Nama : Qurratul Ain N. NPM : 1006660245 APLIKASI

Nama : Qurratul Ain N.
NPM : 1006660245
APLIKASI ELECTROLESS & THERMAL SPRAY COATING
Electroless Coating
Electroless merupakan proses plating yang tidak menggunakan listrik dalam
proses pelapisannya. Pelapisan yang terjadi karena adanya reaksi oksidasi dan reduksi
pada permukaan barang, sehingga terbentuk lapisan logam yang berasal dari garam
logam tersebut. Karena tidak menggunakan bantuan arus listrik dalam pertukaran
electron, proses pelapisan yang terjadi berjalan lebih lambat, sehingga untuk
mempercepat pelapisan, temperature proses harus tinggi, bisa mencapai 90oCelcius.
Reaksi redoks ini adalah reaksi yang biasa, hanya istimewanya terjadi antar 2
lapisan PCB (Printed Circuit Board) atas dan bawah. Hubungan antar satu circuit
dengan circuit lainnya yang berbeda lapisan (dihubungkan) oleh lubang(hole) yang
dilakukan dengan menggunakan proses yang namanya electroless (tanpa aliran listrik).
Jadi lapisan satu (atas) dan lapisan lainnya (bawah) dihubungkan oleh penghantar
(tembaga) dengan proses electroless tersebut. Biasanya menggunakan katalis
palladium.
Gambar 1. Prinsip umum electroless coating
Logam yang biasanya digunakan untuk electroless adalah nikel, tembaga, dan
emas. Elektroless nikel (ENi) merupakan proses otokatalitik yaitu terjadinya endapan
yang kontinu karena reduksi kimia dari ion nikel yang berasal dari dalam larutan
dengan bantuan zat reduktor yang juga terkandung di dalam larutan. Karena reaksi
terjadi pada antar-muka dari larutan dan permukaan yang katalitik, maka ada dua
kondisi yang harus depenuhi, yaitu :
1.
Antar muka harus bersifat katalitik yang aktif agar oksidasi dapat terjadi
2. Reaktan harus leluasa bermigrasi agar reaksi berjalan kontinu dan berpropagasi
sendiri.
Salah satu keunggulan lapisan hasil elektroles bila dibandingkan dengan lapisan
hasil eleklroplating adalah lapisan elektroles memiliki ketebalan yang serba sama di
setiap bagian permukaan dengan bentuk dan geometri yang kompleks. Memiliki sifatsifat fisik mupun mekanik yang sangat baik antara lain ketahanan korosi yang tinggi,
ketahanan aus, kekerasan permukaan, sifat magnetik, dan tahanan listrik (electrical
resistivity). Proses ENi dapat dilakukan pada beberapa jenis logam dasar, misal baja
karbon, baja lunak, baja tahan karat, aluminium, tembaga dan paduannya bahkan
bisa juga dilakukan pada plastik.
Aplikasi produk ENi antara lain pada industri elektronika, komputer, otomotif,
kimia, dan masih banyak lagi. Berikut ini adalah beberapa contoh produk yang
memanfaatkan lapisan ENi :
 Diferential pinion shaft
 Piston rem baja
 Silinder roda
 Magnetic data storage computer
 Aluminium disc memory electronic
 Konektor aluminium
Di bawah ini adalah diagram prosentase penggunaan ENi untuk berbagai bidang.
Sebagian besar ENi digunakan untuk melapisi bahan komputer, alat-alat elektronik,
dan otomotif.
Hasil Lapisan pada Electroless Nickel bukan berupa lapisan Nickel murni,
melainkan berupa alloy. Adapun jenis alloynya tergantung pada jenis pereduksinya.
Bila menggunakan sodium hypophosphite, maka terbentuk alloy Phosphorus-Nickel
(3 – 5 % Phosphorus), dan bila menggunakan Sodium Borohydrate atau Amine
Borane terbentuk alloy Boron-Nickel (5 – 7 % Boron).
Keunggulan Electroless Nickel dibandingkan Electroplating Nickel, adalah
lapisan yang terbentuk merata di semua permukaan, dan lapisan yang terbetuk lebih
ductile (lemas). Makin tinggi temperature proses electroless nickel, semakin ulet
lapisan yang terbentuk. Proses Electroless Nickel ada yang menggunakan Brightener
untuk menghasilkan lapisan yang kilap. Tapi untuk electroless nickel yang digunakan
dalam Plating Plastik umumnya tidak kilap dan dalam suhu ruangan, karena hanya
digunakan sebagai lapisan awal, untuk kilapnya menggunakan acid copper.
Larutan electroless nickel lebih stabil dibandingkan larutan electroless copper,
oleh sebab itu banyak digunakan dalam chrome plastic atau chrome aluminium.
Kemudian lapisan phosphorus-nickel dengan proses lebih lanjut dapat menghasilkan
lapisan ultra black nickel yang mempunyai daya absorbs panas matahari yang sangat
tinggi, sehingga bisa digunakan untuk melapisi pipa tembaga dari solar water heater.
Thermal Spray Coating
Thermal spray coating adalah suatu proses di mana bahan dalam bentuk serbuk
atau kawat logam dan nonlogam dideposisikan dalam kondisi cair atau setengah cair
pada suatu permukaan yang telah disiapkan sebelumnya. Material yang telah
diatomisasi menggunakan semburan gas membentuk deposit tersebut menghasilkan
lapisan dengan tebal beberapa micron sampai beberapa milimeter. Lapisan material
yang
dihasilkan
akan
mempunyai
sifat
mekanis
melebihi material logam dasarnya. Thermal spray
dapat digambarkan sebagai gabungan/kombinasi antara
pemanfaatan energi panas untuk pemanasan atau
peleburan dan energi kinetik untuk mengalirkan dan
mendispersikan leburan atau lelehan yang diarahkan ke
permukaan benda kerja. Energi panas dapat dihasilkan
secara kimiawi , pembakaran bahan bakar dan oksigen, Listrik ataupun dari radiasi.
Sumber energi kinetik yang compatible dengan thermal spray adalah gas jet. Gas jet
dapat digunakan sebagai pemanas dan atau mempercepat lelehan.
JENIS-JENIS THERMAL SPRAY
Berdasarkan sumber panas yang dipakai dibagi menjadi :
1. Combustion : Yaitu sumber panas yang dipakai dihasilkan dari pembakaran bahan
bakar dengan oksigen. Bahan tambahnya bisa berupa wire ( kawat ) dan powder.
2. Plasma : Yaitu sumber panas yang dipakai kombinasi dari pembakaran bahan bakar
dan oksigen dengan plasma. Plasma adalah gas yang luminous dengan derajad
pengantar arus dan kapasitas termis yang tinggi, yang dapat menampung
temperatur jauh diatas 5000oC. Plasma pada hakekatnya terdiri dari molekulmoklekul, elektron-elektron dan berbagai ion sebagai hasil pemecahan atom atau
molekul.Elektron yang sangat gesit itu dipercepat dengan kenaikan tegangan
didalam berkas nyala plasma, sehingga memberikan sebagian tenaganya sewaktu
terjadi tumburan dengan atom-atom gas, sehingga temperatur gas dapat naik
hingga mencapai 10.000o C hingga 20.000o C
3. Arc spray : Yaitu sumber panasnya dari energi listrik. Bahan tambahnya berupa
wire. Arus listrik yang dipakai yaitu arus searah (DC) dengan tegangan 30 V – 50 V,
besarnya arus tergantung dari diameter wire yang dipakai 100 A hingga 300 A.
Prinsip kerja arc spray yaitu dengan mengkonsletkan wire (Kawat) yang disambung
kekutub (+) dengan wire yang disambung kekutub (-) di gun , sehingga timbul
hubungan pendek yang mengakibatkan melelehnya wire tersebut, bersamaan itu
disemprotkan angin bertekanan, dan hal ini berlangsung secara terus menerus.
Berdasarkan Kecepatan partikelnya di bagi menjadi :

Low Velocity : Kecepatan partikelnya 50-100 m/dtk

High velocity : atau sering disingkat HVOF (High velocity oxyfuel ), yang
kecepatan partikelnya bisa mencapai 200-1000 m/dtk
KEUNTUNGAN & APLIKASI THERMAL SPRAY
Thermal spray coating merupakan salah satu teknik yang saat ini banyak
digunakan untuk rekayasa permukaan yang berfungsi baik sebagai proteksi permukaan
dan pengembangan bahan tingkat lanjut. Keuntungan dari proses ini adalah :
1) Dibandingkan dengan proses lainnya seperti PVD (Physical Vapour Deposition),
CVD (Chemical Vapour Deposition), Brazing, Clading dan Electroplating adalah
laju deposisi yang tinggi, dapat dilakukan pada kondisi atmosfer, beragam jenis
bahan dapat dideposisikan dengan mudah sesuai dengan aplikasi yang diinginkan
2) Lebih ramah lingkungan karena Thermal spray coating tidak memiliki limbah
buangan yang berbahaya pada lingkungan seperti pada hard chrome.
3) Tidak menimbulkan bending / kebengkokan atau menimbulkan kerusakan ditempat
lain.
4) Thermal spray dapat diaplikasikan untuk perlindungan korosi yang diakibatkan dari
oksidasi. Hal ini dapat diaplikasikan di konstruksi-konstruksi yang berada di pinggir
laut, diatas rik yang mana tempat – tempat tersebut sangat potensial terjadinya
korosi, material yang umum dipakai yaitu Alluminium dan zinc. Dengan metal
spray alluminium atau zinc, life time dari anti korosi ini jauh lebih lama dibanding
dengan coating cat biasa, hal ini akan mengurangi cost perawatan konstruksi.
Proses Thermal spray coating secara umum melindungi logam dasar pada
kondisi lingkungan dengan tingkat merusak yang tinggi. Proses ini telah digunakan
secara luas pada aplikasi industri seperti : industri logam, kertas dan pulp, printing
(termasuk offset dan flexographic), industri kimia dan petrokimia, tekstil, otomotif
dan transportasi, industri pengoahan makanan, elektronik, medikal, pembangkit
energi/listrik, hingga luar angkasa. Setiap jenis coating yang dipilih diharapkan dapat
memiliki satu atau beberapa fungsi, seperti : ketahanan aus (wear resistance),
ketahanan panas atau oksidasi (heat or oxidation resistance), ketahanan korosi,
ketahanan terhadap konduktivitas elektrik, dan restorasi dimensi.
Proses Thermal spray dapat dikelompokkan dalam suatu grup yang terdiri dari
beberapa proses di mana serbuk atau kawat logam dideposisikan pada suatu
permukaan dengan menggunakan sumber panas berupa energi listrik atau energi
kimia. Pemilihan proses thermal spray didasarkan kepada aplikasi yang akan
digunakan. Sebagai contoh untuk aplikasi anti korosi, proses yang paling tepat adalah
dengan menggunakan arc spraying sebab material yang akan dideposisi adalah
metallic coating yang akan memiliki melting temperature yang rendah. Pertimbangan
lain adalah kemudahan dalam operasi.
Jenis-jenis Material Coating :
 Alumunium – Zinc
 Cooper – Stainlles
 Ceramic Oxide - Tunsten Carbide
 Chrome Steel – Babbit
 Nickel
Referensi :
http://isjd.pdii.lipi.go.id/index.php/Search.html?act=tampil&id=58217&idc=7
http://www.freepatentsonline.com/6638564.html
http://www.memsnet.org/mems/processes/deposition.html
http://www.metalindoabadi.com/category/artikel/electroless-plating-artikel/
http://www.mail-archive.com/[email protected]/msg14692.html
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353809002541
https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:3To74qRi_1cJ:elib.pdii.lipi.go.id/katal
og/index.php/searchkatalog/downloadDatabyId/7032/7032.pdf+prinsip+thermal+sp
ray+adalah&hl=en&gl=id&pid=bl&srcid=ADGEESh1Ayp4SjGr5BqDhjSK9jsjd8IjfSbou
shNwOUj6YR1-oA8qofJfS-ldBKZd2y1LiCQzbRJka54HZAFd6C2a5kFYcbZupDv6nhCfF6psIEemNIN5OAcHEWUgw6N7MOoWwQx
qL0&sig=AHIEtbTk94An9B8V7s2dsvhyQsWWbd3OPQ