tinggi, sedangkan untuk pembuatan keramik teknik diperlukan bahan baku dengan kemurnian tinggi serta terkontrol agar diperoleh sifat-sifat bahan yang diinginkan sesuai
dengan aplikasinya.
2.4.1 Preparasi Serbuk Keramik
Pada proses preparasi serbuk beberapa faktor yang menentukan sifat produk keramik adalah : kemurnian bahan, homogenitas, dan kehalusan serbuk. Teknik preparasi serbuk
keramik yang digunakan adalah teknik kimia basahlarutan. Proses ini dilakukan melalui percampuran dalam bentuk larutan, sehingga akan diperoleh tingkat
homogenitas yang lebih tinggi. Metode ini dapat dikelompokan menjadi dua yaitu : metode desolvent dan metode presipitasi. Metode desolvent dilakukan dengan cara
mencampurkan beberapa sistem larutan kemudian diubah menjadi serbuk dengan cara pelepasan bahan pelarutnya solvent secara fisika yaitu melalui
pemanasanpendinginan secara cepat supaya tidak terjadi proses separasi kation- kationnya [Reed, 1988, Yoshitaka, 1989]. Contoh dari metode ini antara lain : freeze
drying, liquid drying dan spray drying [Mazdlyasnl, 1982]. Metode presipitasi adalah proses pemisahan bahan terlarut solute dari larutan dengan cara pengendapan. Untuk
mengubah endapan menjadi serbuk dilakukan proses pemanasan atau kalsinasi. Contoh dari metode ini antara lain : coopresipitasi, sol gel [Reynen, 1986].
2.4.2 Proses Pembuatan Keramik
Proses pembentukan bahan keramik dibedakan menurut keadaan massa yang akan dibentuk massa cair, massa kental, massa plastik, massa setengah kering dan massa
kering.
Awan Maghrifah : Pembuatan Keramik Paduan Zirkonia ZrO2 dengan Alumina Al2O3 dan Karakterisasinya. USU e-Repository © 2008.
Berdasarkan keadaan massa bahan maka teknik pembentukan atau pencetakan dapat dibedakan menjadi :
1. Cetak basah wet pressing 2. Cetak panas hot pressing
3. Cetak kering dry pressing 4.
Rubber Mold Pressing 5.
Tape casting Dalam penelitian ini dipakai adalah proses cetak kering dengan menggunakan metode
cetak tekan [Reed, 1987].
2.4.3 Proses Pembakaran Sintering
Sintering merupakan salah satu langkah pada proses produksi keramik, dimana kualitas suatu produk keramik sangat ditentukan sekali pada tahap ini. Sintering adalah suatu
proses pembakaran keramik setelah melalui proses pencetakan sehingga diperoleh suatu produk keramik yang kuat dan lebih padat. Suhu pembakaran pada proses sintering
sangat tergantung sekali dengan jenis bahan keramik, umumnya disekitar 80-90 dari titik lebur campuran bahan baku yang digunakan. Selama berlangsungnya proses
sintering akan terjadi pengurangan pori, penyusutan dan perubahan ukuran butir. Terjadinya pengurangan pori dan pertumbuhan butir grain growth selama proses
sintering akibat proses difusi diantara butir. Jenis proses difusi akan memberikan efek terhadap perubahan sifat-sifat fisis yaitu perubahan densitas, porositas, penyusutan dan
ukuran butir. Umumnya peningkatan densitas, pengurangan pori dan penyusutan disebabkan karena adanya difusi volum dan difusi batas butir. Akibatnya material
Awan Maghrifah : Pembuatan Keramik Paduan Zirkonia ZrO2 dengan Alumina Al2O3 dan Karakterisasinya. USU e-Repository © 2008.
keramik yang setelah mengalami proses sintering akan semakin padat. Faktor-faktor yang menentukan proses dan mekanisme sintering antara lain : jenis bahan, komposisi,
bahan pengotornya dan ukuran partikel. Menurut Reynen, 1979 dan Ristic, 1989 proses sintering dapat berlangsung apabila :
1. Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi 2. Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi, energi tersebut
digunakan untuk menggerakan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan yang sempurna.
Energi untuk menggerakan proses sintering disebut gaya dorong driving force yang ada hubungannya dengan energi permukaan butiran . Gaya dorong tersebut dapat
diilustrasikan dari dua buah bola yang berukuran sama yang saling kontak dengan ukuran kontak x seperti ditunjukan pada Gambar 2.3. Gaya dorong untuk terjadinya
kontak tersebut dapat bersifat tekan bila lekukan kontak neck tersebut cembung dan bersifat tarik bila lekukan kontak neck tersebut cekung [Ristic, 1989].
Gambar 2.3. Model Dua Bola Saling Kontak Dengan Pembentukan Leher Kontak neck [Ristic, 1989].
Awan Maghrifah : Pembuatan Keramik Paduan Zirkonia ZrO2 dengan Alumina Al2O3 dan Karakterisasinya. USU e-Repository © 2008.
Persamaan gaya dorong dapat ditulis [Ristic, 1989] :
x γ
σ = ...........................................
2.1 Gaya dorong tersebut diperoleh melalui pemberian energi yang dalam hal ini berupa
pemberian panas dari luar pada suatu proses pembakaran. Energi permukaan partikel persatuan volum berbanding terbalik dengan ukuran partikel [Ristic, 1989, William,
1991]. Berarti proses sintering dari partikel-partikel halus akan lebih cepat dibandingkan partikel-partikel yang besar atau densitas sinternya semakin tinggi.
Proses perpindahan materi difusi selama proses sintering ditunjukkan pada Gambar II.4. ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu [Ristic, 1989,
William, 1991] : difusi volum, difusi permukaan, difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi. Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek
terhadap perubahan sifat fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan : densitas, porositas, penyusutan dan pembesaran butiran.
1 Difusi permukaan 2,5,6 difusi volume 3 penguapan kondensasi 4 difusi batas butir grain boundary diffusion
Gambar 2.4 Mekanisme Perpindahan Materi Selama Sintering [Ristic, 1989, William, 1991].
Awan Maghrifah : Pembuatan Keramik Paduan Zirkonia ZrO2 dengan Alumina Al2O3 dan Karakterisasinya. USU e-Repository © 2008.
Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses sintering material keramik adalah : Porositas, densitas, sifat listrik, kekuatan mekanik, dan ukuran
butir. Hubungan antara parameter tersebut terhadap suhu sintering untuk keramik secara umum ditunjukan pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Hubungan Suhu Sintering Terhadap Perubahan Sifat –Sifat Material Keterangan : 1 Porositas, 2 Densitas, 3 Sifat listrik, 4 Kekuatan Mekanik, 5
Ukuran butir grain Size [Ristic, 1987]
Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas dan porositas saling berlawanan, suhu sintering semakin tinggi maka densitas, kekuatan mekanik dan ukuran butir
semakin besar sedangkan porositas dan sifat listrik menurun.
Awan Maghrifah : Pembuatan Keramik Paduan Zirkonia ZrO2 dengan Alumina Al2O3 dan Karakterisasinya. USU e-Repository © 2008.
2.5 KARAKTERISASI MATERIAL KERAMIK
