PENGARUH RAPAT ARUS TERHADAP KOMPOSISI DAN MORFOLOGI PERMUKAAN LAPISAN KOMPOSIT NI-TIN DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEKTRODEPOSISI

Muhammad Rishadi; Esmar Budi; Iwan Sugihartono

doi:10.21009/03.1101.FA12

Authors

Muhammad Rishadi Program Studi Fisika, Fakultas Matematika Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jl. Rawamangun Muka, Jakarta Timur 13220, Indonesia
Esmar Budi Program Studi Fisika, Fakultas Matematika Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jl. Rawamangun Muka, Jakarta Timur 13220, Indonesia
Iwan Sugihartono Program Studi Fisika, Fakultas Matematika Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jl. Rawamangun Muka, Jakarta Timur 13220, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.21009/03.1101.FA12

Abstract

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh rapat arus terhadap komposisi dan morfologi permukaan lapisan komposit Ni-TiN yang telah terbentuk. Proses pelapisan ini menggunakan metode elektrodeposisi selama 30 menit dan suhu sebesar 45 pada substrat Tungsten Karbida dengan komposisi larutan elektrolit yang terdiri dari NiCl₂.6H₂O 0.17 M, NiSO₄.₆H₂O 0.38 M, TiN 6 gr/L, H₃BO₃ 0.49 M, dan Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) 0,6 gr/L. Elektroda yang digunakan yaitu Platina (Pt) sebagai elektroda pembanding dan Tungsten Karbida (WC) sebagai elektroda kerja. Variasi rapat arus yang digunakan yaitu 0,4 mA/mm², 0,6 mA/mm² dan 0,8 mA/mm². Selanjutnya, dilakukan karakterisasi morfologi dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil menunjukkan semakin meningkatnya rapat arus maka morfologi permukaan lapisan akan semakin halus, dan untuk komposisi yang diuji menggunakan Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) yaitu mendapatkan hasil unsur yang terdeteksi seusai dengan yang direncanakan seperti Ni dan TiN.

Kata-kata kunci: Elektrodeposisi, Lapisan komposit Ni-TiN, Rapat Arus

Abstract

This study aims to analyze the effect of current density on the composition and surface morphology of the formed Ni-TiN composite layer. This coating process uses the electrodeposition method for 30 minutes and a temperature of 45℃ on a Tungsten Carbide substrate with an electrolyte solution composition consisting of 0.17 M NiCl₂.6H₂O, 0.38 M NiSO₄.6H₂O, 6 gr/L TiN, 0.49 M H₃BO₃, and Sodium Dodecyl. Sulfate (SDS) 0.6 gr/L. The electrodes used are Platinum (Pt) as the reference electrode and Tungsten Carbide (WC) as the working electrode. The variations in current density used are 0.4 mA/mm², 0.6 mA/mm² and 0.8 mA/mm². Furthermore, morphological characterization was carried out using Scanning Electron Microscopy (SEM). The results show that as the current density increases, the surface morphology of the layer will be smoother, and for the composition tested using Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS), the results obtained are elements detected as planned, such as Ni and TiN.

Keywords: Electrodeposition, Ni-TiN composite layer, Current Density

References

[1] B. Li et al., “Ultrasonic-assisted electrodeposition of Ni-Cu/TiN composite coating from sulphate-citrate bath: Structural and electrochemical properties,” Ultrasonic Sonochem, vol. 58, p. 104680, 2019, doi: 10.1016/j.ultsonch.2019.104680.
[2] I. Lopez-Cabanas et al., “High throughput optimization of hard and tough TiN/Ni nanocomposite coatings by reactive magnetron sputter deposition,” Surface and Coatings Technology, vol. 418, pp. 1-25, 2021, doi: 10.1016/j.surfcoat.2021.127226.
[3] M. S. Kusuma, A. D. Sasanti, “Kelangsungan hidup dan pertumbuhan benih ikan gabus (Channa striata) yang diberi ikan rucah berbeda sebagai pakan,” Jurnal Akuakultur Rawa Indonesia, vol. 5, np. 1, pp. 13-24, 2017.
[4] S. Liu et al., “Residual stresses and mechanical properties of Si3N4/SiC multilayered composites with different SiC layers,” Boletín de La Sociedad española de cerámica y vidrio, vol. 56, no. 4, pp. 147-154, 2017, doi: 10.1016/j.bsecv.2016.11.003.
[5] S. A. Budi et al., “Komposisi Dan Morfologi Permukaan Lapisan Komposit Ni-TiAlN Elektrodeposisi,” Pros. Bid. Fis., pp. 348-353, 2015.
[6] J. Sun et al., “A Review on Binderless Tungsten Carbide: Development and Application,” Nano Micro Letters, vol. 12, no. 1, pp. 1-37, 2020.
[7] Nasution et al., “Pengaruh karaginan dari rumput laut merah (Eucheuma cottonii) asal Provinsi Aceh sebagai edible coating terhadap ketahanan buah,” Al-Kimia, vol. 7, no. 2, pp. 100-112, 2019.
[8] J. G. Portillo et al., “Synthesis of nanostructured Nickel compounds on conductive metallic substrates,” Materials Letters, vol. 257, p. 126676, 2019, doi: 10.1016/j.matlet.2019.126676.
[9] M. Kartal et al., “Production of pulse electrodeposited Ni-TiC nanocomposite coatings,” Materials Today: Proceedings, vol. 4, no. 7, pp. 6982-6989, 2017, doi: 10.1016/j.matpr.2017.07.028.
[10] E. Budi et al., “Effect of Temperature on Electrodeposited Nickel Nitride Composite Coatings,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 1428, no. 1, p. 012015, 2020, doi: 10.1088/1742-6596/1428/1/012015.
[11] Oktaviani et al., “ Pengaruh Kuat Arus Terhadap Morfologi Permukaan Lapisan Komposit Ni-TiN/Si3N4 Denganmenggunakan Metode Elektrodeposisi,” In: Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal), vol. 7, p. SNF2018-PA-36-39, 2018.
[12] S. Wahyudi et al., “Pengaruh Konsentrasi Tembaga dan Rapat Arus terhadap Morfologi Endapan Elektrodeposisi Tembaga,” Al-Kimia, vol. 7, no. 2, pp. 176-181, 2019, doi: 10.24252/al-kimia.v7i2.7818.
[13] A. Hefnawy, N. Elkhoshkhany, A. Essam, “Ni-TiN and Ni-Co-TiN composite coatings for corrosion protection: Fabrication and electrochemical characterization,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 735, pp. 600-606, 2018, doi: 10.1016/j.jallcom.2017.11.169.