23 yang terbentuk berwarna hitam serta kandungan karbonnya meningkat menjadi
80. Proses pengarangan secara praktis berhenti pada suhu 400 °C. 4. Batasan D adalah suhu pemanasan 500 °C, terjadi proses pemurnian arang,
Pemanasan diatas 700
o
C hanya menghasilkan berupa gas.
2.3 Keramik Berpori
Salah satu sifat penting dari keramik adalah porositasnya. Keramik berpori mempunyai rongga-rongga kecil yang dapat dirembesi oleh fluida khususnya udara atau air.
Keramik yang digunakan sebagai membran memiliki pori dengan rentang ukuran antara 1 um hingga mendekati 1mm. Rentang ukuran tersebut termasuk dalam kategori liquid
phase pore atau spatial pore atau disebut juga macropore. Berbagai teknik telah dilakukan untuk membuat keramik dengan pori ukuran mikro, beberapa diantaranya
adalah melalui drying bersuhu rendah. Selain itu dapat juga dilakukan dengan pembakaran untuk menghilangkan bahan organik dan meninggalkan pori. Sementara cara
pencetakan forming method dapat dilakukan baik dengan slip casting atau dry pressing. Dua keping keramik dapat memilki komposisi yanng sama tetapi kerapatannya berbeda
jika yang satu berpori dan yang lainnya tidak berpori S, Kurnia, 2006. Keramik berpori
dapat diperoleh dengan mencampurkan bahan organik produk semen, produk beton, produk gips, produk asal keramik ,atau dengan mencampurkan zat aditif dengan serbuk
bahan keramik. Setelah pembentukan dan pembakaran dihasilkan hasil ukuran pori yang bersesuaian.
2.3.1 Aplikasi Keramik Berpori
Keramik berpori dapat dimanfaatkan sebagai filter dalam penuangan logam cair, sebagai katalisator yang di tempatkan dalam sistem gas buang kendaraan bermotor dan membran.
Penggunaan keramik alumina berpori sebgai filter penuangan logam cair, karena titik lebur keramik sangat tinggi 2040
o
C, tidak mudah berdeformasi pada suhu tinggi, dan tidak mudah terjadi kontaminasi dengan unsur lain. Keramik berpori dapat dimanfaatkan
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
24 juga dalam dunia otomotif sebagai katalisator gas buang pada kendaraan bermotor.
Keramik berpori dipilih sebagai katalisator dalam saluran gas buang kendaraan bermotor karena tahan terhadap suhu tinggi, mampu menahan getaran selama pemakaian dan yang
utama mampu mengikat hidrokarbon. Keramik berpori adalah keramik yang sengaja
dibuat berongga porinya berkisar 30 – 70 dan berfungsi sebagai media filter Etty Marti Wigayati dan Pardamean Sebayang, 1997. Trend ke depannya adalah keramik
zebagai catalyst carrier untuk industri perminyakan misalnya porous alumina untuk catalyst carrier pada proses hydro cracking minyak mentah, keramik berpori untuk
keramik sebagai filter air dan gas buang pada otomotif Pardamean Sebayang dan Anggito P. Tetuko, 2006 . Teknologi otomotif dimasa mendatang diharuskan
memproduksi mesin yang menghasilkan gas buang dengan zero emisi.
2.3.2 Karakterisasi Keramik Berpori
Untuk mengetahui sifat-sifat dan kemampuan suatu material maka perlu dilakukan pengujian dan analisis. Beberapa jenis pengujian dan analisis yang dibahas untuk
keperluan penelitian ini antara lain: pengujian sifat fisis densitas, susut bakar, porositas, penyerapan air, koefesien ekspansi termal, pengujian sifat mekanis kuat tekan, kuat
patah, dan analisa struktur yang menggunakan XRD X-Ray Diffraction dan SEM Scanning Electron Microscope.
2.3.2.1 Sifat Fisis
2.3.2.1.1 Susut Bakar
Susut bakar adalah terbentuknya pori-pori pada saat proses pembakaran akibat dari menguap atau terurainya air atau pun bahan lain yang mudah menguap atau terurai
Wiryasa, Sudarsana, dan Kusuma W, 2007 . Rumus yang digunakan untuk
mengetahui susut bakar adalah sebagai berikut :
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
25 Susut bakar =
100 x
Vo Vt
Vo -
2.1
Dimana : Vo = Volume sampel uji sebelum disintering cm
3
Vt = Volume sampel uji setelah sintering cm
3
2.3.2.1.2 Densitas
Densitas merupakan ukuran kepadatan dari suatu material atau sering didefenisikan sebagai perbandingan antara massa m dengan volume v dalam hubungannya dapat
dituliskan sebagai berikut: M M. Ristic, 1979
2.2 Dimana:
ρ = Densitas grcm
3
m = Massa sampel gr v = Volume sampel cm
3
Dalam pelaksanaannya terkadang sampel yang diukur mempunyai ukuran bentuk yang tidak teratur sehingga untuk menentukan volumenya menjadi sulit, akibatnya nilai
kerapatan yang diperoleh tidak akurat. Oleh karena itu untuk menghitung nilai densitas suatu material yang memiliki bentuk yang tidak teratur bulk density digunakan metode
Archimedes yang persamaannya sebagai berikut: ASTM C 373
air kw
g k
k
x M
M M
M Densitas
r -
- =
2.3
Dimana :
k
M = Massa sampel kering setelah dilakukan pengeringan dalam oven selama 3 jam dengan suhu 100
O
C gram
kw
M = Massa kawat penggantung sampel gram
g
M
= Massa sampel digantung dalam air gram ρ
air
= Massa Jenis Air = 1 grcm
3
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
26
2.3.2.1.3 Porositas
Porositas dapat diartikan sebagai fraksi ruang kosong di dalam padatan berpori. Perolehan nilai porositas dengan menggunakan percobaan Archimedes dapat diperoleh
dengan menggunakan persamaan: ASTM C 373
100 x
M M
M M
M Porositas
kw g
k k
b
- -
- =
2.4
Dengan
k
M = Massa sampel kering setelah dilakukan pengeringan dalam oven selama 3 jam dengan suhu 100
O
C.
b
M = Massa sampel setelah direbus dalam air selama 3-5 jam gram
kw
M = Massa kawat penggantung sampel gram
g
M
= Massa sampel digantung dalam air gram
2.3.2.1.4 Penyerapan Air
Penyerapan Air merupakan suatu proses dimana suatu partikel terperangakap kedalam struktur suatu media dan seolah-olah menjadi bagian dari keseluruhan media tersebut.
Daya serap yang dimaksud adalah kemampuan bahan untuk menyerap air per satuan luas permukaan bahan. Daya serap bahan sebanding dengan porositas bahan, semakin besar
porositas bahan maka daya serap semakin besar, demikian pula sebaliknya. Perolehan nilai penyerapan air dengan menggunakan percobaan Archimedes dapat diperoleh dengan
menggunakan persamaan : ASTM C 373
100 x
M M
M air
Penyerapan
k k
b
- =
2.5
Dimana :
k
M = Massa sampel kering setelah dilakukan pengeringan dalam oven selama 3 jam dengan suhu 100
O
C.
b
M = Massa sampel setelah direbus dalam air selama 3-5 jam gram
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
27
2.3.2.1.5 Koefesien Ekspansi Termal
Sifat ekspansi termal suatu bahan material sangat penting karena ada kaitannya dengan aplikasi material tersebut. Perubahan panjang terhadap panjang awal sampel yang
berhubungan dengan suhu T disebut sebagai koefesien ekspansi thermal. Koefesien
ekspansi termal dapat ditentukan melalui persamaan berikut: ASTM E 228
2.6
Dimana: a
m =
Koefisien Ekspansi Termal ΔLL
o
= Perubahan panjang terhadap panjang awal T
2
– T
1
= Temperatur akhir – Temperatur awal
o
C
2.3.2.2 Sifat Mekanik
2.3.2.2.1 Kuat Patah
Kekuatan patah sering juga disebut Modulus of Rupture MOR yang menyatakan ukuran beban terhadap tekanan mekanis. Kuat patah sampel dapat diukur dengan menggunakan
alat uji Universal Testing Machine UTM. Kekuatan patah sampel dihitung dengan
persamaan berikut: ASTM C 133- 97
MOR MPa =
2
2 3
b x
a x
L x
P x
2.7
Dimana : MOR = Kekuatan patah MPa P = Beban gaya yang diberikan pada sampel Kgfcm
2
L = Jarak tumpuan sampel cm a = Lebar penampang sampel cm
b = Tebal penampang sampel cm
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
28
2.3.2.2.2 Kuat Tekan
Kuat tekan suatu material didefenisikan sebagai kemampuan material dalam menahan beban atau gaya mekanis sampai terjadinya kegagalan failure. Pengujian kuat tekan
dapat dilihat pada gambar 2.6. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine UTM. Kuat tekan sampel dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut : ASTM C 773
Kuat tekan C =
A F
2.8
Dimana : C = Kuat Tekan Compressive strength MPa
F = Beban Maksimum Kgf A = Luas bidang permukaan cm
2
2.4 Analisa Mikrostruktur
