LAPORAN PRAKTIKUM

PENGENDALIAN KOROSI

PEWARNAAN PADA ANODISING ALUMUNIUM

Dosen Pembimbing : Ir. Gatot Subiyanto, MT

Nama : Annisa Syafitri K (08 414 001)

Arya Febriyanto (08 414 002)

Bismi Dzikri F (08 414 003)

Kelompok : I (SATU)

Kelas : 3A TKPB

PRODI TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2011

PEWARNAAN PADA ANODISING ALUMUNIUM

I. TUJUAN

1. Mengetahui proses pewarnaan pada anodising alumunium

2. Menjelaskan gejala yang terjadi selama proses anodisasi baik di anoda maupun dikatoda

3. Menjelaskan proses anodising alumunium berdasarkan hasil pewarnaan dilihat dari

variasi waktu pencelupan

II. DASAR TEORI

Aluminium merupakan unsur logam yang berwarna putih keperakan (silverish white)

dan lunak pada keadaan murni, tetapi sangat keras dan kuat dalam bentuk logam paduan).

Aluminium sering digunakan sebagai bahan dasar pembuatan peralatan dan pesawat,

perlengkapan untuk memasak, tempat penyimpanan dan pengangkutan untuk industri

kimiawi, peralatan kedokteran, kemasan makanan dan minuman (pembungkus, tabung,

kotak), pelapis, pemelatan, dan cat pelapis

Pletcher (1990) mengatakan bahwa anodising merupakan proses pemben-tukan lapisan

oksida pada permukaan logam secara elektrokimia untuk memper-baiki permukaan logam

seperti aluminium, titanium, magnesium, seng, tembaga, kadmium, perak, dan sebagainya.

Proses anodising pada umumnya berfungsi untuk memperbaiki struktur permukaan

dengan larutan elektrolit dari asam sulfat dengan komposisi 175-250 g dm-3, dengan

temperatur 20-25 ºC, tegangan listrik DC sebesar 10-24 V, densitas arus sebesar 10-15 mA

cm-2, dan tingkat deposisi sebesar 25 µm h-1. Warna lapisan yang dihasilkan berupa warna

lapisan yang terang, agak gelap atau berbagai macam efek warna sesuai dengan bahan

pewarna yang digunakan pada lapisan logam.

A. Proses anodising pada aluminium menurut Canning (1978) adalah sebagai berikut:

1. Cleaning

Cleaning adalah proses membersihkan permukaan aluminium dari kotoran yang

berasal dari proses sebelumnya. Proses pembersihan dilakukan dengan cara mekanik,

yaitu dengan kertas gosok atau mesin gerinda.

2. Rinsing

Rinsing adalah proses membersihkan logam dari minyak dan lemak yang berasal

dari proses sebelumnya atau terpegang oleh tangan telanjang. Proses pen-cucian

dilakukan dengan detergen atau sabun sebanyak 20 – 50 gr.

3. Etching

Etching (etsa) adalah proses menghilangkan lapisan oksida pada permukaan

aluminium yang tidak dapat dihilangkan dengan proses-proses sebelumnya baik itu

proses cleaning atau rinsing. Selain itu, proses ini untuk memperoleh permukaan benda

kerja yang lebih rata dan halus.

4. Anodising

Persiapan proses anodizing menurut Rahayu (1996), yaitu temperaturnya adalah 20-

25 ºC, tegangan listrik DC 10-24 V, densitas arus sebesar 10-15 mA cm-2. Logam atau

benda kerja dipasang pada anoda (+) dan sebagai katoda (-) dapat menggunakan

lembaran Pb atau karbon. Rangkaian pada proses anodising seperti pada gambar di

bawah ini.

- +

Katoda Cairan elektrolit

Pb/Karbon

Anoda Aluminium

Gambar 1.1 Rangkaian Proses Anodising

A

V

DC

B. Proses Anodising Secara Umum :

Pada anodisasi alumunium logam alumunium dipasang pada kaki anoda dan bukan pada katoda. Inilah perbedaan utama dengan proses lapis pada umumnya. Pada lapis diatas alumunium yang dibahas sebelumnya alumunium diproses pralakuan, celup, lapis listrik, alumunium diposisikan pada kat oda.

Anodisasi atau oksida anoda secara luas digunakan untuk tujuan protektif (perlindungan) dan dekorasi (penampilan) diatas alumunium.

Pada proses anodisasi selaput oksida pada permukaan alumunium yang terbentuk aecara alami ditingkatkan pada ketebalan yang diperlukan. Pada anodisasi benda kerja ditempatkan pada anoda dan dilarutkan dalam larutan asam, benda kerja tidak seperti pada lapis list rik yang dit empat kan pada kat oda. Oksigen yang muncul pada proses oksidasi anoda, membent uk lapisan tipis yang sangat rekat dengan substrat.

Proses utama, dalam oksidasi anoda alumunium memerlukan larut an asam sulfat , asam kromat atau campuran asam sulfat dan asam oksalat .

Selama proses oksidasi anoda permukaan alumunium dirubah menjadi oksida alumunium. Ketebalan oksida kurang lebih dua kali alumunium yang hilang. Beberapa manfaat dari oksidasi anoda alumunium ant ara lain :

1. Meningkatkan ketahanan korosi. 2. Meningkatkan adhesi cat. 3. Sebagai alat unt uk pelapisan lebih lanj ut . 4. Memperbaiki penampilan. 5. Meningkatkan isolasi listrik. 6. Memungkinkan penggunaan lit hografi dan phot ografi. 7. Memperbesar emisivitas. 8. Meningkatkan ketahanan abrasi. 9. Mendeteksi daerah peka retakan.

Lazimnya oksidasi anodik menggunakan asam sulfat , karena selain murah mudah untuk dikontrol, dan hasil pelapisannya mempunyai sifat astetik dan fungsional yang luas. Proses anodisasi dilakukan pada suhu 21°C, rapat arus 130 - 260 A/ m2 dan tegangan antara 12 - 22 V.

Ketebalan lapisan oksidasi naik sejalan dengan lamanya oksidasi berbalikan dengan, apabila suhu dinaikkan ketebalan menurun. Naiknya suhu mengakibatkan porositas bertambah dan kehilangan ketahanan abrasi.

1. Larutan elektrolit lain yang digunakan dalam oksida anoda:

a. Asam kromat

lapisanya buram, terbatas untuk ketebalan maksimum sekitar 10 µm dan jarang digunakan unt uk keperluan dekorasi. Fungsinya unt uk alas cat khususnya pada peralatan militer.

b. Asam fosfat

Biasanya digunakan sebelum lapis listrik yaitu pada proses pengerj aan awal. Hasilnya sangat porous dan menyediakan dasar locking mekanis untuk lapis listrik.

c. Asam oksalat

Hasil lapisan yang berwarna kuning yang kadang lebih keras dari hasil asam sulfat , digunakan unt uk anodisasi yang tebal.

d. Asam sulfonat

Kombinasi dengan asam sulfat digunakan unt uk ngembangkan anodik warna terpadu pada logam paduan. Perunggu, emas, kelabu dan hitam adalah warna yang dapat diperoleh.

e. Asam borak

Digunakan dalam lapis tanggul untuk kepasifan listrik, asam sitrat dan tartrat digunakan juga.

Chemical kit

Pewarnaan lapisan anodisasi.

Hampir semua alumunium dan paduanya dapat dioksidasi anoda dan diwarnai sesuai dengan yang diinginkan. Jenis anodik porous dapat diwarnai dengan obat organik, pigmen anorganik tertentu dan secara lapis listrik pula.

a. Pewarna organik.

Setelah anodisasi dan pembilasan dengan air dingin, benda kerja dimasukkan dalam larutan pelarut organik yang mengandung beberapa gram/ lit er pewarna pada suhu 65OC, Konsent rasi pewarna dan kontrol pH bervariasi terhadap pewarna. Waktu celup 5 - 15 menit . Setelah pewarnaan, benda kerj a dibilas dalam air dingin dan dilakukan sealing

b. Pigmentasi dengan mineral.

Impregnasi lapisan anodik dengan pigmen mineral termasuk presipitasi. Bahan-bahan tak larut seperti oksida logam, sulfida dan besi sianid dalam lubang oksida bisa sampai dua proses. Hasil dapat lebih baik daripada pewarna organik.

c. Lapis listrik.

Metode dan bahan yang digunakan masih menjadi rahasia perusahaan, tetapi prinsipnya seperti pada lapis listrik. Hasilnya paling baik dari met ode yang lain.

Sealing lapisan anodik.

Manfaat dan keindahan hasil proses anodik pada alumunium sering tergantung pada jenis dan kualitas perlakuan pasca anodik yang digunakan. Istilah sealing secara umum sebagai penjaga agar bahan atau pengaruh fisis tidak masuk untuk mempengaruhi lapisan anodik. Sealing dilakukan pada air yang panas yang menyebabkan hidrasi dari lapisan anodik. Diharapkan sealant terserap oleh lapisan anodik. Jika lapisan anodik dimasukkan dalam air murni pada suhu yang dinaikkan.

Air bereaksi dengan alumunium oksida membentuk boehmite :

Al2O3 + H2O → 2Al OOH

Sealant itu yang akhirnya berguna dalam menghambat reactan yang lain.

a . A i r

Sealant yang luas digunakan adalah air murni atau air distilasi yang rendah kandungan padatan dan bebas dari fosfat, rilikat, fluorit, dan klorit . Suhu yang digunakan unt uk sealing 90°-100° C Pada suhu rendah but uh wakt u sealing yang lebih lama. Wakt u yang dibut uhkan unt uk mencapai boehinite pada suhu dibawah 65°C sampai tak terhingga. Untuk pelayanan hidrasi pH sealing harus 5,5 - 6,5 natrium asetat digunakan untuk kontrol pH. Waktu sealing untuk tebal 2,5 um kurang lebih 10 menit, waktu bisa mencapai 60 menit untuk ketebalan diatas 65 mikro mill. Surfactan bisa juga digunakan agar endapan dapat halus.

Beberapa macam sealing yang lain adalah : 1. Nikel asetat. 2. Dikromat. 3. Silikat. 4. Bahan organic. 5. Tehnik penguapan. 6. Sealing ganda.

Peralatan yang digunakan dalam proses anodisasi alumunium a. Kontak listrik

Lapis anodik adalah dielektrik, oleh karena itu kontak positip awal dengan permukaan alumunium harus dirawat meliputi seluruh siklus oksidasi.

b. Rak

Lazimnya digunakan alumunium atau titanium komersil murni. Oksida anoda yang membekas pada alumunium dihilangkan dengan soda api.

c. Pendingin dan agitasi

Selama proses energi diubah menj adi panas yang harus dihindari untuk perawatan suhu operasielektolit. Biasanya dilakukan dengan proses agit asi dan koil pendingin at au penukar panas.

d. Tangki

Dari j enis stainless steel 316, timbal antimon atau timbal telluric dapat memenuhi syarat dan digunakan sebagai kat oda. Tangki lapis karet, plastik, dan glass juga dapat digunakan.

e. Power supply

Tegangan yang digunakan kapasit as 24 V - 100 V dan palang tembaga untuk penghantar arus dari power suplay ke rak.

f. Penyedot gas buangan atau asap

Digunakan unt uk mengeluarkan asap dari ruangan, sistem penghisap dari bahan tahan korosi. Kapasitas harus didasarkan dari aliran udara sekit ar 5,0 m3 per 1m3 dari permukaan larutan.

III.ALAT DAN BAHAN

3.1 Alat yang digunakan 1. Amplas

2. Bak elektrolit,

3. Gelas kimia 1L (3)

4. Gelas ukur 100 ml

5. Batang pengaduk

6. Neraca analitik

7. Power supply DC,

8. Ampere meter,

9. Volt meter,

10. Thermometer,

11. Timer,

12. Kawat baja/ kabel.

13. Saringan

3.2 Bahan yang digunakan

1. Pelat aluminium (aluminium strip) dengan kemurnian 90 % sebanyak 16 buah,

2. Larutan NaOH 1L,

3. Larutan H2SO4 1L,

4. Kunyit 20 g,

5. Larutan detergen,

6. Aquades

IV. SKEMA KERJA

Mengukur panjang dan lebar dari benda kerja (plat alumunium)

Mencuci benda kerja dengan menggunakan detergen(rendam 2 menit)

Membersihkan benda kerja dengan menggunakan amplas

Memasukan benda kerja dalam larutan NaOH (0.05 ppm) selama 15 menit sambil digerak-gerakan

Memasukan benda kerja dalam larutan H2SO4 (1 liter aquades dan 200 ml H2SO4).

Tegangan listrik DC 12 V, dengan besar arus listrik 3,2 A, densitas arus sebesar 3,5 mA cm-2. selama 30 menit.

Pewarnaan dengan melakukan pencelupan benda kerja dalam 1 liter air kunyit. Suhu proses dijaga antara 55-60oC dengan waktu ekspose alumunium yang berbeda-beda pula, yaitu 5,

10, 15, dan 20 menit.

Memasukan benda kerja dalam air dengan temperature 80 - 89oC (pH aquades berkisar antara 5,5-6) selama 10 menit

V. DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA

Proses Gambar Keterangan

EtchingPada proses ini saat almunium dimasukan

timbul gas dan raeksi eksoterm karena menghasilkan panas.

Proses Anodisasi

awal

Pada awalnya larutan H2SO4 berwarna coklat jernih dan alumunium yang telah terhubung ke travo masih belum mengalami perubahan

apa pun.

Proses Anodisasi

akhir (30 menit)

Pada akhir proses terbentuk serbuk-serbuk hitam yang mengapung di permukaan air

H2SO4 dan juga ada yang sedikit menempel di permukaan logam. Warna larutan H2SO4

berubah kehitaman dan keruh.

Proses pewarnaan

Proses dilakukan pada suhu 55-60°C di dalam larutan kunyit (20gr/L) yang telah disaring. Tidak nampak terjadi reaksi atau perubahan apapun. Ada gelembung yang timbul karena

proses berlangsung sambil dilakukan pemanasan.

Pewarnaan (5 menit)

Logam nampak sama seperti hasil akhir anodizing. Ada sedikit busa kekuningan yang

menempel namun tidak melekat pada permukaan alumuium.

Pewarnaan (10 menit)

Busa yang menempel lebih banyak namun tetap warna larutan tidak nampak melekat

pada alumunium.

Pewarnaan (15 menit)

Nampak sama saja dengan hasil pewarnaan selama 10 menit.

Pewarnaan (20 menit)

Nampak sama dengan hasil pewarnaan selama 15 menit

Sealer (menit awal)

Aquades menjadi sedikit kekuningan. Busa pada permukaan alumuium masih nampak

menempel walau sedikit.

Sealer (10 menit)

Busa yang menempel di permuakaan nampak jadi lebih melekat daripada saat selesai proses

pewarnaan.

Sealer (Pewarnaan 5

menit)

Warna bercak hitam yang muncul saat anodizing dan orange saat pewarnaan nampak

melekat di permukaan alumunium. Namun secara keseluruhan tidak banyak berubah.

Sealer (Pewarnaan

10 menit)Sama saja seperti hasil pewarnaan 5 menit

Sealer (Pewarnaan

15 menit)Sama saja dengan hasil pewarnaan 10 menit

Sealer (Pewarnaan

20 menit)

Tidak jauh berbeda dengan hasil pewarnaan pada menit lainnya.

VI. PEMBAHASAN

Aluminium tahan karat karena di udara membentuk paduan aluminium oksida

hasil reaksi antara O2 di udara dengan permukaan logam aluminiuim. Lapisan aluminium

ini berisi oksida yang cukup kedap udara dan tidak dapat tertembus dan ini menghambat

terjadinya pengkaratan.

Agar aluminium lebih tahan terhadap karat perlu dilakukan finishing lebih lanjut

dengan melakukan anodisasi/anodixing. Lapisan oksida aluminium terbentuk secara

alami amat tipis ini membuat daya tahan meningkat, lapisan ini dapat dipertebal dengan

proses anodisasi.

Dengan cara menempatkan aluminium ke dalam larutan elektrolite (larutan yang

mudah meneruskan arus listrik) yang kemudian dialiri arus listrik.

Lapisan aluminium oksida yang terbentuk lunak dan berpori-pori, karena itu perlu proses

sealing (penutupan pori-pori) dan membentuk lapisan aluminium oksida yang keras,

terjadi proses kristalisasi dan hasil ini disebut sebagai anodixed aluminium. Semua

komponen bagian yang telah dianodisasi menjadi tahan terhadap pengaratan.

(Wargadinata, S.A. 2002).

VII.KESIMPULAN

VIII. Daftar Pustaka

http://awanl.blogspot.com/2010/12/percobaan-v.html