STADIUM GENERALE 2021: Surface Modification of Metals by Plasma Electrolytic Oxidation

Surface Modification of Metals by Plasma Electrolytic Oxidation

Jakarta. Program studi kimia melaksanakan studium generale pada hari Rabu (17/11/2021). Kegiatan dilaksanakan secara daring dengan topik pembahasan “Surface Modification of Metals by Plasma Electrolytic Oxidation”. Narasumber yang dihadirkan adalah M. Prisla Kamil, Ph.D (Yeungnam University, Korea Selatan) dan dimoderatori oleh Dr. Meyliana Wulandari (UIN Syarif Hidayatullah Jakarta). Peserta kegiatan ini adalah dosen, mahasiswa aktif kimia, alumni, dan undangan.

Acara dimulai pada pukul 09.00 oleh pembawa acara Rizka Hadriyani (Kimia 2019) dan dilanjutkan pembacaan ayat suci al-quran oleh Faizal Rachman (Kimia 2018). Sambutan pembuka disampaikan oleh kaprodi kimia Dr. La Ode Sumarlin, M.Si. Dalam sambutannya, kaprodi kimia menekankan pentingnya kegiatan pengembangan keilmuan seperti yang dilaksanakan.

Pada acara inti, narasumber memaparkan topik riset terkait Surface Modification of Metals by Plasma Electrolytic Oxidation (PEO). Pengembangan PEO dilatarbelakangi oleh pemanfaatan paduan logam yang tidak terlepas dari berbagai kelebihan dan kekurangan. Paduan logam disebut alloy, dapat berasal dari light metals seperti Al, Mg, Ti (logam yang lebih ringan dari Fe). Light metals alloy tersebut memiliki potensi elektrik yang baik, stabil secara termal dan bersifat biocompatible sehingga sangat baik jika digunakan dalam perangkat elektronik, mobil, implant, aerospace dan lainnya. Kekurangannya adalah kekuatannya rendah, bio inertia, mudah tergores dan mudah korosi. sehingga perlu dilakukan beberapa modifikasi pada permukaannya untuk meminimalisir kekurangan tersebut. Beberapa cara diantaranya seperti spin coating, chemical bath, dip coating, doctor blade, dan sebagainya. Salah satu cara yang paling eco-friendly, efisien juga menghasilkan hasil adhesi yang baik dengan cara sesederhana mungkin adalah menggunakan Plasma Electrolytic Oxidation (PEO).

Prinsip PEO adalah pembentukan plasma dipermukaan logam sehingga logam akan teroksidasi dari biloks 0 menjadi biloks yang paling stabil. Plasma tersebut dihasilkan dari adanya electrical breakdown pada lapisan dielektrik, akibat adanya tegangan tinggi (e.g 1300 watt). Proses electrical breakdown mengakibatkan material insulator menjadi konduktor dengan diiringi pelepasan plasma, dalam 3 tahapan waktu: tahap I fasa stabil, tahap II breakdown voltage dan tahap III critical voltage.

Secara microstructure, pelepasan plasma dikategorikan menjadi discharges lemah dan kuat. Discharges lemah hanya terjadi dipermukaan, sedangkan discharges kuat terjadi hingga ke dalam lapisan logam sehingga cenderung mengakibatkan kerusakan. Kekuatan discharges plasma dapat diatur dengan parameter seperti electrical condition (arus, porositas, frekuensi), substrate, serta eletrolit.

Agen pengompleks seperti EDTA dapat digunakan sebagai coating elektrolit yang menghasilkan soft plasma dengan intensitas discharge rendah dan homogen. Adanya tambahan ion pusat Cu menghasilkan perubahan warna pada hasil akhir lapisan logam, menjadi merah kecoklatan seperti pada gambar 1. Adapun mekanisme agen pengompleks juga dipelajari dengan membandingkan performa NTA (tetradentate), EDTA (hexadentate) dan DTPA (octadentate).

Untuk meningkatkan perlindungan terhadap korosi pada plat Ti, digunakan polimer konduktif dari PEDOT:PSS dengan penambahan crosslinking agent seperti asam sitrat 1%. Pencegahan korosi lainnya berasal dari pertumbuhan nanoflower Cu3(PO4)2 + BSA dibagian defect layer sehingga layer mendapat perlindungan korosi lebih baik, khususnya setelah >24 jam.

Aplikasi potensial lainnya dari fabrikasi PEO adalah menghasilkan material berperforma tinggi seperti penggunaan additive manufacturing, Al tooling sebagai alternatif baja,  compatible/ degradable implant, industry pengolahan makanan yang rawan korosi dan degradasi dan sebagainya. Selain light metals, PEO juga digunakan dalam carbon steel, Zn, Zr dan logam-logam tahan panas.

Pada sesi akhir kegiatan, dilakukan diskusi dengan peserta webinar. Sambutan positif diberikan peserta webinar terkait topik penelitian yang menarik dan aplikatif. Banyak pertanyaan dari peserta yang disampaikan dan didiskusikan secara interaktif.

Dengan adanya webinar ini, diharapkan mampu memperluas wawasan wawasan civitas akademika prodi kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Selain itu, adanya interaksi dengan akademisi dari berbagai negara dan institusi, diharapkan mampu untuk membuka jalan kerjasama di masa yang akan datang. (AFT)