Preparasi, Deposisi dan Pelapisan TiC

a b c d e f g h i Gambar 16. Gambar arc saat proses pelapisan dengan TIG menggunakan Ar sebagai gas pelindung; pada arus 10 A a, pada arus 40 A b dan pada arus 70 A c; menggunakan He sebagai gas pelindung pada arus 10 A d, pada arus 40 A e, dan pada arus 70 A f; menggunakan Ar-He sebagai gas pelindung g pada arus 10 A g, pada arus 40 A h dan pada arus 70 A i. a b c Gambar 17. Gambar simulasi suhu arc plasma yang dihasilkan oleh TIG dengan gas argon a, helium b dan campuran argon-helium c Spille, 2009. Berdasarkan simulasi arc plasma pada Gambar 17, diketahui bahwa suhu arc plasma yang dihasilkan oleh TIG bisa mencapai 20.000 K jika dilakukan pada satu titik selama 8 detik Schnik et al , 2006. Namun dalam penelitian ini jarak elektroda dengan permukaan substrat dijaga kira-kira 2 cm dengan waktu sekitar 1 detik, yang berarti suhu arc terestimasi jauh di bawah 20.000 K. Apabila dilihat dari kristalinitas TiC pada difraktogram XRD Gambar 19 dan 21, suhu arc diestimasi mencapai 1289 o C. Swift and Koc, 1999. Dalam penelitian Schnik et al. 2006, dikatakan bahwa jenis gas pelindung berbeda menghasilkan karakteristik arc yang berbeda pula. Misalnya pada argon, dengan laju alir gas yang kecil dapat menghasilkan arc yang tajam dan suhu sangat tinggi di sekitar elektroda, sehingga sangat cocok untuk aplikasi pelapisan atau pengelasan yang membutuhkan suhu tinggi, selain itu penggunaan gas pelindung argon mengurangi abrasi yang terjadi pada elektroda Schnik et al , 2006. Pada penelitian Traidia et al . 2011 juga dikatakan bahwa arc yang dihasilkan ga sarogn memiliki bentuk mirip bel sehingga memiliki wilayah cakupan arc yang lebih luas dibanding helium. Pada gas helium, membutuhkan laju alir gas yang lebih tinggi untuk dapat menghasilkan arc bersuhu tinggi. Karakteristik arc yang dihasilkan oleh helium adalah cenderung tumpul pada laju alir rendah, sehingga tidak mudah menyebabkan kerusakan pada substrat. Namun apabila dilihat dari segi ekonomis, helium kurang disarankan untuk digunakan sebagai gas pelindung karena selain biaya untuk pengadaan gas yang terlampau mahal, helium juga menyebabkan abrasi pada elektroda Schnik et al , 2006. Untuk campuran argon dengan helium, karakteristik arc yang dihasilkan lebih mendekati karakteristik dari argon yaitu arc yang berbentuk mirip bel namun karena adanya pengaruh dari gas helium, menyebabkan bentuk arc menjadi sedikit lebih ramping jika dibandingkan dengan pada gas argon saja Traidia et al , 2011. Pada penelitian Traidia et al . 2011, dijelaskan bahwa penambahan gas helium pada gas argon menyebabkan bertambahnya aliran panas dan densitas panas menjadi semakin besar sehingga suhu maksimum yang dicapai menjadi lebih tinggi Tridia et al , 2011.

B. Optimasi Kondisi Pelapisan Lapisan TiC

1. Variasi Gas Pelindung Variasi gas pelindung dilakukan untuk mengetahui gas pelindung mana yang menghasilkan arc paling baik serta properti hasil pelapisan yang paling baik. Variasi gas pelindung dilakukan dengan menggunakan gas Ar, He dan campuran Ar-He. Gambar hasil pelapisan pada variasi gas pelindung ditunjukan pada Gambar 18: a b c d Gambar 18. Gambar hasil pelapisan dengan variasi gas pelindung pada substrat besi berukuran 2×2 cm tanpa post-treatment a, gas Ar b, gas He c, dan campuran gas Ar-He d. Gambar 18a menunjukan hasil deposisi TiO 2 -karbon pada substrat besi tanpa post-treatment secara visual dapat terlihat area pelapisan tengah memiliki kontur yang paling halus. Sedangkan 18b, c dan d secara visual memiliki kontur yang lebih kasar karena sudah melalui proses pelapisan. Perbedaan secara visual ini kemungkinan dapat disebabkan karena terhamburnya sebagian pelapis TiO 2 -karbon pada saat pelapisan, sehingga menghasilkan kontur pelapisan yang kurang merata. Untuk mengetahui terbentuk atau tidaknya TiC pada hasil pelapisan, dilakukan analisis kristalinitas dari TiC menggunakan X-Ray Diffraction XRD. Adapun analisis XRD secara kualitatif dilakukan dengan membandingkan 2 Ɵ dari TiC pada substrat yang telah dilapisi dengan TiC standar JCPDS dari Joint Committee on Powder Diffraction Standard . Hasil analisis didapatkan nilai 2 Ɵ terhadap intensitas. Gambar 19 adalah difraktogram TiC hasil pelapisan dengan variasi gas pelindung pada arus 10 A dan laju alir 5 Lmin: