29
Tergantung pada kekerasan logam yang diuji. Hal-hal yang menghalangi keuntungan pemakaian metode vickers adalah :
1. Uji ini tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian ini sangat lamban.
2. Memerlukan persiapan permukaan benda uji. 3. Terdapat pengaruh kesalahan manusia yang besar pada penentuan panjang
diagonalnya. Keuntungan metode vickers :
Indentor dibuat dari bahan yang cukup keras sehingga dimungkinkan dilakukan untuk berbagai jenis logam.
Memberikan hasil berupa skala kekerasan yang kontinu dan dapat digunakan untuk menentukan kekerasan pada material yang sangat lunak.
Dapat dilakukan untuk benda-benda dengan ketebalan yang sangat tipis sampai 0.006 inchi.
Harga kekerasan yang didapat dari uji vickers tidak bergantung pada besar beban identor.
56
2.8 Fracture Tougness K
IC
Fracture Toughness merupakan kemampuan material untuk menahan beban atau deformasi yang terjadi akibat retak dengan memperhatikan faktor cacat
material, geometri material, kondisi pembebanan, dan tentunya property material yang digunakan. Secara umum, fracture toughness merupakan ketangguhan retak
suatu material untuk mengevaluasi kemampuan komponen yang mengandung cacat untuk melawan fracture pecahpatah. Besarnya nilai fracture toughness
dipengaruhi oleh ketebalan suatu material. Semakin tebal suatu material maka nilai fracture toughness akan semakin besar akan tetapi jika tebal material
melebihi batas kritis maka akan menyebabkan nilai fracture toughness cenderung konstan. Ketebalan suatu material dipengaruhi oleh kondisi pembebanan, jika
56
William Calister, Material and Science Engineering : An Introduction”, 6th edition,
John Wiley Sons, Inc., 2003
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
30
beban yang diberikan merupakan plain strain regangantarikan maka akan membutuhkan nilai ketebalan yang lebih besar sedangkan jika beban yang
diberikan merupakan plane stress tekanan maka membutuhkan nilai ketebalan yang relatif lebih kecil.
57
2.9 Penyusutan Massa dan Volume 2.9.1 Susut Massa
Pengukuran susut massa dilakukan pada sampel uji yang berbentuk pelet dengan massa awal sebelum dibakar.
Susut massa = x 100
Dimana : m
o
= massa sebelum dibakar m
s
= massa sesudah dibakar
2.9.2 Susut Volume
Pengukuran susut volume dilakukan pada benda uji berbentuk pelet dengan volume awal sebelum dibakar.
Susut massa = x 100
Dimana : V
o
= volume sebelum dibakar V
s
= volume sesudah dibakar
57
Putu Aditya Setiawan, Fracture Toughness, pada http:putukebaronga.blogspot.com201105fracture-toughness.html diakses pada 28 Agustus
2014 pukul 11.40 WIB
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
31
2.10 KARAKTERISASI MATERIAL 2.10.1 SEM
Scanning Electron Microscopy
Mikrajuddin dan Khairurrijal 2009 menyatakan, SEM adalah salah satu jenis mikroskop elektron yang menggunakan berkas elektron untuk menggambar
profil permukaan benda. Prinsip kerja SEM adalah menembakan permukaan benda dengan berkas elektron berenergi tinggi. Permukaan benda yang dikenai
berkas akan memantulkan kembali berkas tersebut atau menghasilkan elektron sekunder ke segala arah. Tetapi ada satu arah dimana berkas dipantulkan dengan
intensitas tertinggi. Detektor di dalam SEM mendeteksi elektron yang dipantulkan dengan intensitas tertinggi. Arah tersebut memberi informasi profil permukaan
benda seperti seberapa landai dan kemana arah kemiringan. Pada saat dilakukan pengamatan, lokasi permukaan benda yang ditembak dengan berkas elektron di-
scan ke seluruh area daerah tembak pengamatan. Sehingga dapat dibatasi lokasi pengamatan dengan melakukan zoom in atau zoom out. Berdasarkan arah pantulan
berkas pada berbagai titik pengamatan maka profil permukaan benda dapat dibangun menggunakan program pengolahan gambar yang ada dalam komputer.
Gambar. 2.11 Dalam SEM berkas elektron berenergi tinggi mengenai permukaan material. Elektron pantulan dan elektron sekunder dipancarkan kembali dengan
sudut yang bergantung pada profil permukaan material.
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
32
SEM memiliki resolusi yang lebih tinggi daripada mikroskop optik. Hal ini disebabkan oleh panjang gelombang de broglie yang dimiliki elektron lebih
pendek daripada gelombang optik. Makin kecil gelombang yang digunakan maka makin tinggi resolusi mikroskop. Panjang gelombang de broglie
elektron adalah = h p, dengan h konstanta planck dan p adalah momentum elektron. Momentum
elektron dapat ditentukan dari energi kinetik melalui hubungan K = p
2
2m, dengan K energi kinetik elektron dan m adalah massanya.
58
Trewin 1988 dalam Nuha 2008 menyatakan, SEM terdiri dari sebuah senapan elektron yang
memproduksi berkas elektron pada tegangan dipercepat sebesar 2-30 kV. Berkas elektron tersebut dilewatkan pada beberapa lensa elektromagnetik untuk
menghasilkan image berukuran, ~10 nm pada sampel yang ditampilkan dalam bentuk film fotografi atau ke dalam tabung layar.
59
Diagram skematik dan cara kerja SEM digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.12 Gambar Skematik SEM
58
Mikrajuddin Abdullah and Khairurrijal. Review : Karakteristik Nanomaterial. Jurnal Nanosains dan Nanoteknologi. Vol 2 No. 1, Februari 2009. Bandung : Jurnal Nanosains dan
Nanoteknologi, 2008
59
Nuha Desi Anggraeni, Analisis SEM dalam Pemantauan Proses Oksidasi Magnetite menjadi Hematite, Seminar Nasional VII Rekayasa dan Aplikasi Teknik Mesin di Industri,
Bandung : ITN, 2008, h. 52
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
33
Nuha 2008 menyatakan, SEM sangat cocok digunakan dalam situasi yang membutuhkan pengamatan permukaan kasar dengan pembesaran berkisar antara
20 – 500.000 kali. Sebelum melalui lensa elektromagnetik terakhir scanning
raster mendefleksikan berkas elektron untuk men-scan permukaan sampel. Hasil scan ini tersinkronisasi dengan tabung sinar katoda dan gambar sampel akan
tampak pada area yang di-scan. Tingkat kontras yang tampak pada tabung sinar katoda timbul karena hasil refleksi yang berbeda-beda dari sampel. Sewaktu
berkas elektron menumbuk permukaan sampel sejumlah elektron direfleksikan sebagai backscattered electron BSE dan yang lainnya membebaskan
membebaskan energi rendah secondary electron SE. Emisi radiasi elektromagnetik dari sampel timbul pada panjang gelombang yang bervariasi,
tetapi pada dasarnya panjang gelombang yang lebih menarik untuk digunakan adalah daerah panjang gelombang cahaya tampak cathodoluminescence dan
sinar-x. Elektron-elektron BSE dan SE yang direfleksikan dan dipancarkan sampel dikumpulkan oleh sebuah scintillator yang memancarkan sebuah pulsa
cahaya pada elektron yang datang. Cahaya yang dipancarkan kemudian diubah menjadi sinyal listrik dan diperbesar oleh photomultiplier. Setelah melalui proses
pembesaran, sinyal tersebut dikirim ke bagian grid tabung sinar katoda. Scintillator biasanya memiliki potensial sebesar 5-10 kV untuk mempercepat
energi rendah yang dipancarkan elektron agar cukup untuk mengemisikan cahaya tampak ketika menumbuk scintillator. Scintillator harus dilindungi agar tidak
terkena defleksi berkas elektron utama yang memiliki potensial tinggi. Pelindung metal yang mengandung metal gauze terbuka yang menghadap sampel
memungkinkan hampir seluruh elektron melalui permukaan scintillator.
60
60
Ibid., h. 52-53
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
34
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan selama 8 bulan. Pada bulan Maret –September 2014
di laboratorium Pusat Teknologi Material PTM, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi BPPT, Puspitek, Serpong, Tangerang.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a. Spatula
Berfungsi sebagai sendok untuk mengambil bahan. b. Cawan
Berfungsi sebagai tempat meletakan sampel saat pengovenan. c. Oven
Berfungsi untuk mengeringkan sampel setelah mengalami pencampuran dan pencetakan.
d. Timbangan Digital Berfungsi untuk menimbang massa bahan.
e. Ayakan Test Sieve Berfungsi untuk menyaring serbuk sesuai dengan ukuran yang diinginkan
dengan mesh 625. f. Botol kecil
Berfungsi untuk wadah untuk mencampur bahan dengan binder yang akan dikompaksi.
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
