115 numerik dan eksperimen. Dari komputasi numerik terlihat bahwa porositas Ca-PSZ
relatif lebih besar dari Mg-PSZ, ini menunjukkan bahwa keramik Ca-PSZ lebih berongga dibandingkan dengan Mg-PSZ. Tentu saja hal ini akan berkaitan densitas,
sehingga densitasnya menjadi lebih kecil. Dapat disimpulkan, bila porositas semakin besar maka densitas akan semakin kecil, demikian juga sebaliknya.
Nilai banding porositas secara numerik, eksperimen dan literatur dapat dilihat pada Tabel Ga, Tabel Gb dan Tabel Gc halaman 72-73.
4.3 HASIL KOMPUTASI NUMERIK KEKERASAN
Kurva menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu sintering maka semakin tingggi kekerasan keramik. Tampak dari grafik bahwa keramik Ca-PSZ lebih keras
daripada Mg-PSZ. Ini berarti ketahanan terhadap penetrasi permukaan bahan Ca-PSZ lebih besar dibandingkan dengan Mg-PSZ. Kenaikan kekerasan Ca-PSZ relatif lebih
linear dibandingkan dengan Mg-PSZ. Dan pada suhu sintering sekitar 1500
o
C , kedua jenis keramik akan memiliki kekerasan yang relatif sama yaitu sekitar 22 GPa
Nilai kekerasan yang terkomputasi sebesar 8,2393 – 27,3388 GPa untuk Ca- PSZ dan 5,0377 – 29,8253 GPa untuk Mg-PSZ. Secara eksperimen, nilai untuk Ca-
PSZ berkisar dari 8,6913 – 24,1424 GPa pada suhu sintering 1100 – 1500
o
C dengan rentang 100
o
C. Sedangkan untuk Mg-PSZ berkisar dari 5,7946 GPa – 24,1424 GPa.
Bobbin : KOmputasi Numerik Untuk Analisis Karakteristik Keramik PSZ dengan Aditif MgO, CaO Berbasis Matlab, 2008 USU e-Repository © 2008
116 Hasil komputasi numerik kekerasan Hardness ditunjukkan pada Gambar 4.3.
1100 1150
1200 1250
1300 1350
1400 1450
1500 1550
1600 5
10 15
20 25
30 Grafik KEKERASAN vs SUHU SINTERING
SUHU SINTERING
o
C KEKER
A SAN
G Pa
Ca-PSZ Mg-PSZ
Gambar 4.3 Grafik Kekerasan – Suhu Sintering
Menurut literatur, nilai kekerasan H
V
untuk Ca-PSZ sekitar 14 – 17 GPa dan untuk Mg-PSZ sekitar 10 – 14 GPa. Komputasi numerik untuk mendapatkan nilai
kekerasan menurut literatur maka suhu sintering yang tepat untuk Ca-PSZ adalah 1300 – 1400
o
C, dan Mg-PSZ adalah 1250 – 1350
o
C. Nilai banding kekerasan secara numerik, eksperimen dan literatur dapat dilihat
pada Tabel Ga, Tabel Gb dan Tabel Gc halaman 72-73.
4.4 HASIL KOMPUTASI NUMERIK KETANGGUHAN
Hasil dari komputasi numerik ketangguhan fracture toughness ditunjukkan pada Gambar 4.4. Nilai ketangguhan dari kedua jenis keramik menunjukkan kenaikan
secara linear seiring dengan pertambahan suhu sintering. Dilihat dari grafik ketangguhan fracture toughnes, keramik Ca-PSZ relatif lebih tangguh dibanding
Bobbin : KOmputasi Numerik Untuk Analisis Karakteristik Keramik PSZ dengan Aditif MgO, CaO Berbasis Matlab, 2008 USU e-Repository © 2008
117 dengan Mg-PSZ sebelum mencapai suhu sintering mendekati 1600
o
C. Hasil komputasi numerik ketangguhan untuk Ca-PSZ berkisar dari 1,8883 – 2,4944
MPa.m
12
dan untuk Mg-PSZ berkisar dari 1,4064 – 2,5355 MPa.m
12
. Sedangkan menurut hasil eksperimen sekitar 1,9008 – 2,3674 MPa.m
12
dan 1,488 – 2,3532 MPa.m
12
masing-masing untuk Ca-PSZ dan Mg-PSZ dengan suhu sintering 1100 – 1500
o
C dengan rentang 100
o
C.
1100 1150
1200 1250
1300 1350
1400 1450
1500 1550
1600 1.4
1.6 1.8
2 2.2
2.4 2.6
2.8 Grafik FRACTUR TOUGHNESS vs SUHU SINTERING
SUHU SINTERING
o
C F
R AC
T U
R T
O U
G H
N ESS
M Pa
.m 1
2
Ca-PSZ Mg-PSZ
Gambar 4.4. Grafik Ketangguhan - Suhu sintering Nilai ketangguhan untuk keramik Ca-PSZ dan Mg-PSZ menurut literatur
besarnya masing-masing 6-12 MPa.m
12
dan 6 – 20 MPa.m
12
pada suhu kamar. Jadi, sampai suhu sintering 1600
o
C nilai ketangguhan tinggal menjadi 20,79 untuk Ca- PSZ dan 12,68 untuk Mg-PSZ.
Dapat juga disimpulkan hubungan ketangguhan dan kekerasan ternyata berbanding terbalik, artinya semakin keras suatu material maka material itu akan
Bobbin : KOmputasi Numerik Untuk Analisis Karakteristik Keramik PSZ dengan Aditif MgO, CaO Berbasis Matlab, 2008 USU e-Repository © 2008
118
Bobbin : KOmputasi Numerik Untuk Analisis Karakteristik Keramik PSZ dengan Aditif MgO, CaO Berbasis Matlab, 2008 USU e-Repository © 2008
menjadi lebih getas rapuh. Ca-PSZ lebih tahan terhadap tekanan daripada Mg-PSZ tetapi lebih rapuh daripada Mg-PSZ.
Nilai banding kekerasan secara numerik, eksperimen dan literatur dapat dilihat pada Tabel Ga, Tabel Gb dan Tabel Gc halaman 72-73.
4.5 HASIL KOMPUTASI NUMERIK KEKUATAN PATAH
