HASIL PENGUJIAN DENSITAS DAN POROSITAS

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 HASIL PENGUJIAN DENSITAS DAN POROSITAS

Kurva hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 90 Al 2 O 3 -10 Al 2 TiO 5 diperlihatkan pada Gambar IV.1 sebagai berikut. Gambar IV.1. Hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 90 Al 2 O 3 -10 Al 2 TiO 5 Dari kurva tersebut diatas terlihat bahwa semakin tinggi suhu sinteringnya menunjukkan sutu peningkatan pemadatan dari sampel keramik yang dibuat. Hal tersebut ditandai dengan adanya kecenderungan peningkatan nilai densitas serta penurunan nilai porositas. Sesuai dengan teori sintering pada material keramik bahwa proses sintering selalu diikuti adanya pengurangan pori-pori diantara butiran sehingga terjadi penyusutan, akibatnya Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008 terjadi pengurangan volum, sedangkan massa keramik selalu tetap. Jadi densitas akan meningkat jika suhu sintering dipertinggi. Peningkatan densitas yang tajam diantara suhu 1300 C-1500 C yaitu dari 2,96 menjadi 3,51 gcm 3 . Begitu pula pada rentang waktu tersebut nilai porositas juga menurun secara draktis dari 33,26 menjadi 2,63. Hal ini menandakan mulai terjadinya proses sintering, sedangkan pada kisaran suhu 1500 C- 1600 terjadi perubahan nilai densitas maupun porositas yang lebih kecil, berarti menunjukan bahwa proses sintering telah selesai. Bila dipertinggi lagi suhunya kemungkinan akan terjadi perubahan yang kecil pula untuk densitasporositas. Dengan komposisi ini diperoleh nilai densitas tertinggi 3,65 gcm 3 dan porositas terendah 0,66. Dengan adanya Al 2 TiO 5 proses sintering Al 2 O 3 dapat dipercepat, umumnya menurut literatur bahwa Al 2 O 3 murni memiliki suhu sintering yang jauh lebih tinggi lagi untuk mencapai porositas mendekati nol atau mendekati densitas teoritis Al 2 O 3 3,90 gcm 3 . Kurva hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 85 Al 2 O 3 -15 Al 2 TiO 5 diperlihatkan pada Gambar IV.2 sebagai berikut. Gambar IV.2. Hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 85 Al 2 O 3 -15 Al 2 TiO 5 Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008 Gambar IV.2 tersebut masih menunjukkan pola atau kencenderungan yang sama dengan sampel 90 Al 2 O 3 -10 Al 2 TiO 5 . Dengan peningkatan jumlah Al 2 TiO 5 yaitu 10 berat menunjukkan adanya perubahan yang signifikan terhadap porositas. Dimana suhu sintering yang optimal masih 1600 C dengan nilai densitas hampir sama dengan sampel sebelumnya yaitu 3,68 gcm 3 , dan nilai porositasnya semakin kecil yaitu mencapai 0,17. Kurva hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 80 Al 2 O 3 -20 Al 2 TiO 5 diperlihatkan pada Gambar IV.3 sebagai berikut. Gambar IV.3 Hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 80 Al 2 O 3 -20 Al 2 TiO 5 Pada Gambar IV.3 masih menunjukkan pola yang sama dengan kedua sampel sebelumnya, dengan peningkatan penambahan Al 2 TiO 5 sampai 20 belum menunjukkan perubahan yang berarti terhadap nilai densitas maupun porositas. Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008 Kurva hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 75 Al 2 O 3 -25 Al 2 TiO 5 diperlihatkan pada Gambar IV.4 sebagai berikut Gambar IV.4 Hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 75 Al 2 O 3 -25 Al 2 TiO 5 Dengan penembahan sampai 25 ternyata hubungan densitasporositas terhadap kenaikan suhu sintering masih menunjukkan pola yang sama. Tetapi menunjukkan adanya sedikit peningkatan densitas dan penurunan porositasnya, yaitu densitasnya 3,69 gcm 3 , dan nilai porositasnya semakin kecil yaitu mencapai 0,10 pada suhu sintering 1600 C. Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008 Kurva hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 70 Al 2 O 3 -30 Al 2 TiO 5 diperlihatkan pada Gambar IV.5 sebagai berikut. Gambar IV.5 Hubungan densitas dan porositas terhadap berbagai suhu sintering untuk sampel 70 Al 2 O 3 -30 Al 2 TiO 5 Dengan penambahan Al 2 TiO 5 sebesar 30 menunjukkan bahwa pola hubungan densitasporositas terhadap perubahan suhu sintering memiliki kecenderungan yang sama dengan sampel-sampel sebelumnya. Tetapi memberikan perubahan yang signifikan dalam proses sinteringnya, yaitu untuk sampel ini ternyata proses sintering sudah berakhir pada kisaran suhu 1400 C-1500 C, sedangkan sampel sebelumnya pada kisaran suhu 1500 C- 1600 C. Hal ini dapat dilihat bahwa perubahan nilai porositasdensitas kecil sekali pada rentang suhu 1400 C-1500 C. Kejadian ini disebabkan karena adanya perbedaan titik lebur antara Al 2 O 3 dengan Al 2 TiO 5 , dimana Al 2 TiO 5 memiliki titik lebur yang lebih rendah. Jika persentase bahan yang titik leburnya diperbanyak maka proses pemadatansintering akan berlangsung lebih cepat. Untuk komposisi ini diperoleh suhu Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008 sintering yang optimal pada suhu 1500 C dengan nilai densitas 3,69 gcm 3 dan nilai porositasnya 0,12. Suhu sintering keramik yang dibuat dari campuran antara Al 2 O 3 dengan Al 2 TiO 5 ternyata hampir sama yaitu 1600 C untuk komposisi Al 2 TiO 5 dari 10 sampai dengan 25, akan tetapi suhu sinteringnya akan turun menjadi 1500 C bila komposisi diperbesar menjadi 30. Persentase penambahan Al 2 TiO 5 diatas 25 akan memberikan pengaruh yang signifikan dalam proses sintering. IV.2. HASIL PENGUKURAN KEKUATAN PATAH DAN KEKERASAN Hasil pengukuran kekuatan patah bending strength untuk setiap komposisi terhadap berbagai suhu sintering pada Gambar IV.6 sebagai berikut. Gambar IV.6. Hubungan kekuatan patah bending strength terhadap suhu sintering pada penambahan beberapa aditif Al 2 O 3 Rata-rata nilai kekuatan patah untuk semua sampel terhadap kenaikan suhu sintering menunjukkan pola yang sama yaitu semakin besar suhu sinteringnya maka nilai kekuatan Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008 patahnya cenderung meningkat. Hal ini sesuai dengan hasil analisa densitasporositas, bahwa semakin tinggi suhu sinteringnya maka semakin padat sampel yang dibuat, artinya ikatan antara butiran yang satu dengan yang lainnya semakin kuat, dan gaya untuk melepaskanmerusak ikatan tersebut semakin besar dengan naiknya suhu sintering, oleh karena itu nilai kekeuatan patahnya juga cenderung meningkat dengan naiknya suhu sintering. Dari Gambar IV.6 menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan Al 2 TiO 5 sebesar 10 sampai dengan 25 menunjukkan peningkatan nilai kekuatan patahnya dari1487 meningkat menjadi 1771 kgcm 2 pada suhu sintering 1600 C. Akan tetapi dengan penambahan 30 Al 2 TiO 5 dapat memiliki kekuatan patah sebesar 1771 kgcm 2 pada suhu sintering 1500 C. Jadi disini dapat dikatakan efek penambahan Al 2 TiO 5 dapat memberikan peningkatan kepadatan dan sekaligus meningkatkan kekuatan patahnya. Peran Al 2 TiO 5 dalam pembentukan keramik alumina ini adalah sebagi material pengikat butiran-butiran alumina, sehingga diperoleh badan keramik yang cukup padat karena porositasnya mendekati nol persen. Sedangkan hasil pengujian kekerasan vickers untuk berbagai komposisi dan suhu sintering ditunjukkan pada Gambar IV.7 sebagai berikut. Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008 Gambar IV.7. Hubungan kekerasan Vickers Hardness terhadap suhu sintering pada penambahan beberapa aditif Al 2 TiO 5 Pola hubungan nilai kekerasan terhadap kanaikan suhu sintering menunjukkan pola yang sama dengan kekuatan patah vs suhu sintering Gambar IV.6 . Pada Gambar IV.7 terlihat bahwa pada kisaran suhu sintering 1300 C – 1400 C dengan penambahan Al 2 TiO 5 10 sampai dengan 20 tidak menunjukkan adanya perbedaan nilai kekerasannya untuk setiap suhu sintering, akan tetapi nilai kekerasannya naik terus hingga pada suhu sintering 1600 C. Nilai kekerasan tertinggi pada suhu sintering 1600 C diperoleh pada sampel dengan Al 2 TiO 5 20 dan 25 yaitu masing-masing sebesar 1431 kgfmm 2 dan 1447 kgfmm 2 . sedangkan sampel dengan 30 Al 2 TiO 5 memiliki nilai kekerasan tertinggi pada suhu sintering 1500 C yaitu sebesar 1432 kgfmm 2 . Dari seluruh sampel, ternyata niali kekerasan maksimum yang dicapai diatas 1000 kgfmm 2 , material semacam ini tergolong material yang kera dan dapat dipergunakan sebagai komponen mekanik yang tahan abrasiv. Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008

IV.3. HASIL PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI TERMAL