2.4 KEGUNAAN KERAMIK ALUMINA
Keramik alumina kegunaannya cukup luas, yaitu digunakan di bidang mekanik bearing, cutting tools, pelapis bagian dalam pompa inner linning, di
bidang elektronik bahan isolator listrik, substrat elektronik, di bidang refraktori sebagai bahan tahan panas pada tungku pembakaran, di bidang medis sebagai
biomaterial yang inert Gernot K, 1988. Keramik yang dibuat pada penelitian ini diarahkan untuk pemakaian bahan refraktori, yaitu untuk komponen pada tungku
pembakaran, misalnya : bahan Roller Kiln, alas pembakaran, cawan pembakaran, dan lain-lain.
2.5 PEMBUATAN KERAMIK
Material keramik pada umumnya berupa senyawa polikristal yang proses
pembuatannya dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu 1 preparasi serbuk, 2 pembentukan, 3 pembakaran sintering Yet Ming Chiang, 1997
Parameter-parameter dalam proses pembuatan keramik tergantung pada jenis keramik yang akan dibuat, bidang aplikasinya, dan sifat-sifat yang
diharapkan. Proses pembuatan keramik tradisional memiliki parameter yang berbeda dibandingkan dengan proses pembuatan keramik teknik. Pada proses
pembuatan keramiktradisional hanya diperlukan bahan baku alam dengan tingkat kemurniaan yang tidak tinggi sedangkan pada proses pembuatan keramik teknik
diperlukan bahan baku dengan tingkat kemurniaan tinggi serta terkontrol agar diperoleh sifat-sifat bahan yang sesuai dalam pengaplikasiannya.
Muhammad Rais : Studi Analisis Simulasi Tentang Korelasi Suhu Sintering Dan Persentase Aditif Mullit…,2007 USU e-Repository © 2008
2.5.1 Preparasi Serbuk
Pada proses preparasi serbuk beberapa faktor yang menentukan sifat produk keramik adalah kemurniaan bahan, homogenitas, dan kehalusan serbuk.
Teknik preparasiserbuk keramik dikelompokkan menjadi 3 macam, yaitu : konvensional, kimia basah larutan, dan preparasi dalam fasa gas Gernot K,
1988. Salah satu teknik yang diterapkan adalah teknik konvensional, teknik ini berupa penvampuran padatan-padatan solid-solid mixing yang umumnya
digunakan di industri-industri keramik. Proses penghalusan dan homogenisasinya dilakukan dalam satu tahap dengan menggunakan alat penggiling, yaitu ball mill.
Waktu penggilingan berpengaruh terhadap tingkat homogenitas dan kehalusan serbuk. J.S. Read, 1988
2.5.2 Proses Pembuatan
Ada beberapa cara proses pembentukan keramik tergantung bentuk dan ukuran yang dikehendaki J.S. Read, 1988, yaitu : cetak tekan die pressing,
ekstrusi, dan cetak cor slip casting. Proses pembentukan keramik yang digunakan adalah dengan cara cetak tekan. Cara ini cocok digunakan untuk
membuat bentuk yang tebal dan sederhana. Dalam proses ini ditambahkan bahan pembantu seperti misalnya bahan perekat cellulose polyvinyl, alcohol dan bahan
pelumas asam stearat. Proses cetak tekan dilakukan dengan arah tekanannya ke satu arah saja.
Muhammad Rais : Studi Analisis Simulasi Tentang Korelasi Suhu Sintering Dan Persentase Aditif Mullit…,2007 USU e-Repository © 2008
Gambar 2.3. Skema Pembentukan dengan cara tekan satu arah
2.5.3 Proses Pembakaran Sintering
Proses Sintering pada keramik adalah suatu proses pemadatankonsolidasi dari sekumpulan serbuk pada suhu tinggi yang mendekati titik leburnya. Dengan
melalui proses ini terjadi perubahan struktur mikro seperti pengurangan jumlah dan ukuran pori, pertumbuhan butir grain growth, peningkatan densitas, dan
penyusutan shrinkage Randall M.G, 1991. Sintering merupakan tahapan pembuatan keramik yang sangat penting dan menentukan sifat-sifat produk
keramik. Faktor-faktor yang menentukan proses dan mekanisme sintering antara lain adalah jenis bahan, komposisi, bahan pengotornya, dan ukuran partikel.
Proses sintering dapat berlangsung apabila :
a. Adanya transfer materi di antara butiran yang disebut proses difusi.
b. Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi, energi
tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran sehingga terjadi kontak dan ikatan yang sempurna Ristic M.M, 1979, Randall M.G, 1991.
Muhammad Rais : Studi Analisis Simulasi Tentang Korelasi Suhu Sintering Dan Persentase Aditif Mullit…,2007 USU e-Repository © 2008
Energi yang menggerakkan proses sintering disebut gaya dorong driving force yang ada hubungannya dengan energi permukaan butiran . Gaya dorong
tersebut dapat diilustrasikan sebagai dua buah bola dengan ukuran yang sama saling kontak dengan ukuran kontak x seperti yang ditunjukkan gambar 4
Randall M.G, 1991.
Gambar 2.4. Model Dua Buah Sebagai Dua Butiran Saling Kontak
Proses perpindahan materi difusi selama proses sintering ditunjukkan pada Gambar 5. Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering, yaitu :
difusi volume, difusi permukaan, difusi batas butir, dan difusi secara penguapan dan kondensasi Randall M.G, 1991. Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan
memberikan efek terhadap perubahan sifat fisis bahan setelah sintering antara lain : perubahan densitas dan porositas, penyusutan, dan pembesaran butir. Proses
sintering keramik melalui beberapa tahapan seperti ditunjukkan pada gambar 5 beriku ini Randall M.G, 1991 :
Muhammad Rais : Studi Analisis Simulasi Tentang Korelasi Suhu Sintering Dan Persentase Aditif Mullit…,2007 USU e-Repository © 2008
Gambar 2.5. Pola tahapan proses sintering pada keramik
Adapun tahapan-tahapan pada proses sintering adalah : 1.
Tahapan Awal. Partikel-partikel keramik saling kontak satu dan yang lainnya setelah proses pencetakan.
2. Tahapan Awal Sintering. Pada tahapan ini sintering mulai berlangsung
dan permukaan kontak kedua partikel semakin lebar. Perubahan ukuran butiran pori belum terjadi.
3. Tahapan Pertengahan Sintering. Pori-pori pada batas butir saling menyatu
dan terjadi pembentukan kanal-kanal pori dan ukuran butir mulai membesar.
4. Thapan Akhir Sintering. Pada tahapan ini batas butir bergerak dan terjadi
pembesaran ukuran butiran sampai kanal-kanal pori tertutup dan sekaligus terjadi penyusutan.
Muhammad Rais : Studi Analisis Simulasi Tentang Korelasi Suhu Sintering Dan Persentase Aditif Mullit…,2007 USU e-Repository © 2008
Peningkatan densitas dan penyusutan lebih banyak disebabkan oleh adanya difusi volume dan difusi batas butir Randall M.G, 1991. Laju penyusutan
dipengaruhi oleh waktu dan suhu sintering. Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas dan porositas saling
berlawanan. Apabila suhu sintering makin tinggi maka kekuatan mekanik dan ukuran butir makin besar, sedangkan porositas dan sifat listriknya menurun.
Densitas meruapakan ukuran kepadatan dari suatu material. Ada dua macam densitas, yaitu bulk density dan true density densitas teori Randall M.G,
1991. Dalam hal ini yang diukur adalah bulk density, meruapan sampel yang berdasarkan volume sampel termasuk dengan pori atau rongga.
2.6 KARAKTERISASI MATERIAL KERAMIK
Kategori