BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
MASALAH
Teori-teori baru mengenai material pada skala atomik mempermudah peneliti untuk memprediksi perilaku material pada skala makroskopik dan memberikan
kemampuan untuk merancang material-material baru dengan sifat-sifat tertentu yang diinginkan. Namun analisa dan rancangan material dahulu hanya dapat dilakukan
dengan eksperimen berkali-kali yang memerlukan biaya yang sangat mahal dan waktu yang sangat lama. Selain itu, ada berbagai kondisi yang sulit atau tidak dapat
diimplementasikan, antara lain eksperimen pada suhu yang sangat tinggi atau tekanan yang sangat besar.
Dengan adanya kemajuan dalam ilmu komputer dan kemampuan komputasi yang jauh lebih kuat daripada dahulu, terbuka kemungkinan baru yaitu eksperimen
komputer atau melakukan percobaan dengan menggunakan kecanggihan komputerisasi. Eksperimen komputer adalah jembatan antara teori dan eksperimen
yang telah diterima sebagai salah satu metoda penelitian dan pengembangan material. Suatu eksperimen material secara fisik dapat didahului oleh eksperimen komputer
untuk menentukan kondisi yang dibutuhkan atau memprediksi hasilnya. Keuntungan eksperimen komputer diantaranya adalah harga yang relatif lebih murah dan dapat
melakukan pekerjaan atau perhitungan matematika dengan lebih mudah meskipun untuk sistem yang lebih kompleks. Selain itu, kemampuan eksperimen komputer
Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori..., 2008 USU e-Repository © 2008
meningkat sejalan dengan kemajuan komputer. Salah satu eksperimen komputer yang dapat dilakukan adalah menganalisa tentang hubungan suhu sintering terhadap
karakter keramik cordierite 2MgO.2A1
2
O
3
.5SiO
2
. Cordierite merupakan salah satu jenis keramik oksida dengan formula :
2MgO.2A1
2
O
3
.5SiO
2
. sifat-sifat keramik ini antara lain : material ini cukup stabil dan tahan suhu tinggi sampai suhu 1300
ûC, memiliki kekuatan mekanik yang lebih tinggi dibandingkan keramik porselin, koefisien termal ekspansi rendah 2 – 3 x 10
-6
ûC
-1
, sehingga dapat tahan terhadap kejut suhu, dan tahan korosiabrasi. Dilihat dari sifat- sifatnya tersebut maka keramik cordierite dapat dipergunakan sebagai bahan
refraktori, dan sebagai bahan filter gas buang. Sesuai dengan tuntutan zaman dalam era globalisasi maka mau tidak mau
penguasaan teknologi bersih Clean Technology pada masa sekarang dan yang akan datang harus dikuasai. Sejalan dengan tuntutan diatas maka penguasaan dan
pemilihan material yang tepat juga harus diperhatikan sehingga tidak menimbulkan dampak negatif danatau akibat sampingnya. Oleh karena itu perlu mendapat
perhatian yang serius oleh kita semua akan dampak dari gas buang baik yang berasal dari sektor industri maupun kendaraan bermotor terhadap lingkungan. Selama ini
terlihat telah terjadi kerusakan akan lingkungan dan cukup banyak sekali yang diakibatkan oleh adanya polusi gas buang. Salah satu alternatif untuk pencegahannya
adalah penggunaan filter yang mampu menyaring gas buang sehingga lingkungan bebas dari bahan-bahan polusi, seperti : debu halus, gas-gas beracun dan lain-lain.
Dengan demikian untuk memenuhi kebutuhan akan filter sebagai penyaring gas
Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori..., 2008 USU e-Repository © 2008
buang yang cenderung meningkat maka kesiapan akan litbang maupun sumber daya manusia yang mendukung tersedianya komponen tersebut harus dipenuhi.
Umumnya gas buang yang dihasilkan dari ruang bakar baik dari sektor industri tungku pembakaran maupun dari ruang bakar kenderaan bermotor memiliki
suhu yang cukup masih tinggi, yaitu sekitar : 400 – 800 ûC dan banyak mengandung
partikel-partikel halus debu, partikel karbon, gas CO, CO
2
, SO
2
,NO, dan lain- lainnya. Filter yang mampu menangkap debu halus dan partikel karbon dari gas
buang membutuhkan bahanmaterial yang berpori, juga harus kuat dan stabil, tahan suhu tinggi, tahan abrasikorosi dari gas-gas kimia dan mudah pula pembersihannya.
Cordierite tidak terdapat di alam, tetapi dapat disintesa dari reaksi padatan oksida-oksida : MgO, A1
2
O
3
, dan SiO
2
. Sumber bahan oksida-oksida pembentuk cordierite banyak dijumpai pada bahan-bahan alam di Indonesia, seperti misalnya:
sumber MgO dapat diperoleh dari bahan magnesit MgCO
3
atau dolomite, sumber A1
2
O
3
dapat diperoleh dari aluminabauksit atau kaolinit, sedangkan SiO
2
dapat diperoleh dari pasir silica. Deposit dari bahan-bahan alam tersebut cukup banyak
tersedia di bumi Indonesia, dan belum termanfaatkan secara optiomal. Mengingat akan kebutuhan filter gas buang dari bahan keramik saat
mendatang cukup tinggi maka daya dukung khususnya teknologi proses dan pabrikasi dari keramik berpori menjadi sangat penting. Pembangunan industri maupun bidang
otomotif yang ramah lingkungan saat ini maupun yang akan datang wajib menggunakan filter gas buang dalam menjaga pemanasan global. Saat ini produk dari
filter gas buang masih diimport dari Jepang, Amerika dan Australia. Padahal bahan
Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori..., 2008 USU e-Repository © 2008
baku untuk membuat filter dari bahan keramik cukup banyak tersedia di Indonesia, oleh karena itu perlu dilakukan penelitian pembuatan filter dari keramik, agar kita
tidak ketinggalan dengan teknologi yang berkembang pesat, serta mampu menguasai teknologi pembuatan filter yang nantinya dapat mensubstitusi import filter gas buang.
Material keramik yang dapat berfungsi sebagai filter gas tentunya berbeda dengan material keramik lainnya. Umumnya material keramik itu harus padat dan
kuat, tetapi sebagai filter material keramik harus dibuat berpori dan kuat agar gas-gas dapat lolos, tetapi partikel-partikel halus atau partikel karbon akan tertahan menempel
didinding pori keramik. Ada beberapa teknologi pembuatan keramik berpori antara lain dengan menambahkan bahan organik pada campuran bahan keramik, sehingga
pada saat proses pembakaran keramik bahan organik akan terurai menjadi gas dan meninggalkan jejak pori-pori pada bahan keramik.
Pada penelitian ini akan dicoba membuat simulasi komputasi dengan program mathematica 5.1 untuk melihat karakteristik keramik cordierite berpori dengan
menggunakan aditif pembentuk pori dari bahan serbuk kayu. Karena bahan serbuk kayu cukup banyak tersedia sebagai bahan limbah industri kayupengrajin kayu.
Ukuran serbuk kayu dan persentase jumlah serbuk kayu tentunya akan sangat berpengaruh terhadap ukuran pori yang terbentuk dan karakteristik dari keramik
berpori yang dihasilkan densitas, porositas, kekuatan mekanik, kekerasan, sifat termal dan struktur mikronya.
Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori..., 2008 USU e-Repository © 2008
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Kategori