Pengaruh Variasi Komposisi Al2O3 Terhadap Sifat Fisis, Mekanis, Struktur Mikro, dan Fasa dalam Pembuatan Keramik Berbasis Bentonit dan Glass Bead

52

LAMPIRAN 1
ALAT DAN BAHAN PENELITIAN
1. Alat Penelitian

High Energy Milling (HEM)

Oven

Alat true density

Peralatan Archimedes

Magnetic stirrer

Neraca digital (2 digit)

Universitas Sumatera Utara

53


Jar mill (100 ml)

Molding (diameter 16 mm)

Ball mill (120 gram)

Spatula

Bata tahan panas

Corong

Piknometer (PYREX 50 ml)

Universitas Sumatera Utara

54

Saringan


Gelas Ukur

Hair dryer

Amplas CW-1200

Penjepit

Penjepit krus

Jangka sorong digital

Universitas Sumatera Utara

55

Ultrasonic cleaner

Thermolyne furnace high temperature

KSL-1700X

X-Ray Diffraction Rigaku Smartlab

Universal Testing Machines (HT-8346
Electric Control Unit)

Particle Size Analyzer (PSA) Cilas 1190

Microhardness Tester LECO LM-100AT

Universitas Sumatera Utara

56

Optical Microscope BEST-SCOPE Pax-Com

2. Bahan penelitian

Glass bead (SiO2)


Bentonit

Al2O3 (Merck KGaA, Germany)

Resin epoksi dan Katalis MEKPO

Aquades

Universitas Sumatera Utara

57

Aseton

Toluena

Universitas Sumatera Utara

58


LAMPIRAN 2
PROSES PEMBUATAN SAMPEL KERAMIK
1. Bahan bentonit, glass bead, dan Al2O3 yang telah ditimbang

Sampel A : 0% Al2O3

Sampel B : 10% Al2O3

Sampel C : 20% Al2O3

Sampel D : 30% Al2O3

2. Proses metalurgi serbuk dengan wet milling menggunakan HEM selama 2 jam

Universitas Sumatera Utara

59
3. Sampel hasil milling dikeringkan didalam oven pada suhu 100oC selama 24 jam


4. Sampel serbuk hasil milling yang sudah dikeringkan

5. Proses kompaksi dengan metode cetak tekan (die pressing) pada tekanan 80
kgf/cm2 pada suhu ruang.
a. Sampel serbuk ditambahkan
resin dan katalis

b. Sampel serbuk diaduk sampai resin
dan katalis tercampur rata

Universitas Sumatera Utara

60

c. Sampel serbuk dimasukkan ke dalam molding dan di tekan sampai padat

d. Sampel di kompaksi menggunakan Universal Testing Machine (UTM)
selama 2 menit dan hasil cetakan berupa pelet dengan diameter 16 mm, tebal
6 mm, dan massanya 2,5 gram


e. Hasil sampel pelet sebelum sintering

A

B

C

D

f. Hasil sampel pelet setelah sintering pada suhu 900oC selama 4 jam

A

B

C

D


Universitas Sumatera Utara

61

LAMPIRAN 3
DATA HASIL PENGUJIAN SIFAT FISIS
3. True density
a. True density eksperimen
Mengukur true density dengan menggunakan rumus :

Keterangan :




� =

3−

1


2 − 1 −( 4 − 3 )

�

: true density serbuk (g/cm3)
1

: massa picnometer kosong (gram)

2

: massa picnometer diisi cairan (gram)

3

: massa picnometer diisi serbuk (gram)

4


: massa picnometer diisi serbuk dan cairan (gram)
: Densitas toluena (g/cm3)

True density eksperimen variasi komposisi aditif Al2O3 (wt%)
Perc.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3

m1
m2

m3
m4
(gram) (gram) (gram) (gram)

m3 - m1
(gram)

m2 - m1
(gram)

m4 - m3
(gram)

31.527 74.965 35.027 77.135
3.5
43.438
31.527 74.965 35.027 77.137
3.5
43.438
31.527 74.965 35.027 77.136
3.5
43.438
Al2O3 (0 wt%), ρ rata - rata
31.527 74.965 35.027 77.145
3.5
43.438
31.527 74.965 35.027 77.143
3.5
43.438
31.527 74.965 35.027 77.144
3.5
43.438
Al2O3 (10 wt%), ρ rata - rata
31.527 74.965 35.027 77.150
3.5
43.438
31.527 74.965 35.027 77.151
3.5
43.438
31.527 74.965 35.027 77.149
3.5
43.438
Al2O3 (20 wt%), ρ rata - rata
31.527 74.965 35.027 77.155
3.5
43.438
31.527 74.965 35.027 77.157
3.5
43.438
31.527 74.965 35.027 77.154
3.5
43.438
Al2O3 (30 wt%), ρ rata - rata

42.108
42.110
42.109
42.118
42.116
42.117
42.123
42.124
42.122
42.128
42.130
42.127

ρ
ρ
toluena serbuk
(g/cm3) (g/cm3)
0.8669 2.281
0.8669 2.284
0.8669 2.283
2.283
0.8669 2.298
0.8669 2.295
0.8669 2.296
2.296
0.8669 2.307
0.8669 2.309
0.8669 2.305
2.307
0.8669 2.316
0.8669 2.319
0.8669 2.314
2.316

Universitas Sumatera Utara

62

b. True density teori
1. True density Bentonit

= 2,70 g/cm3

2. True density Glass bead = 2,50 g/cm3
3. True density Al2O3

= 3,96 g/cm3

4. True density campuran dihitung dengan persamaan :

Keterangan :
��

�� = (X wt%) � + (Y wt%) � + (Z wt%) �
: densitas campuran (g/cm3)

� ,� ,�

: densitas bentonit, glass bead, Al2O3 secara teori (g/cm3)

X, Y, Z (wt%) : dampel bentonit, glass bead, Al2O3

True density teori variasi komposisi aditif Al2O3 (wt%)
Y (wt%)

50



2.70

45



� campuran

Z (wt%)

50



2.50

0

3.96

2.60

2.70

45

2.50

10

3.96

2.736

40

2.70

40

2.50

20

3.96

2.872

35

2.70

35

2.50

30

3.96

3.008

X (wt%)

(g/cm3)

Kesimpulan nilai true density secara eksperimen dan teori :
� teori

Al2O3 (wt%)

� eksperimen
(g/cm3)

(g/cm3)

50

0

2.28

2.60

45

45

10

2.30

2.73

40

40

20

2.31

2.87

35

35

30

2.32

3.01

Komposisi

Komposisi

Komposisi

bentonit (wt%)

glass bead (wt%)

50

Universitas Sumatera Utara

63

4. Bulk density
Mengukur bulk density dengan menggunakan rumus :

Keterangan :


� =



�

: bulk density pelet (g/cm3)
: massa kering pelet (gram)
: massa basah pelet (gram)



: densitas aquades (g/cm3)

Suhu aquades = 28oC dan suhu sinter = 900oC
Bulk density variasi komposisi Al2O3 (wt%)

1
2
3
Rata-rata

mk
(gram)
2.115
2.116
2.114
2.115

mb
(gram)
1.140
1.143
1.141
1.141

1
2
3
Rata-rata

2.102
2.102
2.102
2.102

1.213
1.214
1.215
1.214

1
2
3
Rata-rata

2.104
2.106
2.105
2.105

1.223
1.224
1.223
1.223

1
2
3
Rata-rata

2.113
2.113
2.112
2.113

1.230
1.232
1.231
1.231

Perc.

mk – mb
(gram)

ρ aquades
(g/cm3)

ρ pelet
(g/cm3)
Al2O3
(0 wt%)

0.974

0.996262

2.1640
Al2O3
(10 wt%)

0.888

0.996262

2.3582
Al2O3
(20 wt%)

0.882

0.996262

2.3785
Al2O3
(30 wt%)

0.882

0.996262

2.3872

Universitas Sumatera Utara

64

5. Porositas dan water absorption
Mengukur porositas dengan menggunakan rumus :
�=



�=





× 100%

Mengukur water absorption dengan menggunakan rumus :

Keterangan :




× 100%

: porositas pelet (g/cm3)
: water absorption pelet (g/cm3)
: massa kering pelet (gram)
: massa basah pelet (gram)
: massa basah di udara pelet (g/cm3)

Porositas dan water absorption variasi komposisi Al2O3 (wt%)
Suhu sinter = 900oC

1
2
3
Rata-rata

mk
(gram)
2.115
2.116
2.114
2.115

mb
(gram)
1.140
1.143
1.141
1.141

mbu
(gram)
2.226
2.220
2.217
2.221

1
2
3
Rata-rata

2.102
2.102
2.102
2.102

1.213
1.214
1.215
1.214

2.170
2.168
2.169
2.169

1
2
3
Rata-rata

2.104
2.106
2.105
2.105

1.223
1.224
1.223
1.223

2.163
2.162
2.164
2.163

1
2
3
Rata-rata

2.113
2.113
2.112
2.113

1.230
1.232
1.231
1.231

2.164
2.165
2.165
2.165

Perc.

mbu – mk mbu – mb
(gram)
(gram)

Porositas
(%)

Water
absorption (%)

0 wt% Al2O3
0.106

1.080

9.8178

5.0118

10 wt% Al2O3
0.067

0.955

7.0157

3.1874

20 wt% Al2O3
0.058

0.940

6.1724

2.7553

30 wt% Al2O3
0.052

0.934

5.5694

2.4613

Universitas Sumatera Utara

65

LAMPIRAN 4
DATA HASIL PARTICLE SIZE ANALYZER (PSA)
1. Penambahan 0 wt% Al2O3

Universitas Sumatera Utara

66

2. Penambahan 10 wt% Al2O3

Universitas Sumatera Utara

67

3. Penambahan 20 wt% Al2O3

Universitas Sumatera Utara

68

4. Penambahan 30 wt% Al2O3

Universitas Sumatera Utara

69

LAMPIRAN 5
GAMBAR HASIL OPTICAL MICROSCOPE (OM)
1. Penambahan 0 wt% Al2O3

2. Penambahan 10 wt% Al2O3

Universitas Sumatera Utara

70

3. Penambahan 20 wt% Al2O3

4. Penambahan 30 wt% Al2O3

Universitas Sumatera Utara

71

LAMPIRAN 6
DATA HASIL X-RAY DIFFRACTION (XRD)

Universitas Sumatera Utara

72

Universitas Sumatera Utara

73

Universitas Sumatera Utara

74

Universitas Sumatera Utara

75

LAMPIRAN 7
HASIL PENGUJIAN KEKERASAN METODE VICKERS
1. Penambahan 0 wt% Al2O3
Pengukuran pertama

Pengukuran kedua

Universitas Sumatera Utara

76

Pengukuran ketiga

2. Penambahan 10 wt% Al2O3
Pengukuran pertama

Universitas Sumatera Utara

77

Pengukuran kedua

Pengukuran ketiga

Universitas Sumatera Utara

78

3. Penambahan 20 wt% Al2O3
Pengukuran pertama

Pengukuran kedua

Universitas Sumatera Utara

79

Pengukuran ketiga

4. Penambahan 30 wt% Al2O3
Pengukuran pertama

Universitas Sumatera Utara

80

Pengukuran kedua

Pengukuran ketiga

Universitas Sumatera Utara