Anodisasi Aliminium Pa Ngatin

(1)

ANODISASI ALIMINIUM ANODISASI ALIMINIUM

I.

I. PENDAHULUANPENDAHULUAN 1.1

1.1 Latar BelakangLatar Belakang

Anodisasi adalah suatu proses pembentukan lapisan tipis (film) oksida Anodisasi adalah suatu proses pembentukan lapisan tipis (film) oksida pada permukaan benda kerja dengan metode elektrolisis. Proses anodisasi pada permukaan benda kerja dengan metode elektrolisis. Proses anodisasi merupakan kebalikan dari proses elektro plating, karena prosesnya terjadi di merupakan kebalikan dari proses elektro plating, karena prosesnya terjadi di anoda, sedangkan proses electroplatin

anoda, sedangkan proses electroplating terjadi di g terjadi di katoda. Oleh karena itu, proseskatoda. Oleh karena itu, proses anodisasi yang terbentuk dapat melindungi proses korosi pada

anodisasi yang terbentuk dapat melindungi proses korosi pada logam alumuniun.logam alumuniun. Produk proses anodisasi mempunyai peranan yang penting dalam industry Produk proses anodisasi mempunyai peranan yang penting dalam industry manufaktu

manufaktur, seperti r, seperti industry pesawat terbang, industry mesin, dan masih industry pesawat terbang, industry mesin, dan masih banyakbanyak bagi industry yang memanfaatkan hasil proses anodisasi. Berdasarkan hal inilah, bagi industry yang memanfaatkan hasil proses anodisasi. Berdasarkan hal inilah, maka praktikum anodisasi untuk logam aluminium

maka praktikum anodisasi untuk logam aluminium menjadi penting.menjadi penting. 1.2

1.2 Tujuan PercobaanTujuan Percobaan 1.

1. Menjelaskan prinsip proses anodisasiMenjelaskan prinsip proses anodisasi 2.

2. Membuat diagram tahap proses anodisasiMembuat diagram tahap proses anodisasi 3.

3. Menjelaskan gejala yang terjadi selama proses anodisasi baik di anodaMenjelaskan gejala yang terjadi selama proses anodisasi baik di anoda maupun di katoda

maupun di katoda 4.

4. Menyimpulkan hasil proses anodisasi Al berdasarkan percobaan yag telahMenyimpulkan hasil proses anodisasi Al berdasarkan percobaan yag telah dilakukan

dilakukan II.

II. LANDASAN TEORILANDASAN TEORI

Anodisasi adalah proses pembentukan lapisan tipis (film) oksidasi pada Anodisasi adalah proses pembentukan lapisan tipis (film) oksidasi pada permukaan benda kerja dengan metode elektrolisis. Lapisan ini memberikan permukaan benda kerja dengan metode elektrolisis. Lapisan ini memberikan perlindungan terhadap logam aluminium dari reaksi korosi. Proses anodisasi ini perlindungan terhadap logam aluminium dari reaksi korosi. Proses anodisasi ini merupakan benda kerja (aluminium sebagai benda kerja) ditempatkan sebagai merupakan benda kerja (aluminium sebagai benda kerja) ditempatkan sebagai anoda dan elektro lain (katoda) adalah logam Al, Pb atau elektroda inert. Produk anoda dan elektro lain (katoda) adalah logam Al, Pb atau elektroda inert. Produk proses anodisasi ini mempunyai peranan yang penting dalam industry manufaktur, proses anodisasi ini mempunyai peranan yang penting dalam industry manufaktur, seperti industry pesawat terbang, industry mesin, dan masih banyak bagi industry seperti industry pesawat terbang, industry mesin, dan masih banyak bagi industry yang memanfaatkan hasil proses anodisasi.

(2)

Mekanisme pembentukan lapisan oksida di permukaan benda kerja belum diketahui dengan pasti, tetapi reaksi oksidasi alumunium adalah sebagai berikut :

4Al + 3O2 Al2O3

Kemungkinana tahapan proses anodisasi untuk pembuatan oksida adalah sebagai berikut:

y Tahap reaksi oksidasi elektrolitik yang mengubah logam aluminium

menjadi ion

y Tahap reaksi ion dengan oksigen yang dibawah dalam bentuk ino (OH

-atau O2) pada antar muka sehingga membentuk aluminium oksida yang

menempel pada permukaan anoda.

y Tahapan terakhir merupakan periatiwa pelarutan kembali sebagai oksida

tersebut oleh asam sehingga membentuk lapisan akhir yang terlapisi

Secara skematis tahapan proses di ata dapat dijabarkan sebagai berikut :

Al Al3+ Al2O3 Lapisan Al2O3 akhir

Reaksi skematis tahapan proses di atas dapat dijabarkan sebagai berikut :

H2SO4 2H++ SO4

2-Pada katoda (Pb, Al, Anoda tak larut ) :

2H++ 2e H2 Eo = 0,0 Volt

2H2O + 2e + O2 4OH- Eo = 0,4 Volt

Pada anoda Al

2H2O O2+ 4e + 4H+

Al Al3++ 3e Eo = 1.66 Volt

Reaksi penentuan oksida :

(3)

Reaksi total

2Al + O2+ H2O Al2O3 + H2 Go = -320,080 kkal

Ho = -260,536 kkal

Proses anodisasi aluminium digunakan elektrolit yang melarutkan oksida logam, maka akan terbentuk suatu lapisan oksida yang hamper tidak berpori dan sangat tipis. Lapisan oksida semacam ini disebut lapisan penghalang arus. Apabila lapisan penghalang ini terbentuk, maka lapisan ini akan semakin menebal dan mengakibatkan aliran arus listrik terbentuk, tetapi bila lapisan oksida banyak porinya, ketebalan hanya beberapa perpuluhan micrometer, yaitu dapat mencapai 0,17 mm.

Kerapatan porositas bervariasi bergantung pada kondisi anodisasi, tetapi terbesar mempunyai jarak 6  80. 109 pori/cm2, diameter pori sekitar 100-300 Ao. Komposisi film terutama adalah Al2O3, meskipun setelah sealing

dalam air mendidih komposisinya menjadi 70% Al2O3, 17% H2O dan 13% sisa

anodisasi seperti sulfat atau kromat. Untuk proteksi, ketebalan film dibutuhkan 5-25 um.

Larutan elektrolit untuk proses anodisasi dapat mengg unakan larutan berikut ini :

y Larutan kromat (banyak dipakai untuk menganodisai alat pesawat

terbang dan lapisan oksidanya lebih tahan korosi dibandingkan dengan proses asam sulfat).

y Larutan kromat  sulfat : CrO₃ (50,25  100,50 gpl), NaCl (0,20 gpl),

asam sulfat (0,50 gpl). Kondisi operasi : T (35o C), rapat arus (0,1  0,54 A/dm2), t (30 menit), V (40 volt)

y Larutan asam kromat : CrO₃ (100 gpl). Kondisi operasi : T (35o C),

(4)

y Larutan asam sulfat : asam sulfat (15-18%). Kondisi operasi : T (20-28o

C), rapat arus (1,2  1,4 A/dm2), t (10-30 menit), V (14-24 volt), agitasi (udara). Produk oksidanya lebih transparan dank keras.

y Asam Fosfat : asam orthopospat (108,7 gpl), kondisi proses : T (20-28o

C), rapat arus (1,2  1,5 A/dm2), t (10-40 menit).

Pengerasan lapisan oksida

Lapisan oksida yang terbentuk di permukaan logam aluminium dapat dilakukan pengerasan dengan metoda berikut ini.

y Pengerasan lapisan oksida pada aluminium yang telah mengalami

proses anodisasi dilakukan air panas. Aluminium oksida akan bereaksi dengan air membentuk bochmat

y Pengerasan lapisan oksida dapat juga dilakukan dengan uap air

panas. Dengan cara ini terbentuk selaput bochmat pada lapisan oksidanya. Cara pengerasan lapisan oksida dengan menggunakan uap air panas dapat menghindari terlarutnya kembali sebagai zat pewarna

y Pengerasan lapisan oksida dapat juga dilakukan dengan larutan

elektrolit seperti natrium asetat, bikromat, silikat dan sebagainya

Pengerasan hasil proses anodisasi bertujuan untuk dekoratif, sehingga permukaan logam menjadi lebih indah dan menarik. Zat waran dapat diserap dan tidak mudah hilang akibat sinar matahari. Zat warna yang digunakan dapat berupa zat warna organic maupun anorganik.

y Setelah proses anodisasi dan dicuci dengan air, lapisan oksidasi

pada permukaan aluminium dapat diberi warna dengan mencelupkan ke dalam larutan zat warna organic pada temperature ±65oC. Pelarut zat warna ini tidak harus air tetapi dapat juga pelarut organic seperti alcohol, benzene dst. Kadar zat

(5)

warna dan pH larutan disesuaikan dengan jenis zat yang diinginkan.

y Beberapa zat warna anorganik dapat dierap ke dalam pori-pori

oleh larutan lainnya. Karena itu ada dua tahap dalam proses pewarna ini

Tahap 1 : menyerapkan zat warna anorganik dala pori-pori lapisan oksida

Tahap 2 : mengendapkan zat anorganik dalam pori-pori dengan larutan pengendapan.

y Pewarnaan dapat juga dilakukan dengan menggunakan garam

logam. G_{aram-garam ini diserapkan ke dalam pori-pori lapisan}

oksida. Logam garam tersebut diendapkan secara elektrolit. Logam aluminium yang dikerjakan secara ini akan lebih tahan terhadap panas dan keadaan cuaca.

III. PERCOBAAN

3.1 Peralatan dan bahan yang digunakan 1. G_{elas kimia 200 ml 3 buah}

2. Penyearah arus 3. Avometer

4. Bak atau tangki tempat larutan elektrolit 5. Anoda (Al atau Pb)

6. Benda kerja

7. Pengering atau hair dryer 8. Larutan NaOH 50 gpl 9. Larutan HNO3 10 gpl

10. Larutan asam sulfat 15-18 % 11. Alkohol/aseton

(6)

3.2 Diagram Proses

Secara sederhana proses anodisasi dapat ditunjukan seperti diagram pada

G_{ambar 1.}

Pencucian lemak (Degreasing)

Pembilasan (Rinsing)

Pengetsaan (Etching) (asam alkali)

Pembilasan (Rinsing)

Brightener Dip (Pembilasan secara kimia)

Pembilasan

Proses anodisasi

Pembilasan

(7)

Sealing

Pengemasan 3.3 Pengambilan data

Rapat arus = 4,2 A/dm2 Suhu proses = 70oC

Waktu proses = 10 menit

No Berat sebelum proses (w1)

Berat sesudah proses (w2)

G_{ejala selama proses}

Warna permukaan logam sebelum dan setelah pewarnaan Sebelum proses Setelah proses

1 7,32 7,42 Terdapat gelembung

gas Abu-abu Biru tua

gas Abu-abu Kuning

gas Abu-abu Coklat

gas Abu-abu Biru pudar

IV. Pembahasan

Proses anodisasi ini bertujuan untuk mengetahui kondisi proses selama proses anodisasi baik di anoda maupun di katoda. Pada proses anodisasi kali ini, Al sebagai benda kerja sekaligus elektrodanya yang bertindak sebagai anoda sedangkan elektroda Al yang digunakan bertindak sebagai katoda.

Proses anodisasi ini adalah proses pembentukan lapisan tipis (film) oksida pada permukaan benda kerja dengan menggunakan elektrolisis. Lapisan ini memberikan

(8)

perlindungan terhadap logam aluminium dari reaksi korosi, larutan yang digunakan untuk mengelektrolisis pada proses ini adalah H₂SO₄, karena H₂SO₄ ini akan terurai sehingga H+bebas yang berada di kutub positif akan ditarik ke permukaan elektroda Al yang dihubungkan di kutub negative.

Saat awal proses terjadi terdapat gelembung-gelembung undara yang kelur, ini dikarnakan anoda mengalami reksi oksidasi air sehingga akan membentuk gas oksigen. Electron-elektron dari benda kerja akan menempel di permukaan logam Al. Reaksinya adalah :

Anoda (Al); 2H2O O2+ 4e + 4H+ (oksidasi air)

Al Al3++ 3e

Katoda (Al); 2H++ 2e H2

2H2O + 2e + O2 4OH- (reduksi air)

Ion Al sebagai benda kerja akan bereaksi dengan ion OH- dari hasil reaksi di katoda yang akan membentuk lapisan oksida, dengan reksinya adalah :

2Al3++ 3OH- Al2O3 + 3H+

Dapat dilihat dari data pengamatan berat akhir logam Al setelah melakukan proses anodisasi akan bertambah, ini dikarnaka lapisan film oksida menempel. Tetapi pada proses anodisasi yang ke-4, dip roses ini logam Al yang telah di anodisasi mengalami penurunan berat ini disebabkan karena pada proses erching waktu yang digunakan kurang dari 10menit, tidak dilakukan pengadukan sehingga pada proses pewarnaan warnanya tidak dapat menempel dibenda kerja.

V. Kesimpulan

1. Prinsip anodisasi adalah proses pembentukan lapisa tipis (film) oksida pada permukaan benda kerja dengan menggunakan elektrolisis.

2. Pada proses anodisasi berlangsung timbul gas oksigen, dikarnakan ada proses pelepasan ion H+

(9)

3. G_{ejala yang terjadi pada proses anodisasi adalah timbulnya gelembung gas}

oksigen, dikatoda gelembung gas oksigen lebih banyak dibandingkan di anoda.

4. Proses anodisasi ini akan berlangsung dengan sempurna apabila menggunakan kondisi proses yang optimum ini dapat dilihat dari be rat logam pada akhir proses akan lebih berat.