49
untuk setiap titik, adanya penyusutan anisotropik dan orientasi partikel, komposisi dari campuran dan pada proses pencetakan, dan pembentukan sampel dengan cara
dry pressing kurang teliti. Penyusutan shrinkage mengakibatkan sampel keramik alumina PA dan
alumina teknis mengalami perubahan atau pengurangan dimensi baik massa maupun volume sampel. Keadaan ini berhubungan dengan proses densifikasi
pemadatan yang terjadi saat proses sintering. Proses ini meliputi difusi atom- atom yang mengarah kepada pergerakan dari batas butir dimana ikatan terjadi
antar partikel-partikel yang berdekatan sehingga membentuk pertumbuhan leher yang mengakibatkan pusat partikel bergerak semakin dekat. Tahap penyusutan
inilah yang menyebabkan penurunan massa dan volume setelah sintering. Hal ini sesuai dengan penelitian Juliana Anggono, et al. 2008 yang
mengatakan proses sintering sangat mempengaruhi perubahan dimensi sampel shrinkage. Semakin tinggi temperatur sintering maka nilai penyusutannya
semakin meningkat. Hal ini dikarenakan oleh transport massa difusi atom antar partikel yang menyebabkan terbentuknya butir dan eliminasi pori.
4.2 Densitas Dan Porositas
Pengukuran densitas dan porositas keramik alumina dilakukan menggunakan metode archimedes mengacu pada standar pengujian ASTM C-373 88, dihitung
menggunakan persamaan 2.3-2.9. Hasil perhitungan densitas dan porositas keramik alumina yang disintering pada temperatur 1250
C, 1350 C, 1450
C, 1550
C dan 1600 C disajikan pada tabel
4.2-4.3 dan disajikan dalam bentuk
grafik pada gambar 4.2 dan 4.3.
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
50
Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Densitas dan Porositas Keramik Alumina Temperatur
Sintering C
Keramik Alumina PA Keramik Alumina Teknis
Densitas grcm
3
Porositas Densitas
grcm
3
Porositas 1250
2.578 37.15
2.693 33.52
1350 2.689
31.51 2.642
32.83 1450
2.832 27.14
2.735 30.37
1550 3.174
17.82 2.875
26.75 1600
3.489 9.097
3.082 22.76
Perbandingan densitas keramik alumina PA dan alumina teknis terhadap pengaruh temperatur sintering disajikan pada gambar 4.2
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Densitas keramik alumina PA dan Alumina teknis
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
51
Grafik pada gambar 4.2 menunjukan bahwa semakin tinggi tingkat kemurnian bahan yang digunakan, maka semakin tinggi densitas keramik yang dihasilkan.
Peningkatan temperatur sintering yang dilakukan juga menambah peningkatan nilai densitas keramik dan sebaliknya menurunkan porositas keramik alumina.
Dengan demikian tingkat kemurnian bahan dan temperatur sintering akan meningkatkan bj berat jenis keramik yang telah disinter.
Besar butir yang berbeda diantara alumina PA dan alumina teknis menjadi penyebab berbedanya hasil sintering butir dari keramik alumina yang dihasilkan.
Ukuran butir alumina PA yang digunakan adalah 150 m sedangkan alumina teknis β0 m. Selain itu, distribusi sebaran ukuran butir alumina PA jauh lebih
seragam dibanding alumina teknis. Disamping itu, nilai densitas bahan baku alumina PA yang digunakan sudah sejak awal lebih besar daripada alumina teknis.
Selain itu, serbuk alumina teknis mengandung unsur lain selain Al dan O, impuritas dan heterogenitas ini juga memiliki pengaruh terhadap proses
densifikasi yang berlangsung pada saat proses sintering, sehingga densifikasi keramik alumina teknis memakan waktu lebih lama yang menyebabkan densitas
yang tercapai lebih rendah daripada keramik alumina PA. Densitas tertinggi dimiliki oleh keramik alumina PA yang disintering pada
temperatur 1600 C yaitu 3.489 grcm
3
, dan densitas terendah pada temperatur 1250
C yaitu 2.578 grcm
3
. Densitas keramik alumina P.A dan alumina teknis pada temperatur 1250
C masih sangat rendah yaitu 2.57 gcm
3
dan 2.69 grcm
3
. Hal ini karena temperatur 1250
C adalah temperatur dibawah temperatur sintering alumina 2050
C, oleh karena itu butiran pada sebuk alumina belum sepenuhnya mengalami sintering antar butir, sehingga densifikasi belum sepenuhnya terjadi,
dengan nilai penyusutan yang kecil. Densitas tertinggi dimiliki oleh keramik alumina teknis yang disintering pada
temperatur 1600 C yaitu 3.082 grcm
3
dengan porositas sebesar 22.76. Nilai porositas pada keramik alumina teknis relatif masih sangat besar meskipun
pada sampel yang disintering pada temperatur tinggi 1600 C. Hal ini diduga
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
52
pengaruh distribusi ukuran butir yang tidak seragam dan impuritas yang
terkandung didalam serbuk alumina teknis. Penelitian yang telah dilakukan oleh Cho et al., 2000 dan Sone et al., 2001, menunjukan bahwa impuritas dan
ketidakhomogenan butiran pada alumina dapat menyebabkan pertumbuhan butir yang tidak normal. Indikasi ini yang menyebakan nilai porositas keramik alumina
teknis jauh lebih tinggi dibandingkan porositas keramik alumina PA. Baik keramik alumina PA dan alumina teknis mempunyai trend densitas dan porositas
yang sama, yaitu densitas meningkat seiring kenaikan temperatur sintering dan porositas menurun sejalan dengan peningkatan temperatur sintering.
Dari tabel 4.2 dibuat grafik hubungan perbandingan porositas keramik alumina PA dan alumina teknis terhadap temperatur sintering, dapat dilihat pada
gambar 4.3 berikut ini.
Gambar 4.3 Grafik perbandingan porositas keramik alumina PA dan alumina Teknis
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
53
Grafik pada gambar 4.3 menunjukan bahwa semakin tinggi tingkat kemurnian alumina yang digunakan, maka semakin kecil porositas keramik yang dihasilkan.
Selain kemurnian bahan baku, nilai porositas juga dapat dipengaruhi oleh temperatur sintering. Semakin tinggi temperatur sintering, maka porositas akan
semakin kecil. Nilai porositas berbanding terbalik dengan nilai penyusutan dan densitas. Adanya penurunan porositas menunjukan terjadinya proses pemadatan
dimana partikel-partikel keramik akan saling berdekatan dan bentuk pori menjadi lebih steris dan ukurannya mengecil sehingga menyebabkan porositas menurun.
Keramik alumina yang disintesa pada temperatur sintering 1250 C memiliki
nilai porositas paling besar dibandingkan temperatur sintering lain. Mengingat titik lebur alumina sangat tinggi yaitu pada temperatur 2050
C, maka pada saat sintering 1250
C energi yang diberikan belum cukup besar untuk mengaktifkan transfer materi. Hal ini menyebabkan pergerakan butiran terbatas atau terhenti dan
menjadi sebab mengapa porositas alumina pada temperatur sintering 1250 C
sangat besar, yaitu baik alumina P.A maupun alumina teknis adalah 37.15 dan 33.52. Demikian pula pengaruh temperatur sintering 1350
C dan 1450 C, baik
alumina P.A maupun alumina teknis masih memiliki porositas yang relatif tinggi yaitu 31.51 dan 32.82 pada temperatur 1350
C serta 27.14 dan 30.37. pada temperatur 1450
C. Hal ini karena lingkungan sintering yang belum cukup untuk sepenuhnya membuat butir-butir serbuk bersintering.
Pada temperatur sintering 1550 C diduga sudah mulai terjadi pergerakan
butir, berasal dari transfer energi yang cukup besar untuk terjadinya sintering antar butir
. Porositas pengaruh temperatur sintering 1550
C keramik alumina PA dan alumina teknis adalah 17.82 dan 26.75. Temperatur sintering 1600
C memiliki porositas paling kecil dibandingkan dengan 4 temperatur sintering
sebelumnya. Meningkatnya temperatur sintering yang hingga mencapai 1600 C,
menyebabkan terjadinya sintering antar butir yang menyebabkan penyusutan serta peningkatan rapat massa densitas. Hal ini menyebabkan pori mengecil.
PDFill PDF Editor with Free Writer and Tools
54
4.3 Struktur Mikro
