1. Bahan Baku 2. Variabel Penelitian 3. Preparasi Sampel

Khairul Sakti : Pembuatan Komposit Metal Al Alloy Nano Keramik Sic Dan Karakterisasinya, 2009 USU Repository © 2008

BAB III METODOLOGI

III. 1. Bahan Baku

Material komposit MMC Al-SiC dibuat dengan teknik metalurgi serbuk menggunakan bahan baku serbuk Al alloy Al alloy A 356.2 yang dibeli dari pasaran dan serbuk SiC dengan ukuran partikel 50 nm yang dapat dibeli dari lokal market. Sebagai bahan pembantu antara lain: bahan wetting agent digunakan aluminium nitrat, [AlNO 3 3 p.a., E Merck], dan ethanol p.a sebagai media pencampur.

III. 2. Variabel Penelitian

Variabel penelitian pada pembuatan material komposit Al-SiC antara lain: komposisi bahan baku dan suhu sintering. Variasi komposisi pencampuran bahan baku ditunjukan pada tabel III. 1. Tabel III.1. Komposisi pencampuran bahan baku Kode sampel SiC massa Al alloy massa A 0 100 B 2 98 C 5 95 D 10 90 E 15 85 Khairul Sakti : Pembuatan Komposit Metal Al Alloy Nano Keramik Sic Dan Karakterisasinya, 2009 USU Repository © 2008 Sedangkan variasi suhu pembakaran sintering dibuat: 500, 550, 600, 650, dan 700 o C, masing-masing pada suhu tersebut ditahan selama 1 jam dan laju kenaikan suhu adalah sebesar 10 o Cmenit. Variabel tetap adalah jumlah aditif wetting agent sebesar 1 berat dari jumlah total bahan baku.

III. 3. Preparasi Sampel

Preparasi sampel untuk pembuatan sampel uji material komposit MMC dari paduan Al alloy dan nano partikel SiC melalui metoda metalurgi serbuk ditunjukkan pada diagram alir pada gambar III.1. SiC Partikel, 50 nm Wetting agent AlNO 3 3 Ethanol C 2 H 5 OH Pencampuran magnetic stirrer Pengeringan 60 C Serbuk Al alloy A 356.2 Serbuk SiC yang di coating AlNO 3 3 Penimbangan Pencampuran magnetic stirrer, 50 C Pengeringan 60 C Penekanan Cold Compaction Sintering Argon atmosfer 500, 550, 600, 650, 750 C Pengujian Ethanol C 2 H 5 OH 1. Densitas, Porositas 2. Kuat Tekan, Kuat Patah 3. Kuat Tarik, Kekerasan Vickers 4. Koef. Ekspansi Termal 5. Analisa XRD dan SEM Khairul Sakti : Pembuatan Komposit Metal Al Alloy Nano Keramik Sic Dan Karakterisasinya, 2009 USU Repository © 2008 Gambar III.1. Diagram alir pembuatan dan pengujian material Al – SiC Serbuk SiC berukuran 50 nm, larutan AlNO 3 3 dan ethanol dicampur dengan menggunakan magnetic stirrer pada kondisi suhu 50 o C. Kemudian larutan tersebut dikeringkan di dalam oven pada suhu 60 o C selama 24 jam. Hasil yang diperoleh adalah serbuk SiC yang sudah terlapisi coating AlNO 3 3 yang disebut partikel SiC p . Proses selanjutnya adalah proses pencampuran mixing antara bahan baku matriks serbuk aluminium alloy yang berukuran 200 mesh dan bahan penguat reinforce partikel SiC p sampai merata homogen. Pencampuran dilakukan di dalam beaker glass dengan menggunakan magnetic stirrer sebagai media pengaduknya. Pencampuran dilakukan dengan cara wet mixing artinya pada saat pencampuran digunakan larutan ethanol sebagai mixing agent agar serbuk matriks Al alloy dan penguat partikel SiC p tercampur homogen. Perbandingan volume antara serbuk AlSiC p terhadap larutan ethanol adalah 1 : 2, dan proses pengadukannya dilakukan selama 30 menit. Setelah tercampur merata, kemudian dikeringkan di dalam oven selama 24 jam dengan suhu 60 C, sehingga diperoleh serbuk kering. Komposisi Khairul Sakti : Pembuatan Komposit Metal Al Alloy Nano Keramik Sic Dan Karakterisasinya, 2009 USU Repository © 2008 pencampuran bahan baku seperti ditunjukkan pada tabel III. 1. Pembuatan sampel uji dilakukan dengan cara cold compaction dengan menggunakan hydraulic press kapasitas 100 ton. Sebelum sampel dimasukkan kedalam cetakan, dinding cetakan terlebih dahulu dilapisi diolesi dengan asam stearat stearat acid agar mempermudah proses kompaksi penekanan, mereduksi gesekan antara serbuk logam aluminium alloy 2124 terhadap dinding cetakan, dan menghindari spesimen AlSiC p melekat pada dinding cetakan. Penambahan wetting agent atau jumlah asam stearat bahan pelicin adalah sebesar 1 berat dari jumlah total bahan baku. Campuran bahan baku matriks Al alloy A 356.2 dan penguat partikel SiC dengan berat 10 g dimasukkan ke dalam cetakan moulding dan dilakukan penekanan kompaksi sebesar 300 MPa dengan kecepatan tekanan 10 cmmenit. Proses kompaksi ditahan selama 5 menit untuk memperoleh spesimen dengan kekuatan yang mencukupi agar mudah dikeluarkan dari cetakan dan tidak hancur pada saat dipegang. Sintering merupakan suatu proses pembakaran bahan komposit agar butiran- butiran saling mengikat difusi dan terjadi penurunan nilai porositas. Pada penelitian ini variasi suhu sintering yang dilakukan adalah: 500, 550, 600, 650 dan 700 o C, di mana pada masing-masing suhu tersebut ditahan selama 1 jam. Proses sintering dilakukan dengan menggunakan tungku listrik tabung furnace yang dapat dikontrol Khairul Sakti : Pembuatan Komposit Metal Al Alloy Nano Keramik Sic Dan Karakterisasinya, 2009 USU Repository © 2008 suhu pembakarannya. Selama proses pembakaran berlangsung gas argon dialirkan ke dalam tungku untuk menghindari terjadinya proses oksidasi terhadap spesimen komposit AlSiC p , seperti diperlihatkan pada gambar III. 2. Debit gas argon yang dialirkan selama proses sintering adalah 5 litermenit dengan tekanan aliran gas 1000 kgfcm 2 , Sumber : Worral,D.,1998 Gambar III. 2. Skema Proses Sintering: 1. Gas Argon Ar, 2. Manometer regulator, 3. Tungku, dan 4. Kontrol Temperatur III. 4. Karakterisasi Karakterisasi yang dilakukan pada material komposit Al-SiC yaitu meliputi: densitas, porositas, koefesien ekspansi termal, kuat tekan, kuat patah, kuat tarik, kekerasan, analisa struktur mikro dengan X-Ray Diffraction XRD dan Scanning Electron Microscope SEM.

III. 4. 1. Densitas