Sadur elektrik

Mesin penyaduran tembaga dalam pembuatan papan litar tercetak

Sadur elektrik adalah proses yang menggunakan arus elektrik untuk mengurangkan kation logam yang terlarut membentuk lapisan logam nipis sekata pada satu elektrod. Istilah ini juga digunakan untuk pengoksidaan elektrik dari ion negatif kepada substrat pepejal misalnya dalam pembentukan argentum (perak) klorida pada dawai perak untuk membuat elektrod argentum/argentum klorida. Penyaduran elektrik digunakan terutamanya untuk mengubah sifat permukaan objek (lelasan dan ketahanhausan, perlindungan daripada penghakisan, pelinciran, kualiti estetika dan sebagainya), tapi mungkin juga akan digunakan untuk menambah ketebalan pada bahagian yang kurang atau membentuk objek melalui pengelektrobentukan.

Proses yang digunakan dalam teknik penyaduran elektrik ini dipanggil pengelektroendapan yang bertindak seakan-akan sel galvanik secara terbalik. Bahagian yang akan disadurkan adalah katod litar. Dalam salah satu teknik ini, anod dibuat dari logam untuk disadurkan pada bahagian litar tersebut. Kedua-dua komponen direndam dalam larutan elektrolit yang mengandungi satu atau lebih larutan garam logam serta ion-ion lain yang membolehkan aliran elektrik. Sebuah bekalan kuasa membekalkan arus terus kepada anod yang mengoksidakan atom logam atom yang ia terdiri dan memungkinkan mereka untuk larut dalam larutan elektrolit. Pada katod litar pula, ion logam yang terlarut dalam elektrolit dikurangkan pada antaramuka antara larutan dan katod, oleh itu "menyadurkan" katod. Kadar pelarutan anod adalah sama dengan kadar penyaduran katod melalui peredaran arus melalui litar ini. Dengan cara ini, ion-ion elektrolit akan sentiasa ditambahkan oleh anod.

Terdapat juga proses elektrik lain yang menggunakan anod yang tidak punah seperti plumbum atau karbon. Pada teknik-teknik ini, ion logam yang bakal disadurkan ini harus ditambah secara berkala di dalam larutan sebaik ion ditarik keluar daripada larutan elektrolit. Penyaduran elektrik paling biasanya digunakan untuk membuat duit syiling seperti kepingan satu sen (penny) yang terdiri daripada kepingan zink kecil dilapisi kuprum.

Proses

Kation tertarik pada anion yang ada dalam larutan elektrolit, seterusnya dikurangkan di katod untuk dikumpulkan pada plat logam yang bersifat sifar valens. Untuk teknik penyaduran tembaga misalya, kuprum dioksidakan dalam larutan asid di anod menjadi Cu²⁺ dengan ditariknya dua elektron. Cu²⁺ bergabung dengan anion SO₄²⁻ larutan untuk membentuk kuprum sulfat. Pada katod pula, Cu²⁺ dikurangkan menjadi logam kuprum dengan penambahan dua elektron. Hasilnya adalah pemindahan berkesan kuprum daripada sumber anod kepada plat yang meliputi katod.

Bahan saduran yang paling biasa digunakan adalah logam ekaunsur, bukannya pancalogam. Bagaimanapun, ada juga beberapa jenis pancalogam yang boleh diendapkan secara elektrik terutamanya loyang dan pateri.

Kesan

Penyaduran elektrik mengubah sifat kimia, fizikal dan mekanikal bahan yang dikerjakan:

• Contoh kimia: penyaduran nikel meningkatkan rintangan logam terhadap karat

• Contoh perubahan fizikal: perubahan dalam penampilan luar.

• Contoh perubahan mekanikal: perubahan dalam kekuatan tegangan atau kekerasan permukaan yang merupakan sifat perlu dalam industri pembuatan alat.
  

Penyaduran elektrik asid emas pada litar elektrik tembaga atau nikel mengurangkan rintangan sentuhan serta juga kekerasan permukaan litar. Kawasan keluli lembut yang disadurkan dengan tembaga bertindak sebagai suatu topeng seandainya hal pengerasan di bahagian sebegini tidak diinginkan. Keluli bersadur stanum (timah) turut disadurkan bersama kromium untuk mencegah penumpulan permukaan akibat pengoksidaan stanum.

Sejarah

Proses penyaduran nikel

Elektrokimia moden telah ditemukan oleh seorang ahli kimia Itlai bernama Luigi Valentino Brugnatelli pada tahun 1805. Beliau menggunakan cerucuk ciptaan rakannya Alessandro Volta yang dihasilkan lima tahun lebih awal untuk memudahkan proses pengelektroendapan yang pertama. Ciptaan Brugnatelli dipulaukan Akademi Sains Perancis dan tidak digunakan secara amnya dalam industri selama tiga puluh tahun. Pada tahun 1839, saintis Britain dan Rusia membangunkan dengan sendirinya proses pemendapan logam yang serupa dengan kaedah Brugnatelli untuk tujuan penyaduran tembaga pada plat mesin percetakan.

Kegunaan

Proses penyaduran elektrik digunakan dalam pelbagai industri untuk tujuan melapiskan benda logam dengan lapisan nipis logam yang berbeza. Lapisan logam yang dipendakkan mempunyai beberapa sifat dikehendaki yang kurang ada pada objek logam tersebut. Misalnya, penyaduran kromium dilakukan pada banyakbaramg seperti bahagian-bahagian kereta, paip mandi, pembakar dapur gas, rim roda dan sebagainya. Kromium mempunyai sifat tahan karat yang sangat tinggi memanjangkan jangka hayat barang. Penyaduran elektrik digunakan secara meluasnya dalam industri. Ia juga digunakan dalam membuat barang kemas dengan kos yang murah. Penyaduran elektrik meningkatkan jangka hayat logam serta mencegah pembentukan karat.

Rujukan

Bibliografi

• Dufour, Jim (2006). An Introduction to Metallurgy, 5th edition. Cameron.CS1 maint: ref=harv (link)