tahapan Proses Plating Nikel
PROSES ELEKTROPLATING 1. Pemolesan membuat permukaan benda menjadi mengkilap dan bebas goresan. Digunakan kain poles dan abrasif seperti alumia/silica oxida/diamond
2. Degreasing Yaitu proses pembersihan dari kotoran, minyak, cat, ataupun lemak. Alat :bak yang terbuat dari plat seng yang didalamnya berisi larutan NaOH yang dipanaskan selama 30-60 menit, dengan suhu 6070oC, dengan konsentrasi larutan 20 gr/ liter – 100 gr/liter. Bak yang digunakan 150 x 120 x 70 cm). Setelah proses degreding dilakukan pembilasan dengan air.
3.Rinsing •
untuk menghilangkan bahan kimia yang digunakan pada saat cleaning yang mungkin terkontaminasi pada tahap sebelumnya.
•
Memakai air dan hidrogen peroksida
4. Pickling Barang dicelupkan kedalam larutan pickling yang terbuat dari asam klorida (HCl) 32%, yang berfungsi untuk menghilangkan koral pada permukaan barang. Proses ini dilakukan selama 3-5 menit).
5. Etching Yaitu proses pembukaan pori-pori menggunakan larutan asam sulfat (H2SO410%) untuk mempercepat proses pelapisan nickel chrome. dilakukan selama 3-5 menit. Setelah itu dibilas dengan air. 6. Nickel Plating Kondisi Kerja : - Ph 4,2 - Rapat Arus 4 A/dm2 - Temperature 45-46 oC
7. Chrome Plating proses finishing pada proses elektroplating Nickel. Fungsinya sebagai usaha untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi, aus dan anti gores, serta untuk meningkatkan aspek dekoratif terhadap benda yang dihasilkan sehingga menjadi mengkilat dan halus permukaannya. Pencelupan dilakukan selama ± 15 – 60 menit pada temperatur 40-55 oC dalam larutan chromic acid. Komposisi Larutan : 1. Chromic Acid 80 gr/ltr 2. Sulfonic Acid 1 gr/ltr 3. Asam Chlorid N6X 20 gr/ltr Kondisi Kerja : • - Temperatur 40,5 oC - Rapat Arus 15 A/menit Dalam hal ini mengalami proses elektrofolesis dengan elektrodanya yaitu barang (metal) yang dicelup itu sendiri.
8. Drying Yaitu proses pengeringan dari proses chromeplating. Dalam proses ini terdiri dari 2 cara : 1. Dengan media pencelupan air panas 60 oC (Suhu), hanya sebentar saja untuk pembersihan. 2. Dengan menganealling (mengoven) barang yang sudah dilapisi, proses ini digunakan untuk menghilangkan air bekas chromeplating, dilakukan selama 20 menit dengan suhu 60 oC
Aplikasi Nickel Electroplating • Aplikasi
nickel electroplating 80% digunakan dengan tujuan dekorasi.
•
Tujuan lain nickel electroplating antara lain: meningkatkan ketahanan korosi dan ketahanan aus; meningkatkan properti magnetis; dan meningkatkan kekerasan permukaan.
• Aplikasi
di bidang rekayasa kimia, nuklir, telekomunikasi, elektronik, dan komputer.
Aplikasi Nickel Electroplating
Gambar Aplikasi nickel electroplating http://www.howardfinishing.com/nickel-chrome-plating.html
Aplikasi Nickel Electroplating
Sulfamate Nickel – Engineering Nickel Deposit http://www.thelindgrengroup.com/nickel_plating.html
back
Electroless Nickel Plating •
Metode untuk melapisi plat dengan nikel tanpa menggunakan arus listrik. Dilakukan dengan menggunakan reduksi autokatalitik ion nikel dengan senyawa hydrophosphite, aminoborane, atau borohydride
•
digunakan pada aluminium supaya permukaannya dapat disolder
Keuntungan dan Kelemahan Electroless Nickel Plating Keuntungan
Kelemahan
•
Ketahanan korosi dan aus yang baik karena porositasnya kurang
•
Biaya bahan kimia lebih tinggi
•
Lebih getas
•
Lapisan yang terbentuk merata
•
Karakteristik lasan lebih buruk
•
Mampu disolder dan dilas
•
•
Biaya tenaga kerja murah
Kecepatan plating rendah dibandingkan metode elektrolitik
Perbandingan permukaan Metode Elektrolitik dan Electroless Plating
Larutan Electroless Nickel Plating Larutan Electroless Nickel Plating mengandung : • Sumber nikel, biasanya nikel sulfat • Agen pereduksi • Energi (panas) • Complexing agent (kelator) • Buffering agent • Akselerator • Inhibitor • Produk sampingan reaksi (ion orthofosfit, borat , dan hidrogen)
Reducing Agent Sodium hypophosphite baths Aminoborane baths Sodium Borohydride baths
Hydrazine baths
Sodium Hypophosphite Baths •
Paling banyak digunakan
•
Biaya lebih murah, lebih mudah dikontrol, lebih tahan korosi dibandingkan boron atau hydrazine baths
•
Lebih baik dalam larutan asam dibandingkan basa, pH : 4 – 5,5
Aminoborane Baths 2 macam senyawa : •
N-dimethylamine borane (DMAB) -> AS
•
H-diethylamine borane (DEAB) -> Eropa (harus dicampur dengan etanol) –
pH : 6 – 9
T : 50 – 80oC – Kecepatan deposisi : 7 – 12 μm/h –
•
Berguna untuk plating plastik dan nonlogam
Sodium Borohydride Baths • • • • • •
Pereduksi paling kuat pH : 12 – 14 T : 90 – 95oC Kecepatan plating : 25 – 30 μm/h 1 mol Sodium Borohydride (0,6 kg) dapat mereduksi 1 kg nikel Untuk menghindari terbentuknya presipitat nikel hidroksida digunakan agen pembentuk ion kompleks seperti EDTA.
Hydrazine Baths •
T : 90 – 95oC
•
pH : 10 – 11
•
Kecepatan plating : 12 μm/h
•
Tidak stabil pada temperatur tinggi sehingga susah dikontrol
•
Deposit nikel getas dan tegangannya tinggi, ketahanan korosinya rendah karena terdapat Ni(OH)2 dan nitrogen.
Sifat Electroless Nickel Plating • •
• • • •
Ketahanan korosi Densitas densitas lapisan nikel berkurang sesuai dengan pertambahan jumlah fosfor Koefisien ekspansi termal : 14 – 17 x 10-6/oC Konduktivitas termal : 0,19-0,26 cal/cm/sec/°C. Titik leleh : mulai dari 890oC, tergantung jumlah fosfor dalam Nikel Sifat magnetik lapisan nikel yang mengandung fosfor lebih dari 8% bersifat non magnetik
Tahapan Proses Electroless Nickel Plating
Air yang sudah dinetralisasi sebagian dibuang lalu dimasukkan larutan plating
Aplikasi Electroless Nickel Plating Petroleum •
Peralatan yang digunakan untuk produksi minyak, atau di bidang perminyakan, pengilangan, dan proses kimianya telah secara signifikan menggunakan produk electroless nickel.
•
Hal ini dikarenakan oleh sifat electroless nickel yang resisten terhadap korosi dan abrasi dan telah digunakan untuk aplikasi berikut: penambahan umur dari peralatan, untuk mengganti bahan atau alloy yang mahal, dan untuk mereduksi biaya investasi dan operasi.
Aplikasi Electroless Nickel Plating Petroleum
Aplikasi bidang Petroleum http://www.enla.com/applications.ht
Aplikasi produk yang menggunakan electroless nickel yakni antara lain: • Tabung penampung • Katup pengaman • Pompa lumpur • Pompa penyedot • Pipa • Pentransfer panas
Aplikasi Electroless Nickel Plating Packaging and Handling Machinery •
Electroless nickel menjadikan permukaan produk keras, ketahanan aus permukaan, dan meningkatkan kebersihan permukaan produk.
•
Electroless nickel produk diterima oleh FDA (Food and Drug Administration) untuk servis peralatan makanan.
Aplikasi Electroless Nickel Plating Peralatan Kimia •
Salah satu dari kegunaan yang paling umum untuk electroless nickel plating adalah untuk melapisi bagian dalam tempat untuk transportasi cairan yang bersifat korosif.
•
Baru- baru ini electroless nickel digunakan di industri kimia termasuk gas cair, plastik, bahan asam dan basa, dan komponen energy nuklir.
•
Electroless nickel plating secara khusus cocok untuk katup, interior tangki, peralatan pengaduk dan pergantian panas, penyeleksi (screens), pipa, turbin,
Aplikasi Electroless Nickel Plating
Aplikasi pada peralatan kimia http://www.enla.com/applications.htm
Aplikasi Electroless Nickel Plating Molds and Dies •
Kemampuan electroless nickel plating yakni untuk menghasilkan pelapisan yang seragam secara keseluruhan dari produk bahkan dengan kedalaman, akan memastikan mendapatkan hasil yang menduplikasi secara detail permukaan cetakan yang asli.
•
Sebab memiliki kemampuan pelumasan yang alami, lapisan memberikan hasil yang bagus dan cepat tercetak.
Aplikasi Electroless Nickel Plating
Cetakan dengan Electroless nickel plating http://www.enla.com/applications.htm
Aplikasi Electroless Nickel Plating •
Karena kekerasan yang tinggi, bahkan dalam kenaikan suhu, bisa meminimalisir terjadinya erosi dan abrasi pada permukaan partisi dari cetakan dan menjadikan umur cetakan lebih lama bertahan.
Cetakan dengan Electroless nickel plating http://www.enla.com/applications.htm
