PENGARUH PENAMBAHAN NBR (NITRILE BUTADINE RUBBER) TERHADAP KETAHANAN AUS KOMPOSIT ABU TERBANG PHENOLIC PADA KAMPAS REM

ABSTRACT

EFFECT OF INCREASING NBR (NITRILE BUTADIENE RUBBER) TOWARD THE WEARABILITY OF FLY ASH PHENOLIC COMPOSITE ON BRAKE CANVASS

By:

Dedi Hernando Siadari

Brake canvass is a componen that being used everyday when driving and it has function to decelerate or stopped vehicle speed. Our research was make a brake canvass specimen for train using composites. The composite is made using materials that good for nature, like phenolik resin, fly ash, NBR (Nitrile Butadine Rubber), BaSO4, graphite, iron powder. The composition of the materials for composite is 60%, 15%, 10%, 5%. The manufacture of the specimen is done by holding time methode at desired temperature and compacted in the suppression of 5 tons and held for 30 minutes. Furthermore is curing process with furnace for 4 hours with temperature at 150°C. After obtaining the desired specimen with variations specified and conducted the testing process of wear and tear with ASTM G 99-95.

The result is that the composite with 15% of NBR have the lowest wear and tear rate. Average results of wear and tear on upper surface of composite is 1,97x10-6 mm3/mm, and average results of wear and tear on under surface is 2.00x10-6 mm3/mm. That is because the more the percentage of NBR, the higher the wearrability capabilities composite to withstand loads friction.

The test results of composite wear and tear rate is not low enough, because of the uneven distribution during the fabrication process and mixing the powder particles. SEM photograph conducted to determine the wearability and identify the cause of failure in composites. Results of SEM photo shows the bonding in the composite structure Nal53 better than composite Nal51.

Key Word : Brake Canvass Composite, Phenolic Resin, Fly Ash, NBR (Nitrile Butadine Rubber), Graphite, Iron Powder, Wear And Tear, SEM

PENGARUH PENAMBAHAN NBR (NITRILE BUTADINE RUBBER) TERHADAP KETAHANAN AUS KOMPOSIT ABU TERBANG PHENOLIC PADA KAMPAS REM

Oleh

DEDI HERNANDO SIADARI

Kampas rem adalah komponen yang digunakan sehari-hari dalam berkendara dan berfungsi untuk memperlambat atau menghentikan laju kendaraan. Dari penelitian penulis membuat spesimen kampas rem kereta api dengan menggunakan bahan komposit. Bahan komposit ini merupakan bahan yang ramah lingkungan yaitu seperti phenolik resin, fly ash, NBR (Nitrile Butadiene Rubber), BaSO4, grafit, serbuk besi.

Komposisi bahan yang digunakan adalah 60%, 15%, 10%, 5%. Pembuatan spesimen dilakukan dengan temperatur yang diinginkan dan ditekan pada penekanan sebesar 5 ton dan ditahan selama 30 menit. Selanjutnya adalah proses curing dengan menggunakan furnace selama 4 jam dengan temperatur 150°C. Setelah mendapatkan spesimen yang diinginkan dengan variasi yang ditentukan lalu dilakukan proses pengujian keausan dengan standar ASTM G 99-95.

Pada hasil pengujian menunjukkan bahwa laju keausan terendah dicapai pada komposit NBR 15%. Nilai rata-rata keausan permukaan atas yang didapat sebesar 1.97x10-6 mm3/mm dan nilai rata-rata keausan permukaan bawah didapat sebesar 2.00x10-6 mm3/mm Itu dikarenakan semakin banyak persentase NBR maka semakin tinggi kemampuan ketahanan aus komposit menahan beban gesek.

Hasil pengujian keausan komposit belum cukup rendah laju keausaan karena pendistribusian partikel yang kurang merata pada saat proses fabrikasi dan pencampuran partikel serbuk. Foto SEM dilakukan untuk mengetahui ketahanan aus dan mengidentifikasi penyebab kegagalan pada komposit. Hasil foto SEM menunjukkan struktur ikatan pada komposit Na153 lebih baik jika dibandingkan komposit Na151.

Kata kunci: komposit kampas rem, phenolic resin, fly ash, NBR (Nitrile Butadiene Rubber), grafit, serbuk besi, keausan, SEM

PENGARUH PENAMBAHAN NBR (

NITRILE BUTADIENE

RUBBER

) TERHADAP KETAHANAN AUS KOMPOSIT ABU

TERBANG

PHENOLIC

PADA KAMPAS REM

Oleh

DEDI HERNANDO SIADARI

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

TERBANG

PHENOLIC

PADA KAMPAS REM

(Skripsi)

Oleh

DEDI HERNANDO SIADARI

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

DAFTAR ISI …...…………... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xvi

I . PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan ………... 4

C. Batasan Masalah ... 4

D. Hipotesa ………... 4

E. Sistematika Penulisan ... 5

II . TINJAUAN PUSTAKA A. Fly Ash ... 7

a. Sifat-sifat fly ash ………. 8

b. Sifat-sifat NBR ………. 12

C. Material Komposit ………. 14

a. Bagian-bagian utama dari komposit ……… 15 b. Partikel sebagai penguat ……….. 15

c. Fiber sebagai penguat ……….. 16

d. Fiber sebagai sturktural ……….... 19

D. Metalurgi serbuk komposit ... 24

1. Karakteristik serbuk ………. 25

a. Ukuran dan distribusi partikel serbuk ……… 25

b. Bentuk partikel serbuk ……….. 26

c. Berat jenis serbuk ………. 27

d. Mampu alir serbuk ………... 28

e. Mampu tekan ………... 28

f. Pencampuran ……… 28

E. Kampas Rem ... 29

F. Keausan ... 30

a. Keausan adhesive ……… 31

b. Keausan abrasive ……….... 31

c. Keausan erosi ………. 33

d. Keausan kavitasi ……… 34

e. Keausan fretting ……… 34

f. Keausan karena gesekan ………... 34

III . METODE PENELITIAN

A. Tempat penelitian ... 37

B. Alat dan Bahan ... 37

C. Prosedur Penelitian ... 44

1. Study literature………. 44

2. Melakukan persiapan pemilihan serbuk ……….. 45

3. Proses pencampuran komposit ……… 45

4. Pembuatan spesimen uji ……….. 48

D. Alur proses penelitian ……… 52

IV . HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil pengujian keausan ... 53

B. Hasil uji Scanning electron Microscope ... 59

V . KESIMPULAN DAN SARAN ... A. Kesimpulan ... 63

B. Saran ... 64

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Ikatan nitrile rubber ………... 11

Gambar 2. Ilustrasi reinforcement pada komposit ... …. 15

Gambar 3. Flat flakes sebagai penguat ……… 16

Gambar 4. Parameter dalam pembuatan komposit ……….. 17 Gambar 5. Continuous fiber composite…….. ... …. 17

Gambar 6. Woven fiber composite ... …. 18

Gambar 7. Discontinuous fiber composite ... …. 18

Gambar 8. Hybrid fiber composite ... …. 19

Gambar 9. Ilustrasi komposit berdasarkan strukturnya ... …. 19

Gambar 10. Mikrostruktur lamina ... …. 20

Gambar 11. Structural composite sandwich panel ... …. 22

Gambar 12. Klasifikasi komposit berdasarkan bentuk dari matriknya …….… 22

Gambar 13. Proses terjadinya keausan adhesive ... …. 31

Gambar 14. Keausan abrasive pahat, berupa kepingan kecil bubutan ... …. 32

Gambar 15. Keausan abrasive tekanan tinggi ………. 32

Gambar 16. Keausan abrasive tekanan rendah ……… 33 Gambar 17. Skema microskop electron ... …. 36

Gambar 18. Cetakan ... …. 37

Gambar 19. Thermo controler dan heater ... …. 38 Gambar 20. Furnace ... …. 38 Gambar 21. mixer ... …. 39

Gambar 22. Dongkrak hidrolik ……. ... …. 39

Gambar 23. Timbangan digital ... …. 40

Gambar 24. Ogoshi high speed universal wear testing machine type OAT-U .. 41

Gambar 25. Phenolik resin ……….. 41

Gambar 26. Fly ash………. 42

Gambar 27. Grafit ... …. 42 Gambar 28. NBR(Nitrile Butadiene Rubber) ... …. 43

Gambar 29. BaSO4(Barium Sulfat) ... …. 43

Gambar 30. Serbuk besi ... …. 44

Gambar 31. Ilustrasi pengujian keausan ……….. 50

Gambar 32. Diagram alir penelitian ... …. 52

Gambar 33. Grafik nilai rata-rata spesifik abrasi permukaan atas komposit …. 55

Gambar 34. Hasil pengamatan foto makro komposit Na105 ……….. 57

Gambar 35. Nilai rata-rata spesifik abrasi permukaan bawah komposit …….... 58

Gambar 36. Hasil pengamatan dengan SEM pada komposit Na151 ... …. 60

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Komposisi kimia abu terbang batubara ... … 10

Tabel 2. Sifat mekanik NBR ………. 13

Tabel 3. Komposisi bahan penyusun komposit ... … 47 Tabel 4. Jumlah spesimen pengujian ketahanan aus ... … 48 Tabel 5. Data hasil pengujian yang diinginkan ... … 49 Tabel 6. Hasil pengujian keausan komposit fly ash/phenolik ... … 53 Tabel 7. Hasil rata-rata spesifik abrasi pada sisi atas spesimen ... … 55 Tabel 8. Hasil rata-rata spesifik abrasi permukaan bawah spesimen ... … 58

Dan Apa Saja Yang Kamu Minta Dalam Doa

Dengan Penuh Kepercayaan Kamu Akan

Menerimanya(Matius 21:22)

Jalani Hidup Ini Dengan Rasa Percaya Diri Dan

Jangan Pernah Menyerah Dalam Menghadapi

Masalah

Jadilah Seseorang Yang Selalu Menghargai Orang

Lain Meskipun Mereka Kaya Atau Miskin, Jadilah

Diri Sendiri Apapun Keadaanya, Terima Apa Yang

Diberikan Tuhan Dan Jangan Pernah Mengeluh

Bersyukurlah Itu Salah Satu Kekuatan Menjalani

Hidup Dimana Kita Susah, Senang Dan Menjadikan

Kita Lebih Baik Lagi

Ora Et Labora

Riwayat Hidup

Penulis dilahirkan pada tanggal 12 Mei 1991 sebagai anak kelima dari empat bersaudara di Bandar Lampung, Kecamatan SUKABUMI Bandar Lampung Provinsi Lampung, dilahirkan dari pasangan Jamarudin Siadari dan Lastinauli Silalahi.

Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar (SD) Xaverius Panjang Bandar Lampung Pada tahun 2003, kemudian penulis menyelesaikan di Sekolah Menengah Pertama (SMP) Xaverius 2 Bandar Lampung pada tahun 2006. Pada tahun 2009 penulis menyelesaikan pendidikannya dari Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) 2 Mei Bandar Lampung. Dan sejak tahun 2009 penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Ujian Mandiri (UM).

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif menjadi Pengurus Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin (HIMATEM) untuk periode 2011-2012 sebagai Kepala Divisi Non Islam, selanjutnya penulis melaksanakan Kerja Praktek (KP) di PT. KAI (Kereta Api Indonesia) Sub Divisi Regional III.2 Tanjung Karang Bandar Lampung. Sejak tahun 2014 bulan Mei, penulis mulai melakukan penelitian tugas akhir skripsi tentang “Pengaruh Penambahan NBR (Nitrile Butadine Rubber) Terhadap Ketahanan Aus Komposit Abu Terbang Phenolic Pada Kampas Rem”. Penulis mengerjakan skripsi dibawah bimbingan Ibu Dr. Eng Shirley Savetlana, S.T., M.Met. sebagai pembimbing utama dan Bapak Dr. Gusri Ahyar Ibrahim, S.T., M.T. sebagai pembimbing kedua, serta Bapak Harnowo Supriadi, S.T., M.T. sebagai penguji utama.

Puji syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang telah memberikan rahmatnya kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir, dengan anugerah yang diberikan Tuhan penulis dapat mengerjakan tugas akhir sampai selesai dengan baik. Sehingga skripsi yang telah diselesaikan penulis yaitu dengan judul ”PENGARUH PENAMBAHAN NBR (NITRILE BUTADINE RUBBER)

TERHADAP KETAHANAN AUS KOMPOSIT ABU TERBANG

PHENOLIC PADA KAMPAS REM” ini dapat bermanfaat dengan baik atas bantuan, partisipasi, dan dukungan, serta doa dari berbagai pihak. Sebagai rasa syukur penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapaku disurga dan Inangku tercinta, terima kasih Inang atas doanya Inang, atas perhatian yang selalu berikan kepadaku anakmu ini, doa, motivasi, dukungan moral, semangat untuk menyelesaikan Tugas akhir ini, maaf Inang jika saya selama ini kurang maksimal dimata Inang dan Bapak yang berada disurga maaf bila anakmu ini kurang maksimal.

2. Kakak-kakakku dan sodara kembarku yang selama ini selalu ada untuk memberikan semangat dan doanya. Tuhan memberkati kita semua.

3. HALETKU terima kasih selalu ada untukku yang memberikan semangat mengahadapi masalah yang ada. Kamu adalah salah satu orang yang membuat saya nyaman dalam melakukan kegiatan yang ada selama ini, terima kasih sayang.

viii

4. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.S, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.

5. Bapak Ahmad Su‟udi, S.T.,M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung atas segala pengarahan dan motivasi sampai sekarang ini.

6. Ibu Dr. Eng Shirley Savetlana,S.T.,M.Met dan Bapak Dr. Gusri Ahyar Ibrahim, S.T.,M.T. selaku pembimbing yang dengan sabar memberikan bimbingan, pengetahuan, saran, motivasi, serta nasehat dalam proses penyelesaian skripsi.

7. Bapak Harnowo Supriyadi, S.T.,M.T. selaku dosen pembahas yang telah memberikan saran dan masukan sebagai penyempurnaan penulisan skripsi yang dibuat penulis.

8. Kepada teman-teman seperjuangan „‟MESIN 09’’, Tri wibowo, Mei hartanto, Riski rusdiono, Feny setiawan, Adi nuryansyah, Wilson Agus rantau jaya, Juni eko purnomo, Muhamad todaro, Eko hermawan, Galeh kristianto, Rizal ahmad fadil, Budi santoso, Muhammad irvan, Ardian prabowo, Iqbal deby, Solihin, Ari ardianto, Gunawan efendi, Mario, Erick ilham, Andi saputra, Wili alfani, Ronal yaki, Lambok silalahi, Andreas harianja, Aditya eka, Tunas dewantara, Anissa rahman. Terima kasih untuk semua teman-teman teknik mesin 2009 atas bantuan dan persahabatan kita, dan jangan pernah lupa dengan kata “SOLIDRITY FOREVER” kebersamaan yang terus selalu ada dan karena kita adalah KELUARGA

ix

10.Mas Marta, Mas Dadang, Mas Nanang dan staff karyawan yang di Gedung H Jurusan Teknik Mesin UNILA terima kasih atas bantuan yang diberikan.

11. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan namanya, yang telah ikut serta membantu dalam penulisan skripsi ini.

Penulis berusaha semaksimal mungkin untuk menyelesaikan Tugas Akhir untuk mencapai kesempurnaan walaupun masih ada kekurangan. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua yang membaca dan bagi penulis sendiri.

Bandar Lampung, 17 Desember 2015 Penulis,

I. PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Komposit merupakan salah satu bahan alternatif yang dapat digunakan untuk pembuatan kampas rem. Dalam perkembangan teknologi komposit mengalami kemajuan yang sangat pesat ini dikarenakan keistimewaan sifat yang

renewable atau terbarukan dan juga rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi kekakuan, ketahan terhadap korosi dan lain-lain, sehingga mengurangi konsumsi bahan kimia maupun gangguan lingkungan hidup. Menurut Pratama, 2011 pada penelitian terdahulu yaitu tentang analisa sifat mekanik komposit bahan kampas rem dengan penguat fly ash mengatakan penelitian lanjutan sebaiknya perlu dipikirkan lagi komposisi yang lebih bervariasi dan baik untuk menghasilkan kampas rem yang baik. Sedangkan menurut Subarmono, 2008 dengan penelitian sebelumnya mengatakan Abu terbang dapat digunakan sebagai penguat aluminium matrix composite (AMC). Hal ini dapat dibuktikan dengan meningkatnya sifat mekanis (kekuatan bending, kekerasan dan ketahanan aus).

Dalam penelitian tersebut dapat memungkinkan dengan penelitian lanjutan untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. Penelitian ini ditujukan untuk memanfaatkan abu terbang sebagai penguat komposit bermatrik aluminium (AMC). Abu terbang merupakan limbah pembakaran batubara pada

pembangkit listrik tenaga uap. Abu terbang sejumlah 2,5%; 5%; 7,5% dan 10% berat dicampur dengan serbuk aluminium (ukuran serbuk lebih kesil dari

40 μm). (Subarmono, Jamasri, M.W. Wildan dan Kusnanto, 2008)

Abu terbang (fly ash) adalah salah satu bahan sisa dari pembakaran bahan bakar terutama batubara. Abu terbang (fly ash) ini tidak terpakai dan jika ditumpuk saja disuatu tempat dapat membawa pengaruh yang kurang baik bagi kelestarian lingkungan. Abu terbang selain memenuhi kriteria sebagai bahan yang memiliki sifat pozzolan, juga memiliki sifat-sifat fisik yang baik, seperti memiliki porositas rendah dan pertikel halus. Bentuk partikel abu terbang adalah bulat dengan permukaan halus, sehingga sangat baik untuk

workabilitas. (Koesnadi, Heri, 2008)

Oleh karena itu penulis mencoba untuk mengangkat masalah fly ash ini untuk bahan penguat kampas rem. Beberapa waktu yang lalu telah dilakukan sebuah penelitian di Universitas Hasanuddin mengenai pengaruh komposisi dan diameter serbuk tempurung kelapa material komposit bahan kampas rem. Dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa kandungan serbuk tempurung kelapa sebagai serat penguat yang memiliki sifat mekanik yang paling baik adalah dengan komposisi pada sampel perbandingan komposisi 30% serbuk tempurung kelapa : 40% resin : 30% MgO. (Mallawa, Cesarandie, 2010)

Penelitian ini dilakukan untuk mencari bahan kampas rem yang mempunyai sifat-sifat mekanik yang baik. Dalam pengaplikasiannya, kampas rem merupakan bagian utama dari faktor keselamatan kerja. Untuk itu perlu mencari material-material yang baik kualitasnya dalam membuat kampas rem.

3

Diharapkan nantinya kampas rem memiliki sifat ketahanan lentur yang baik dan tahan terhadap keausan. Kelenturan dikaitkan dengan derajat deformasi plastis yang terjadi sebelum perpatahan sedangkan keausan merupakan kehilangan material secara progresif.

Dari latar belakang ini penulis tertarik dengan mengadakan penelitian tugas akhir dengan judul: Pengaruh penambahan NBR terhadap ketahanan aus komposit abu terbang batubara dengan matriks phenolic pada kampas rem. NBR adalah karet sintetis untuk kegunaan khusus yang paling banyak dibutuhkan. Sifatnya yang sangat baik adalah tahan terhadap minyak. Sifat ini disebabkan oleh adanya kandungan akrilonitril didalamnya. Semakin besar kandungan akrilonitril yang dimiliki maka daya tahan terhadap minyak, lemak, dan bensin semakin tinggi tetapi elastisitasnya semakin berkurang.

Kelemahan NBR adalah sulit untuk diplastisasi. Cara mengatasinya dengan memilih NBR yang memiliki viskositas awal yang sesuai dengan keinginan. NBR memerlukan pula penambahan bahan penguat serta bahan pelunak senyawa ester. (Zuhra, 2006). Sedangkan komposisi fly ash yang memiliki fraksi berat alumina dan silika yang cukup tinggi sangat memungkinkan digunakan sebagai partikel penguat polimer matriks komposit menggantikan material keramik seperti MgO, Al2O3 dan lainnya. Fly ash adalah sisa pembakaran bahan bakar padat terutama batubara. Flyash batu bara merupakan limbah yang dihasilkan dari industri yang menggunakan batubara sebagai bahan bakar seperti pada pembangkit listrik dan industri semen. (Pratama, 2011)

B. Tujuan penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu sebagai berikut :

1. Mengetahui ketahanan aus bahan kampas rem komposit dengan variasi komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) dan phenolic resin.

2. Mengidentifikasi penyebab kegagalan pada komposit melalui pengujian foto SEM.

C. BatasanMasalah

Batasan masalah yang ada dalam penelitian ini yaitu ada beberapa hal sebagai berikut :

1. Bahan yang akan diuji merupakan bahan komposit NBR (Nitrile butadine rubber) fly ash batubara, phenolic resin.

2. Pengujian sifat mekanik dibatasi pada pengujian ketahanan aus dari komposit bahan kampas rem.

3. Pengujian keausan dilakukan dua sisi atas dan bawah spesimen.

D. HIPOTESA

Phenolic resin adalah bahan matrik yang mampu tahan pada temperatur tinggi. Dengan menggunakan fly ash sebagai bahan penguat dan NBR (Nitrile butadine rubber) sebagai bahan pengikat, serta bahan yang lainnya, diharapkan dapat meningkatkan ketahanan ausnya.

5

E. SISTEMATIKA PENULIASAN

Adapun sistematika penuliasan yang disusun pada laporan Tugas Akhir ini sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Pendahuluan ini berisi mengenai masalah yang secara singkat diambil dengan jelas, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan pada tugas akhir.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Pada tinjauan pustaka berisikan tentang teori yang berhubungan dan mendukung pembahasan tentang fly ash, kampas rem, komposit, proses metalurgi serbuk dan pengujian ketahanan aus dalam mendukung permasalahan yang diambil.

BAB III : METODE PENELITIAN

Bab ini berisikan metode yang dilakukan penulis untuk mengumpulkan informasi, tempat dan waktu penelitian serta menerangkan alur kerja praktek, sebagaimana pada proses pengambilan data yang dilakukan.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari bab ini berisikan tentang data pengamatan pada pengujian ketahanan aus serta mengetahui struktur hasil yang dianalisa yang diperoleh dari mikroskop optik.

BAB V : PENUTUP

Berisikan tentang simpulan dari hasil pengujian, pembahasan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA

Berisi tentang referensi yang digunakan pada penulisan dan penyusunan dalam laporan penelitian ini.

LAMPIRAN

Memuat data-data yang berhubungan pada materi yang dibahas sebagai pelengkap laporan yang ditulis.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A.Fly Ash (Abu Terbang Batubara)

Abu terbang merupakan limbah padat hasil dari proses pembakaran di dalam

furnace pada PLTU yang kemudian terbawa keluar oleh sisa-sisa pembakaran serta di tangkap dengan mengunakan elektrostatic precipitator. Fly ash

merupakan residu mineral dalam butir halus yang dihasilkan dari pembakaran batu bara yang dihaluskan pada suatu pusat pembangkit listrik. Fly ash terdiri dari bahan inorganik yang terdapat di dalam batu bara yang telah mengalami fusi selama pembakarannya. Bahan ini memadat selama berada di dalam gas-gas buangan dan dikumpulkan menggunakan presipitator elektrostatik. Karena partikel-partikel fly ash umumnya berbentuk bulat. Partikel-partikel fly ash

yang terkumpul pada presipitator elektrostatik biasanya berukuran silt (0.074 – 0.005 mm). Bahan ini terutama terdiri dari silikon dioksida (SiO2), aluminium oksida (Al2O3) dan besi oksida (Fe2O3). (Koesnadi, Heri, 2008)

Pemanfaatan dan peningkatan kualitas salah satu limbah industri pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) yaitu Fly ash (abu terbang) batubara yang tersedia dalam jumlah sangat banyak mampu menjawab kedua isu di atas, yaitu mampu untuk membantu mengatasi krisis energi dan polusi udara (meningkatkan efisiensi pembakaran), juga dapat mengatasi permasalahan besar yang sedang dihadapi industri-industri tersebut. Sebagai contoh, PLTU Tarahan yang

memiliki 2 unit pembangkit berkapasitas 100 MW per unit menggunakan batu bara sebanyak 40 ton/jam per unit. Pembakaran batu bara dihasilkan sekitar 5 % polutan padat berupa abu (fly ash dan bottom ash), dimana sekitar 10-20% adalah bottom ash dan 80-90% fly ash dari total abu yang dihasilkan. Dengan demikian, berdasarkan pernyataan di atas, setiap harinya PLTU tarahan menghasilkan fly ash sebanyak 5% x 80 ton/jam x 24 jam/hari x 80% = 76,8 ton/hari. Artinya, semakin hari akan semakin besar lahan yang dibutuhkan (Wardani, 2008)

Sebagai tempat penumpukan limbah fly ash tersebut. Hal ini berbanding terbalik dengan pertumbuhan manusia yang terus meningkat yang berarti kebutuhan akan tempat tinggal pun semakin tinggi. Selain itu, pencemaran lingkungan akibat limbah fly ash juga dapat menyebabkan berbagai penyakit gangguan saluran pernafasan seperti silikosis dan antrakosis. Jumlah limbah yang sangat banyak ini, tentu akan menyebabkan permasalahan besar seperti di atas, yang harus diselesaikan dan dicarikan solusinya oleh PLTU Tarahan Propinsi Lampung (Dafi, 2009).

a. Sifat-sifat Fly Ash (Abu Terbang)

Abu terbang mempunyai sifat-sifat yang sangan menguntungkan di dalam menunjang pemanfaatannya yaitu :

1. Sifat Fisik

Abu terbang merupakan material yang dihasilkan dari proses pembakaran batubara pada alat pembangkit listrik, sehingga semua sifat-sifatnya juga ditentukan oleh komposisi dan sifat-sifat mineral-mineral pengotor dalam

9

batubara serta proses pembakarannya. Dalam proses pembakaran batubara ini titik leleh abu batu bara lebih tinggi dari temperatur pembakarannya. Dan kondisi ini menghasilkan abu yang memiliki tekstur butiran yang sangat halus. Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk bola padat atau berongga. Ukuran partikel abu terbang hasil pembakaran batubara bituminous lebih kecil dari 0,075mm. Kerapatan abu terbang berkisar antara 2100 sampai 3000 kg/m3 dan luas area spesifiknya (diukur berdasarkan metode permeabilitas udara Blaine) antara 170 sampai 1000 m2/kg. Adapun sifat-sifat fisiknya antara lain: Warna: abu-abu keputihan, Ukuran butir: sangat halus yaitu sekitar 88 %.

2. Sifat Kimia

Komponen utama dari abu terbang batubara yag berasal dari pembangkit listrik adalah silikat (SiO2), alumina(Al2O3), dan besi oksida(Fe2O3), sisanya adalah karbon, kalsium, magnesium, dan belerang. Sifat kimia dari abu terbang batubara dipengaruhi oleh jenis batubara yang dibakar dan teknik penyimpanan serta penanganannya. Pembakaran batubara lignit dan sub/bituminous menghasilkan abu terbang dengan kalsium dan magnesium oksida lebih banyak dari pada bituminus. Namun, memiliki kandungan silika, alumina, dan karbon yang lebih sedikit daripada bituminous. Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk bola padat atau berongga. Ukuran partikel abu terbang hasil pembakaran batubara bituminous lebih kecil dari 0,075 mm. Kerapatan abu terbang berkisar antara 2100-3000 kg/m3 dan luas area spesifiknya antara 170-1000 m2/kg. (Koesnadi, 2008)

Tabel 1. Komposisi kimia abu terbang batubara

b. Pemanfaatan Fly Ash (Abu Terbang)

Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan abu terbang batubara sedang dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomisnya serta mengurangi dampak buruknya terhadap lingkungan. Saat ini umumnya abu terbang batubara digunakan dalam pabrik semen sebagai salah satu bahan campuran pembuat beton selain itu, sebenarnya abu terbang batubara memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam:

1. penyusun beton untuk jalan dan bendungan 2. penimbun lahan bekas pertambangan 3. recovery magnetik, cenosphere dan karbon

4. bahan baku keramik, gelas, batubata, dan refraktori 5. bahan penggosok (polisher)

Komponen Bituminous Sub-bituminous Lignite

SiO2 20-60% 40-60% 15-45%

Al2O3 5-35% 20-30% 10-25%

Fe2O3 10-40% 4-10% 4-15%

CaO 1-12% 5-30% 15-40%

MgO 0-5% 1-6% 3-10%

SO3 0-4% 0-2% 0-10%

Na2O 0-4% 0-2% 0-6%

K2O 0-3% 0-4% 0-4%

11

6. filler aspal, plastik, dan kertas 7. pengganti dan bahan baku semen

8. aditif dalam pengolahan limbah (waste stabilization) 9. konversi menjadi zeolit dan adsorben (Silvonen,2001)

Refraktori merupakan bahan tahan api sebagai penahan (isolator) panas pada tanur-tanur suhu tinggi yang banyak digunakan oleh berbagai industri, seperti industri peleburan logam, kaca, keramik, semen. Refraktori cor merupakan bahan tahan api berupa bubuk yang jika dicampur dengan air dan dibiarkan beberapa saat akan mengeras (setting). Penggunaannya sebagai isolator panas dilakukan dengan cara pengecoran adonan campuran bahan tersebut dengan air pada dinding tanur yang akan diisolasi. (Kumar et al, 2003)

B. Nitrile butadiene rubber (NBR)

Nitrile rubber

Gambar 1. Ikatan nitrile rubber

NBR adalah salah satu jenis karet sintetik yang terdiri dari kopolimer butadiena dan akrilonitril. Jenis karet nitril tergantung kepada kandungan

akrilonitril (25 s/d 50%), gugus akrilonitril (AcN) menyebabkan karet ini berkutub serta tahan terhadap bahan yang tidak berkutub seperti minyak bumi/minyak mineral, dan gugus akrilonitril. Pada sisi tulang belakang molekul karet ini menghalangi terjadinya penghabluran atau penguatan sendiri. Semakin meningkat kadar akrilonitril, maka semakin baik ketahanan pengembangan rantai molekul (swelling resistance), suhu peralihan glass (Tg), kekerasan, kekuatan tarik. Semakin buruk resiliens, sifat-sifat elastisitas (terutama suhu rendah).

a. Manfaat NBR

NBR memiliki ketahanan tinggi terhadap minyak yang biasa digunakan dalam pembuatan pipa karet untuk bensin dan minyak, membrane seal, gasket serta barang lainnya yang banyak dipakai untuk peralatan kendaraan bermotor dan industry gas.(Zuhra,2006)

b. Sifat-sifat NBR

NBR yang memiliki sifat minyak yang baik dan tahan bensin, kekuatan tarik, sifat perpanjangan, tahan panas, dan kompresi yang rendah adalah keluarga dari kopolimer tak jenuh monomer butadiene 2-propenenitrile dan berbagai (1,2-butadiena dan 1,3-butadiena). NBR memiliki kemampuan untuk menahan berbagai suhu dari 40 0C sampai 108 0C yang membuat material ideal untuk aplikasi aeronautika.

13

Tabel 2. Sifat mekanik NBR (Nitrile Butadiene Rubber)

Physical propertis Metric English Comments

Density 1.00 g/cc 0.0361 lb/in3 Base

Elastomer 1.15-1.35 g/cc 0.0415-0.0488 lb/in3 Compound

ed

Mechanichal properties Metric English Comments

Hardness, shore D 30-95 30-95 Depends

on compoundi

ng Tensile Strength,

Ultimate

6.89-24.1 MPa 1000-3500 psi reinforced 0.896 MPa

@Temperature 204 0C

130 psi

@Temperature 400 0F 4.83 MPa

@Temperature 121 0C

700 psi

@Temperature 250 0F

Elongation at Break 400-600 % 400-600 % Reinforced 20 %

@Temperature 204 0C 20%

@Temperature 400 0F 120 %

@Temperature 121 0C

120 %

@Temperature 250 0F

100% Modulus 0,00300 GPa 0.435 ksi 200mm/mi

n

Compression Set 5.0 % 5.0 %

Thermal Properties Metric English Comments

CTE, linear 702 µm/m- 0C @Temperature 20.0 0

C

390 µin/in- 0F @Temperature 68.0 0

F Maximum Service

Temperature, Air

120 0C 248 0F

Minimum Service Temperature, Air

-30.0 0C -22.0 0F Brittleness

Temperature

-51.1 0C -60.0 0F Glass Transition

Temp, Tg

-38.0 0C -36.4 0F Typical 0f

rubber with 18 % ACN content

-20.0 0C 28.4 0F Typical 0f

rubber with 18 % ACN content Sember: MatWeb

C. Material Komposit

Material komposit adalah material yang terbuat dari dua bahan atau lebih yang tetap terpisah dan berbeda dalam level makroskopik selagi membentuk komponen tunggal. Composite berasal dari kata kerja “to compose“ yang

berarti menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan. Kata komposit dalam pengertian bahan komposit berarti terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabung atau dicampur secara makroskopis.

Pada umumnya bentuk dasar suatu bahan komposit adalah tunggal dimana merupakan susunan dari paling tidak terdapat dua unsur yang bekerja bersama untuk menghasilkan sifat bahanyang berbeda terhadap sifat-sifat unsur bahan penyusunnya. Dalam prakteknya komposit terdiri dari suatu bahan utama (matrik-matrik) dan suatu jenis penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik. Penguatan ini biasanya dalam bentuk serat (fiber). Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material dan dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya. (Handoyo Kus, 2008)

Bahan komposit memiliki banyak keunggulan, diantaranya berat yang lebih ringan, kekuatan dan ketahanan yang lebih tinggi, tahan korosi dan ketahanan aus . Beberapa definisi komposit sebagai berikut :

15

1. Tingkat dasar : pada molekul tunggal dan kisi kristal, bila material yang disusun dari dua atom atau lebih disebut komposit (contoh senyawa, paduan, polymer, dan keramik).

2. Mikro struktur : pada kristal, phase, dan senyawa, bila material disusun dari dua Phase atau lebih disebut komposit (contoh paduan Fe dan C). 3. Makro struktur : material yang disusun dari campuran dua atau lebih

penyusun makro yang berbeda dalam komposisi, dan tidak larut satu dengan yang lain disebut material komposit. (Smallman & Bishop, 2000).

a. Bagian-bagian utama dari komposit 1. Reinforcement

Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit.

Gambar 2. Ilustrasi reinforcement pada komposit

b. Partikel sebagai penguat (Particulate composites)

Keuntungan dari komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel:

2) Dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan kekerasan material

3) Cara penguatan dan pengerasan oleh partikulat adalah dengan menghalangi pergerakan dislokasi.

Komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel, dimana interaksi antara partikel dan matrik terjadi tidak dalam skala atomik atau molekular. Partikel seharusnya berukuran kecil dan terdistribusi merata. Contohnya large particlecomposite adalah cemet dengan sand atau gravel. Cemet sebagai matriks dan sand sebagai partikel, Sphereodite steel

(cementite sebagai partikulat), Tire (carbon sebagai partikulat), Oxide-Base Cermet (oksida logam sebagai partikulat).

Gambar 3. Flat flakes sebagai penguat (Flake composites) (http://www.onkian.com/2009/10/6420.html)

c. Fiber sebagai penguat (Fiber composites)

Fungsi utama dari serat adalah sebagai penopang kekuatan dari komposit, sehingga tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang digunakan, karena tegangan yang dikenakan pada komposit mulanya diterima oleh matrik akan diteruskan kepada serat, sehingga serat akan

17

menahan beban sampai beban maksimum. Oleh karena itu serat harus mempunyai tegangan tarik dan modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada matrik penyusun komposit. Parameter fiber dalam pembuatan komposit, yaitu sebagai berikut :

Gambar 4. Parameter fiber dalam pembuatan komposit. (Gibson, 1994)

1) Continuous Fiber Composite

Continuous atau uni-directional, mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina diantara matriksnya. Jenis komposit ini paling banyak digunakan. Kekurangan tipe ini adalah lemahnya kekuatan antar lapisan. Hal ini dikarenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriksnya.

2) Woven Fiber Composite (bi-dirtectional)

Komposit ini tidak mudah terpengaruh pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan tidak sebaik tipe continuous fiber.

Gambar 6. Woven Fiber Composite. (Gibson, 1994) 3) Discontinuous Fiber Composite (chopped fiber composite)

Gambar 7. Discontinuous Fiber Composite. (Gibson, 1994) 4) Hybrid fiber composite

Hybrid fiber composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus dengan serat acak. Pertimbangannya supaya dapat mengeliminir kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

19

Gambar 8. Hybrid fiber composite. (Gibson, 1994)

d. Fiber sebagai sturktural (Structute composites)

Komposit struktural dibentuk oleh reinforce- reinforce yang memiliki bentuk lembaran-lembaran. Berdasarkan struktur, komposit dapat dibagi menjadi dua yaitu struktur laminate dan struktur sandwich.

(a) (b)

Gambar 9. Ilustrasi komposit berdasarkan Strukturnya :

1) Laminate

Laminate adalah gabungan dari dua atau lebih lamina (satu lembar komposit dengan arah serat tertentu) yang membentuk elemen struktur secara integral pada komposit. Proses pembentukan lamina ini menjadi laminate dinamakan proses laminai. Sebagai elemen sebuah struktur, lamina yang serat penguatnya searah saja (unidirectional lamina) pada umumnya tidak menguntungkan karena memiliki sifat yang buruk. Untuk itulah struktur komposit dibuat dalam bentuk laminate yang terdiri dari beberapa macam lamina atau lapisan yang diorientasikan dalam arah yang diinginkan dan digabungkan bersama sebagai sebuah unit struktur. Mikrostruktur lamina dan jenis-jenis dari arah serat dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 10. Mikrostruktur lamina. (Widodo, 2007)

2) Sandwich panels

Komposit sandwich merupakan salah satu jenis komposit struktur yang sangat potensial untuk dikembangkan. Komposit sandwich merupakan komposit yang tersusun dari 3 lapisan yang terdiri dari flat composite

21

(metal sheet) sebagai kulit permukaan (skin) serta meterial inti (core) di bagian tengahnya (berada di antaranya). Core yang biasa dipakai adalah core import, seperti polyuretan (PU), polyvynil Clorida (PVC), dan honeycomb. Komposit sandwich dibuat dengan tujuan untuk efisiensi berat yang optimal, namun mempunyai kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Sehinggga untuk mendapatkan karakteristik tersebut, pada bagian tengah diantara kedua skin dipasang core.

Komposit sandwich merupakan jenis komposit yang sangat cocok untuk menahan beban lentur, impak, meredam getaran dan suara. Komposit sandwich dibuat untuk mendapatkan struktur yang ringan tetapi mempunyai kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Biasanya pemilihan bahan untuk komposit sandwich, syaratnya adalah ringan, tahan panas dan korosi, serta harga juga dipertimbangkan. Dengan menggunakan material inti yang sangat ringan, maka akan dihasilkan komposit yang mempunyai sifat kuat, ringan, dan kaku. Komposit sandwich dapat diaplikasikan sebagai struktural maupun non-struktural bagian internal dan eksternal pada kereta, bus, truk, dan jenis kendaraan yang lainnya.

Gambar 11. Structural composites sandwich panels.

(http://www.engineredmaterialsinc.com) 2. Matriks

Berdasarkan matrik, komposit dapat diklasifikasikan kedalam tiga kelompok besar yaitu:

a) Komposit matrik polimer (KMP), polimer sebagai matrik b) Komposit matrik logam (KML), logam sebagi matrik c) Komposit matrik keramik (KMK), keramik sebagai matrik

23

a. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites–PMC) Komposit ini bersifat :

1)Biaya pembuatan lebih rendah dan dapat dibuat dengan produksi massal.

2)Ketangguhan baik.

3)Siklus pabrikasi dapat dipersingkat dan kemampuan mengikuti bentuk lebih ringan.

Jenis polimer yang banyak digunakan : 1. Thermoplastic

Thermoplastic adalah plastic yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic

meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat balik (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan. Contoh ari thermoplastic yaitu Poliester, Nylon 66, PP, PTFE, PET, Polieter sulfon, PES, dan Polieter eterketon (PEEK).

2. Thermoset

Thermoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin.

Plastik jenis termoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10%) dari volume jenis plastik yang bersifat termoplastik. Contoh dari thermoset yaitu Epoksida, Bismaleimida (BMI), dan Poli-imida (PI).

b. Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC) Metal Matrix composites adalah salah satu jenis komposit yang memiliki matrik logam. Material MMC mulai dikembangkan sejak tahun 1996. Pada mulanya yang diteliti adalah Continous Filamen MMC yang digunakan dalam aplikasi aerospace.

c. Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC) CMC merupakan material 2 fasa dengan 1 fasa berfungsi sebagai

reinforcement dan 1 fasa sebagai matriks, dimana matriksnya terbuat dari keramik. Reinforcement yang umum digunakan pada CMC adalah oksida, carbide, dan nitrid. Salah satu proses pembuatan dari CMC yaitu dengan proses DIMOX, yaitu proses pembentukan komposit dengan reaksi oksidasi leburan logam untuk pertumbuhan matriks keramik disekeliling daerah filler (penguat).

D. Metalurgi serbuk komposit

Metalurgi serbuk merupakan salah satu pilihan cara pembuatan untuk menghasilkan suatu komponen. Metalurgi serbuk merupakan suatu bidang ilmu yang mempelajari mengenai proses yang berkaitan dengan serbuk logam dan

25

serbuk komposit yang meliputi pembuatan (fabrikasi), karakteristik serbuk, hingga konversi serbuk menjadi suatu komponen produk. Proses metalurgi serbuk ini meliputi tahapan proses metalurgi serbuk antara lain:

1. Karakteristik serbuk

Selain komposisi kimia yang menentukan sifat akhir komponen, sifat serbuk awal yang akan diproses juga mempengaruhi sifat produk akhir yang dihasilkan. Hal ini sangat penting untuk menentukan sifat mekanis dari hasil kompaksi serbuk serta karakteristik-karakteristik lainnya yang meliputi ukuran serbuk, berat jenis serbuk, mampu alir serbuk (flowability), dan mampu tekan serbuk (compressability). Sesuatu dapat dikatakan serbuk apabila merupakan suatu padatan yang memiliki ukuran dimensi lebih kecil dari pada 1mm.

a. Ukuran dan distribusi partikel serbuk

Ukuran serbuk dapat didefinisikan sebagai ukuran linier pertikel yang kecil. Ukuran pertikel biasanya dilambangkan dengan ukuran mikron (µm). Ukuran partikel akan berpengaruh terhadap porositas dan densitas serta sifat mekanisnya. Ukuran partikel juga menentukan stabilitas dimensi, pelepasan gas yang tertangkap dan karakteristik selama proses pencampuran. Semakin halus ukuran partikel, maka akan semakin besar berat jenis bahan tersebut. Sedangkan distribusi ukuran partikel adalah pengelompokan besar pertikel dalam berbagai ukuran yang bertujuan untuk menghasilkan pengukuran kerapatan maksimum suatu partikel.

Distribusi partikel ini sangat berpengaruh terhadap kemampuan saling isi partikel untuk mendapatkan volume terpadat.

Berikut ini adalah pengaruh ukuran partikel serbuk terhadap karakteristik serbuk:

1) Ukuran partikel serbuk yang halus lebih digunakan untuk proses kompaksi serbuk yang keras atau getas seperti: tungsten dan alumina, karna dengan meningkatnya gesekan akan membantu meningkatkan kekuatan adhesif sehingga memudahkan proses selanjutnya.

2) Serbuk yang halus memiliki luas permukaan antar partikel yang lebih banyak sehinnga luasnya permukaan akan meningkatkan mekanisme ikatan antar partikel secara difusi saat proses pemanasan.

3) Dengan partikel serbuk yang kasar, maka dapat lebih mudah didapatkan berat jenis yang lebih seragam pada saat kompasi, akan tetapi sifat hasil pemanasannya kurang baik dibandingkan dengan partikel yang lebih halus karna rendahnya luas antar partikel yang menyebabkan sedikitnya difusi yang terjadi sehingga menurunkan sifat mekanisnya.

b. Bentuk partikel serbuk

Bentuk partikel serbuk merupakan faktor penting terhadap sifat massa serbuk, seperti efisiensi pemadatan serbuk, mampu alir serbuk, dan mampu tekan serbuk. Bentuk partikel serbuk yang besar mempengaruhi besarnya kontak antar pertikel sehinnga besarnya gaya gesekan antar partikel dihubungkan dengan luas permukaan partikel serbuk. Bentuk partikel serbuk juga bepengaruh pada perpindahan serbuk saat proses

27

penekanan, yang pada akhirnya akan mempengaruhi perpindahan massa pada proses pemanasan. Berdasarkan standar ISO 3252, bentuk serbuk dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1)Spherical : berbentuk bulat.

2)Angular : berbentuk polihedral kasar dengan tepi tajam. 3)Acicular : berbentuk jarum.

4)Irregular : berbentuk tidak beraturan. 5)Flake : berbentuk serpihan.

6)Fibrous : berbentuk serabut yang beraturan atau tidak beraturan. 7)Dendritic : berbentuk kristalin dan bercabang.

8)Granular : berbentuk hampir bulat.

9)Nodular berbentuk bulat dan tidak beraturan. c. Berat jenis serbuk

Berat jenis serbuk dapat didefinisikan sebagai tingkat kerapatan dari serbuk. Pada metode metalurgi serbuk terdapat beberapa terminologi mengenai pengertian berat jenis yaitu:

1)Apparent density atau bulk density didefinisikan sebagai berat per satuan volume dari serbuk.

2)Tap density didefinisikan sebagai berat jenis tertinggi yang dicapai dengan vibrasi tanpa aplikasi tekanan luar.

3)Green density didefinisikan sebagai berat jenis serbuk setelah serbuk mengalami penekanan kompaksi untuk proses pemanasan.

4)Theoritical density didefinisikan sebagai berat jenis sesungguhnya dari material serbuk ketika material serbuk ditekan hingga menghasilkan serbuk tanpa pori.

d. Mampu alir serbuk (Flowability)

Mampu alir serbuk merupakan karakteristik serbuk yang menggambarkan sifat alir dan kemampuan serbuk untuk dapat memenuhi ruang cetakan dan beberapa faktor yang mempengaruhi mampu alir serbuk adalah bentuk serbuk, berat jenis serbuk, distribusi ukuran partikel, dan kelembaban serbuk.

e. Mampu tekan (Compressibility)

Mampu tekan merupakan perbandingan volume serbuk mula-mula dengan volume benda yang ditekan yang nilainya berbeda-beda tergantung distribusi ukuran serbuk dan bentuk serbuk. Mampu tekan menunjukan bahwa densitas merupakan fungsi dari tekanan yang diberikan. Serbuk yang halus akan memiliki mampu tekan yang lebih tinggi dari pada serbuk yang kasar. Mampu tekan serbuk juga dipengaruhi oleh efek gesekan antar partikel.

f. Pencampuran (Mixing)

Karakteristik serbuk mempunyai peranan yang penting dalam tercapainya hasil campuran yang seragam. Makin tinggi gesekan antar partikel akan menjadikan proses pencampuran makin sulit. Friksi akan meningkat oleh beberapa faktor diantaranya ukuran partikel yang makin kecil, bentuk partikel tidak beraturan, koefisien gesek partikel yang makin tinggi. Pada

29

umumnya, ukuran partikel serbuk yang seragam akan memudahkan untuk mendapatkan hasil pencampuran yang seragam. Partikel yang besar memiliki kemungkinan yang tinggi untuk mengalami segregasi. Salah satu kendala dalam proses pencampuran adalah jika serbuk yang akan dicampur memiliki densitas yang berbeda sehingga sulit untuk mendapatkan hasil campuran yang seragam. Serbuk yang memiliki densitas lebih kecil akan terakumulasi diatas serbuk yang densitasnya lebih tinggi sehingga terjadi segregasi.

E.Kampas rem

Kampas rem merupakan salah satu komponen yang penting pada lokomotif pada saat berjalan maupun berhenti.Pada tahun 1897, mulai digunakan rem jenis tromol (brake lining) pada kendaraan. Jenis rem ini diciptakan Herber Food dari perusahaan Ferodo Ltd. Kampas yang digunakan menggunakan bahan campuran sabut dengan kain katun (cotton belting). Selanjutnya sekitar 1908, bahan asbestos mulai digunakan. Asbestos merupakan paduan kuningan dan serat metal yang disatukan menggunakan binder (bahan pengikat) namun belum dicetak. Hingga tahun 1920, kampas rem mulai dicetak dengan serat metal dengan ukuran lebih pendek, logam kuningan yang lebih halus serta tambahan bahan organik.

Pada tahun 1994 ditemukan kalau asbestos mengandung zat Karsinogen yang dituding sebagai salah satu zat penyebab kanker paru-paru. Dan efek itu baru terasa setelah 10-15 tahun. Sejak itu, produksinya pun mulai perlahan dihentikan. Sebagai gantinya adalah penggunaan brass, copper fiber dan

aramid pulp. Kampas rem non-asbestos ini terbagi 2, yakni low steel yang masih mengandung besi meski sedikit dan non-steel yang tidak menggunakan besi. Namun ada 2 kelemahannya, kotoran dari pengikisan kampas berwarna hitam dapat mengotori pelek dan harganya pun lebih mahal dari kampas rem asbestos. Namun kini beberapa produsen telah meninggalkan penggunaan asbestos. Bahan baku kampas rem asbestos: asbestos 40 s/d 60 %, resin 12 s/d 15%, BaSO4 14 s/d 15%, sisanya karet ban bekas, tembaga sisa kerajinan, frict dust. Bahan baku kampas rem non asbestos: aramyd/ kevlar/ twaron, rockwool, fiberglass, potasiumtitanate, carbonfiber, graphite, celullose, vemiculate, steelfiber, BaSO4, resin, Nitrile butadine rubber. ( Ari Tristianto Wibowo, 2010)

F. Keausan

Keausan dapat didefinisikan sebagai terlepasnya material atau atom dari permukaan material akibat dari derformasi plastis dan aksi mekanik. Keausan dapat menyebabkan perubahan bentuk benda kerja sehingga akan mengakibatkan ukuran dan kualitas material akan mengalami penurunan.masalah besar yang diakibatkan dari keausan adalah komponen yang mengalami keausan harus terus menerus diperbaiki atau diganti.keausan diklasifikasikan menjadi beberapa bagian yaitu keasuan adhesive,keausan abrasive,keausan erosi,keausan kavitasi,keausan fretting,dan keausan akibat gesekan. (Amrudin,1995)

31

Jenis-jenis keausan adalah sebagai berikut:

a) Keausan Adhesive

Terjadi akibat dua permukaan saling bergesekan dengan tekanan tertentu. Mekanisme keausan adhesive ini terjadi karena adanya gaya tarik menarik antar logam. Karena disebabkan oleh adanya pergerakan relatif maka akan terjadi perpatahan pada daerah yang lemah dan dengan adanya gesekan selanjutnya menyebabkan bagian yang menempel pada permukaan yang lebih keras akan terpotong-potong oleh puncak-puncak kekerasan di sekitarnya, sehingga akan meninggalkan serpihan yang disebut dengan keausan. Serpihan ini dapat mempunyai kekerasan yang lebih besar dari logam induknya. Serpihan ini menyebabkan keausan adhesive yang terjadi pada logam induknya.

Gambar 13. Proses terjadinya keausan adhesive b) Keausan Abrasive

Keausan abrasive adalah keausan yang terjadi akibat terjebaknya partikel keras diantara dua permukaan. Keausan ini biasanya terjadi pada alat berat, hammer, scrapper, dan crusher. Mekanisme keausan

yang lunak. Pada keausan abrasive mengakibatkan adanya material yang pindah dari permukaan logam sehingga akan timbul celah. Keausan abrasive mempunyai beberapa bentuk diantaranya :

1) Abrasive pahat

Keausan ini terjadi ketika adanya permukaan material yang kasar.

Gambar 14. Keausan Abrasif pahat, berupa kepingan kecil bubutan

2) Abrasive tekanan tinggi

Keausan ini terjadi secara tiba-tiba ketika adanya dua permukaan yang sejenis bergerak untuk menghancurkan material padat.

33

3) Abrasivetekanan rendah

Tekanan ini terjadi terutama disebabkan adanya material abrasive yang muncul bebas di atas permukaan material yang mempunyai ketahanan abrasive yang lebih rendah. Keausan ini terjadi karena adanya kondisi yang terkikis yang disebabkan oleh material abrasive terhadap material yang kurang abrasive. Untuk mencapai ketahanan abrasive yang tinggi diperlukan logam yang mempunyai ketahanan yang tinggi.

Gambar 16. Keausan Abrasive tekanan rendah

c) KeausanErosi

Keausan erosi adalah keausan yang terjadi akibat gesekan logam dengan cairan yang mengalir, terutama cairan yang mengandung partikel yang keras. Keausan erosi juga dapat terjadi akibat partikel cair yang terdapat dalam gas yang bergerak cepat. Keausan erosi biasanya terjadi pada pipa-pipa pengalir minyak, pipa-pipa-pipa-pipa keluar dari turbin uap dan lain sebagainya.

d) KeausanKavitasi

Keausan kavitasi adalah keausan yang disebabkan oleh cairan yang mengandung uap pada tekanan rendah. Dimana pergerakan suatu bagian dalam cairan akan terjadi perbedaan tekanan, sehingga gelembung-gelembung udara akan pecah dan akan terjadi tekanan yang menyebabkan permukaan logam terluka atau tergores. Keausan kavitasi biasanya terjadi pada pompa hidrolik, propeller, dan turbin.

e) KeausanFretting

Terjadi akibat kombinasi dari gesekan dan getaran. Kerusakan akan dipercepat dengan adanya partikel yang terlepas dari permukaan yang terperangkap diantara kedua permukaan tersebut, sehingga keausan yang terjadi juga disebabkan oleh keausan abrasive. (Sularso, 1997)

f) Keausan karena gesekan

Keausan yang disebabkan oleh gesekan merupakan hasil dari suatu gesekan yang meluncur, dapat juga secara berputar dari suatu permukaan logam dari permukaan logam yang lain dan kontak luncuran yang terus-menerus sampai permukaan mencapai titik dimana bagian elemen harus diganti.

1. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Keausan:

Berikut adalah beberapa faktor yang mempengaruhi keausan:

a) Bahan perantara (butir debu, butir pasir, pecahan beling, kandungan asam, udara, suhu).

35

c) Faktor Dalam.

Faktor dalam merupakan faktor yang dimiliki oleh material atau bahan itu sendiri : komposisi kimia, sifat mekanis atau struktur mikro.

d) Faktor luar.

Faktor yang menyebabkan keausan karena faktor luar dari dalam. Contohnya, kecepatan, beban yang diterima, kekerasan, permukaan awal, kondisi lingkungan seperti temperatur, pelumasan dan lain-lain. (Amrudin, 1995)

2. Laju keausan kampas rem

Pengujian keausan dapat dilakukan dengan berbagaimacam metode dan teknik, yang semuanya bertujuan untuk mensimulasikan kondisi keausan aktual. Salah satunya adalah dengan pengujian laju keausan.

Pengujian laju keausan dinyatakan dengan jumlah kehilangan/ pengurangan spesimen tiap satuan luas bidang kontak dan lama pengausan. (Viktor Malau dan Adhika widyaparaga, 2008)

G. Scanning Electrone Microscope (SEM)

Scanning Electron Microscope (SEM) merupakan ssebuah alat yang digunakan untuk mengamati serbuk didalam matriks bersama dengan beberapa sifat ikatan antara matriks dengan serbuk penguatnya. Cara untuk mendapatkan struktur mikro dengan membaca berkas electron, didalam SEM berkas electron berupa noda kecil yang umumnya 1µm pada permukaan spesimen yang diteliti berulang kali.

Permukaan spesimen diambil gambarnya dan dari gambar ini dianalisa keadaan atau kerusakan spesimen. Pentingnya SEM adalah memberikan gambaran nyata dari bagian kecil spesimen, yang artinya kita bisa menganalisa besar serbuk.

Prinsip kerja dari SEM adalah sebagai berikut :

a. Sebuah pistol elektron memproduksi sinar electron dan dipercepat dengan anoda.

b. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel.

c. Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai.

d. Ketika elektron mengenai sampel, maka sampel tersebut akan mengeluarkan electron baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim kemonitor (CRT).

Gambar 17. Skema mikroskop elektron (http://www.bacteria-world.com/what-is-SEM.htm)

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan dilaboratorium Material Teknik Mesin Universitas Lampung dan laboratorium uji material kampus baru Universitas Indonesia Depok.

B. Alat dan Bahan yang digunakan

1.Alat yang digunakan untuk penelitian yaitu sebagai berikut : a. Cetakan

berbentuk seperti balok untuk mencetak bahan dengan ukuran dimensi yang sudah ditentukaan.

Gambar 18. Cetakan

Pembuka spesimen

Bagian bawah

Bagian tengah Bagian

b. Thermo controler

Thermo controler dan heater ini digunakan untuk mengatur suhu temperatur pada cetakan spesimen. Thermo controller dan heater ini dapat memanaskan elemen pemanas hingga temperatur 600o C.

Gambar 19. Thermo controler dan heater

c. Furnace

Digunakan untuk proses curing (perlakuan panas komposit) dimana material komposit dipanaskan dengan temperatur dan waktu tertentu.

Gambar 20. Furnace

Thermo

39

d. Mixer

Mixer digunakan sebagai pencampuran bahan-bahan seperti phenolik,

fly ash, serbuk besi, dan bahan lainya, untuk mendapatkan komposisi yang seragam.

Gambar 21. mixer

e. Dongkrak hidrolik

Untuk mempresskan komposit didalam cetakan agar spesimen menjadi padat.

f. Timbangan digital

Sebagai alat untuk menimbang berat fly ash, NBR(Nitrile butadine rubber), phenolic, carbon black, serbuk besi, dan grafit, sebelum melakukan pencampuran/mixing pada pembuatan komposit.

Gambar 23. Timbangan digital

g. Mesin uji ketahanan aus (Ogoshi high speed universal wear testing machine)

Fungsi ogoshi high speed universal wear testing machine type OAT-U

adalah untuk menentukan laju keausan suatu material dimana benda uji memperoleh beban gesek dari disk yang berputar (revolving disc). Pembebanan. ini akan menghasilkan kontak yang pada akhirnya akan mengambil sebagian material pada benda uji. Besarnya jejak permukaan dari material yang tergesek itulah yang dijadikan dasar penentuan tingkat keausan pada material.

41

`

Gambar 24. Ogoshi high speed universal wear testing machine type OAT-U

2. Bahan yang digunakan untuk penelitian sebagai berikut :

a. Phenolik resin

Sebagai matrik pada komposit, bahan ini berupa serbuk berwarna hitam yang memiliki ketahanan panas yang baik. Phenolik digunakan sebagai bahan utama untuk membuat spesimen. Resin ini mampu tahan pada temperatur tinggi (thermoset), sampai 2000C.

b. Fly ash (abu terbang batu bara)

Sebagai penguat pada bahan komposit dan juga sebagai bahan utama yang digunakan untuk membuat spesimen

.

Gambar 26. Fly ash

c. Grafit

Grafit termasuk bahan friction modifier tingkat gesekan grafit dipengaruhi oleh kelembaban dan strukturnya. Penambahan grafit dapat meningkatkan ketahanan aus serta dapat mempengaruhi koefisien gesek.

43

d. NBR (Nitril Butadiene Rubber)

NBR digunakan untuk mengurangi kekerasan. NBR dipilih menjadi bahan penyusun komposit, karna NBR memiliki ketahanan thermal

yang baik dibandingkan jenis karet lainnya.

Gambar 28. NBR (Nitril Butadiene Rubber)

e. Barium sulfat (BaSo4)

Barium sulfat (BaSo4) dapat meningkatkan kerapatan massa dan dapat meningkatkan ketahanan pada temperatur tinggi serta dapat mengurangi tingkat keausan. Di indonesia, barium sulfat dalam bentuk serbuk berwarna putih.

f. Serbuk besi

Serbuk besi yang berwarna hitam dengan massa jenis besi besar sehingga dengan kadar yang sama dengan komponen penyusun lainnya, volume besi ini relatif lebih kecil. Serbuk ini ditambahkan sebagai material gesek agar dapat memperbaiki karakteristik thermal komposit. Serbuk besi memiliki konduktivitas thermal dan difusivitas thermal yang baik.

Gambar 30. Serbuk besi C. Prosedur Penelitian

Prosedur pada pengambilan data dalam penelitian ini menjadi beberapa tahapan yaitu sebagai berikut :

1. Study literature

Pada proses penelitian yang dilakukan yaitu dengan pengumpulan data awal. Pada study awal dilakukan langkah-langkah seperti survey lapangan yaang berhubungan dengan penelitian yang dilakukan serta mengambil data-data penelitian yang sudah ada sebagai pembanding terhadap hasil pengujian yang akan dianalisa.

45

2. Melakukan persiapan pemilihan serbuk

Serbuk yang digunakan pada penelitian ini memiliki bermacam-macam. Langkah-langkah dalam persiapan serbuk ini sebagai berikut :

a. Pemilihan serbuk yang digunakan.

b. Serbuk yang digunakan menurut kebutuhan yang diinginkan.

c. Campurkan serbuk menggunakan mixer agar setiap campuran serbuk merata.

d. Setelah merata serbuk siap dimasukkan kedalam cetakan.

3. Proses pencampuran komposit

Pada proses pembuatan komposit memiliki langkah-langkah yang dilakukan sebagai berikut :

a. Persiapan serbuk-serbuk yang sudah dicampurkan (mixing) kemudian dilakukan proses pembuatan sesuai bentuk pada cetakan.

1. Persiapan matriks

Pencampuran untuk pembuatan spesimen uji keausan, matriks yang digunakan adalah resin phenolic. Resin ini memiliki warna hitam pekat dan berbentuk serbuk. Resin ini digunakan karna memiliki ketahanan temperatur tinggi. Komposisi matriks yang digunakan sebanyak 60%.

2. Persiapan bahan penguat (Reinforcement)

Bahan penguat yang digunakan adalah fly ash batu bara PLTU Tarahan. Fly ash mengandung bahan seperti: silikat (SiO2), alumina(Al2O3), dan besi oksida(Fe2O3), sisanya adalah karbon,

kalsium, magnesium, dan belerang. Fly ash ini memiliki bentuk serbuk berwarna abu-abu. Komposisi fly ash yang digunakan yaitu sebanyak 5%, 10%, dan 15%.

3. Persiapan bahan pengisi (Filler)

Bahan pengisi yang digunakan dalam pembuatan komposit ini adalah serbuk besi (Fe), dan barium sulfat (BaSO4). Serbuk besi (Fe) digunakan untuk menaikkan konduktifitas thermal, dan akan meningkatkan koefisien gesek. Barium sulfat (BaSo4) memiliki fungsi memperbaiki ketahanan matriks pnenolic terhadap temperatur tinggi. Komposisi serbuk besi (Fe) yang digunakan yaitu sebanyak 5%, dan barium sulfat (BaSO4) sebanyak 10%.

4. Persiapan bahan pengikat (Binder)

Bahan pengikat yang digunakan adalah NBR (Nitrile Butadiene Rubber). NBR digunakan untuk meningkatkan fleksibilitas komposit dan memiliki ketahanan thermal yang baik dibandingkan dengan jenis karet yang lain. Komposisi NBR yang digunakan sebanyak 15%, 10%, 5%.

5. Persiapan bahan Friction modifier

Friction modifier berfungsi untuk memodifikasi atau mengatur koefisien gesek. Bahan yang digunakan sebagai Friction modifier

adalah grafit. Grafit dapat meningkatkan ketahanan aus serta mempengaruhi koefisien gesek. Komposisi grafit yang digunakan sebanyak 5%.

47

Dibawah ini merupakan tabel data bahan penyusun komposit dan variasi komposisi yaitu:

Tabel 3. Komposisi bahan penyusun komposit

Bahan penyusun komposit

Variasi komposisi komposit (%)

A B C

Phenolic resin 60% 60% 60%

Fly ash 5% 10% 15%

NBR (Nitrile Butadiene Rubber) 15% 10% 5%

BaSO4 (Barium sulfat) 10% 10% 10%

Grafit 5% 5% 5%

4. Pembuatan spesimen uji

Setelah menyiapkan bahan penyusun komposit yang berupa phenolic resin,

fly ash, NBR, BaSO4 (Barium sulfat), grafit, serbuk besi (Fe) dengan komposisi yang sudah sesuai, selanjutnya mencampur komposisi (mixing)

dengan lama waktu pencampuran 20 menit. Sehingga mendapatkan campuran yang homogen. Selanjutnya adalah memasukkan bahan bahan yang telah tercampur kedalam cetakan yang telah diberi oli untuk mempermudah mengeluarkan komposit dari cetakan. Kemudian memanaskan komposit dengan temperatur 250o C dan ditekan dengan tekanan 5 ton selama 30 menit. Setelah proses penekanan selesai selanjutnya adalah proses curing pada proses ini spesimen komposit dipanaskan dengan menggunakan Furnace selama 4 jam dengan temperatur 150o C. Selanjutnya mengamplas spesimen agar permukaan yang akan diuji kekerasan memiliki permukaan yang rata dan halus, selanjutnya memberi label (Kode spesimen).

Tabel 4. Jumlah spesimen pengujian ketahanan aus sebagai berikut :

Pengujian Jumlah spesimen komposit

Ketahanan aus

Variasi A Variasi B Variasi C

49

Tabel 5. data hasil pengujian yang diinginkan :

Kode Sampel lebar (b) [mm] Tebal cincin (B) [mm] (d) [mm] Beba n (P) [Kg] Jrk lcr (x) [m] Kecepatan [m/s] Spesifik abrasi [mm³/mm] Na151 Nb152 Na153 Nb154 Na155 Nb156 Na101 Nb102 Na103 Nb104 Na105 Nb106 Na51 Nb52 Na53 Nb54 Na55 Nb56

a. Pengujian cetakan ketahanan aus sesuai dengan standar ASTM G 99 -95 yaitu sebagai berikut :

Pengujian keausan dapat dilakukan dengan berbagai macam metode dan teknik, yang semuanya bertujuan untuk mensimulasikan kondisi keausan aktual. Salah satunya adalah dengan metode Ogoshi dimana

benda uji memperoleh beban gesek dari disk yang berputar (revolving disc). Pembebanan gesek ini akan menghasilkan kontak antar permukaan yang berulang-ulang yang pada akhirnya akan mengambil sebagian material pada permukaan benda uji. Besarnya jejak permukaan dari material tergesek itulah yang dijadikan dasar penentuan tingkat keausan pada material. Semakin besar dan dalam jejak keausan maka semakin tinggi volume material yang terlepas dari benda uji. Ilustrasi skematis dari kontak permukaan antara revolving disc dan benda uji. (Novianto, 2013)

Gambar 31. Ilustrasi pengujian keausan(Callister, 2007) Keterangan :

P : Beban h : Kedalaman bekas injakan

r : jari- jari revolving disk b : Lebar bekas injakan B : Tebal revolving disk ω : Kecepatan putar

51

Rumus uji keausan yaitu sebagai berikut :

………...………..…(1)

Dimana:

B = lebar piringan pengaus (mm) b = lebar keausan pada benda uji (mm) r = jari-jari piringan pengaus (mm) W = harga keausan spesifik (mm3/mm) x = jarak luncur (m)

D. Alur proses Penelitian

Dibawah ini menunjukkan gambar diagram alur penelitian yang akan dilakukan yaitu sebagai berikut :

Gambar 32. Diagram alir penelitian Pengumpulan data

Selesai Pengolahan data

Pengujian keausan dan pengujian makro Pencampuran bahan pembuatan spesimen seperti : phenolic, fly ash, NBR, carbon black, grafit, serbuk besi, BaSo4

MULAI

Study literatur

Alat ukur, bahan, dan alat uji

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian pengaruh penambahan NBR (Nitrile butadine rubber) terhadap ketahanan aus komposit abu terbang phenolic pada kampas rem adalah sebagai berikut :

1. Ketahanan aus pada permukaan atas spesimen dengan variasi komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) 15% yang memiliki nilai keausan tertinggi dengan rata-rata 1.97×10-6 mm3/mm, dan komposit dengan NBR (Nitrile butadine rubber) 10% mempunyai nilai keausan terendah dengan rata-rata 6.74×10-6 mm3/mm. 2. Hasil pengujian keausan permukaan bawah menunjukkan komposit dengan laju

keausan tertinggi yaitu pada komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) 15% mempunyai nilai spesifik abrasinya adalah 2.00×10-6 mm3/mm, dan nilai terendah komposit dengan komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) 5% mempunyai nilai spesifik abrasinya adalah 3.65×10-6 mm3/mm.

3. Pada pengamatan foto SEM dapat dilihat, komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) 10% dengan nilai keausan tertinggi, distribusi partikel kurang merata, dan ada retakan lebar, sedangkan komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) dengan nilai keausan terendah, distribusi partikel yang merata keseluruh bagian komposit dan retakan sedikit. Hal ini terjadi karena NBR (Nitrile butadine rubber) bersifat lebih ulet dibanding dengan matriks, semakin banyak persentase NBR (Nitrile butadine rubber) didalam matriks maka keuletan material meningkat.

B. SARAN

Dari hasil penelitian yang dilakukan saran yang diberikan adalah sebagai berikut: 1. Agar dapat mengetahui sifat mekanik lainya perlu dilakukan pengujian lain seperti

pengujian tekan.

2. Proses fabrikasi komposit lebih maksimal, perlu digunakan alat dongkrak hidrolik yang sudah ada pressure gauge agar tekanan yang diberikan sesuai dengan standar pembuatan komposit.

DAFTAR PUSTAKA

Amrudin.1995.Pengujian Keausan Secara Teoritik Dan Analisis.Teknik Mesin Universitas Indonesia.

Ardianto, 2011. Studi Karakteristik Komposit Karbon Batubara/Arang Tempurung Kelapa Berukuran Mesh 250 Dengan Matriks Coal Tar Pitch,

Fakultas Teknik, Teknik Metalurgi Dan Material, Depok.

Ari Tristianto, Wibowo, 2010. Pengembangan Dan Pembuatan Kampas rem Kendaraan Bermotor Berbahan dasar Komposit Serbuk Limbah Besi Cor, SeratAsbes Dan Serbuk Limbah Plastik,Universitas Indonesia. Jakarta. ASTM G99-95a Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk

Apparatus1

Callister, W. D., 2007. Material Science End Engineering An Introduction, 7ed, Departemen of metallurgical engineering the university of utah, John willey and sons, Inc.

Gibson, 1994. Principle Of Composite Material Mechanics, New york; Mc Graw Hill, Inc.

Handoyo, Kus. 2008. Material Komposit, Jurusan Teknik Material Dan Metalurgi ITS. Surabaya.

Kiswiranti, Desi. 2008. Pemanfaatan Serbuk Tempurung Kelapa Sebagai Alternatif Serat Penguat Bahan Friksi Nonasbes Pada Pembuatan Kampas

Koesnadi, Heri.2008. Fly Ash. http://heri-mylife.blogspot.com/2008/06/fly-ash.html.

Kumar, D.S. Kumar, M.P and Sankar R. 2003,”Effect of syntetic aggregate on Alumina Castables–based on Fly Ash, Kyanite and Sillimanite”, Bulletin of American Ceramic Society, Abstract on http://www.ceramicbulletin.org. Malau. Viktor dan Adhika Widyaparaga. 2008. Pengaruh perlakuan panas

Quench Dan Temper Terhadap Laju Keausan, Ketangguhan Impak, Kekuatan Impak Dan Kekerasan Baja XW 42 Untuk Keperluan Cetakan Keramik. Universitas Hasanuddin : Makasar

Mallawa, Cesarandie. 2010. Pengaruh Komposisi dan Diameter Serbuk Tempurung Kelapa Material Komposit Bahan Kampas Rem. Skripsi Teknik Mesin Universitas Hasanuddin, Makassar.

NN, 2011. Skema mikroskop Elektron. http://www.bacteria-world.com/what-is-SEM.htm)

Novianto, 2013. Buku pegangan kuliah material teknik, universitas sebelas maret Surakarta

Pratama, 2011, Analisa sifat material komposit bahan kampas rem dengan penguat fly ash batubara, Universitas Hasanuddin, Makassar.

Silvoven, J. 2001, Porous Ceramic Castable Refractories, Presentation Outline, TUT, Institute of Material Science, Ceramic Material Laboratory.

Smallman R.E & Bishop R. J, Djaprie Sriati, 2000. Metalurgi Fisik Modern & Rekasaya Bahan (Terjemahan). Erlangga, Jakarta.

Subarmono, Jamasri, M.W. Wildan dan Kusnanto, 2008 ,Pemanfaatan Limbah Abu Terbang Sebagai Penguat Aluminium Matrix Composite Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Sularso, Kiyokatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradya Paramita: Jakarta.

Wardani, 2008. Pemanfaatan limbah batubara(Fly Ash) Untuk Stabilisasi Tanah Maupun Keperluan Teknik Sipil Lainnya Dalam Mengurangi Pencemaran Lingkungan. Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang.

Widodo, B., 2007. Analisa Sifat Mekanik Komposit Epoksi Dengan Penguat Serat Pohon Aren (Ijuk) Model Lamina Berorientasi Sudut Acak (Random).

Institut Teknologi Nasional Malang

Zuhra, Cut Fatimah, 2006. Karya tulis ilmiah karet. Departemen kimia fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam Universitas Sumatra Utara

Http://www.stopcobrake.com/en/file/en.pdf/SAEJ661 Diunduh pada 22 oktober 2014

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian pengaruh penambahan NBR (Nitrile butadine rubber) terhadap ketahanan aus komposit abu terbang phenolic pada kampas rem adalah sebagai berikut :

1. Ketahanan aus pada permukaan atas spesimen dengan variasi komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) 15% yang memiliki nilai keausan tertinggi dengan rata-rata 1.97×10-6 mm3/mm, dan komposit dengan NBR (Nitrile butadine rubber) 10% mempunyai nilai keausan terendah dengan rata-rata 6.74×10-6 mm3/mm. 2. Hasil pengujian keausan permukaan bawah menunjukkan komposit dengan laju

keausan tertinggi yaitu pada komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) 15% mempunyai nilai spesifik abrasinya adalah 2.00×10-6 mm3/mm, dan nilai terendah komposit dengan komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) 5% mempunyai nilai spesifik abrasinya adalah 3.65×10-6 mm3/mm.

3. Pada pengamatan foto SEM dapat dilihat, komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) 10% dengan nilai keausan tertinggi, distribusi partikel kurang merata, dan ada retakan lebar, sedangkan komposisi NBR (Nitrile butadine rubber) dengan nilai keausan terendah, distribusi partikel yang merata keseluruh bagian komposit dan retakan sedikit. Hal ini terjadi karena NBR (Nitrile butadine rubber) bersifat lebih ulet dibanding dengan matriks, semakin banyak persentase NBR (Nitrile butadine rubber) didalam matriks maka keuletan material meningkat.

64

B. SARAN

Dari hasil penelitian yang dilakukan saran yang diberikan adalah sebagai berikut: 1. Agar dapat mengetahui sifat mekanik lainya perlu dilakukan pengujian lain seperti

pengujian tekan.

2. Proses fabrikasi komposit lebih maksimal, perlu digunakan alat dongkrak hidrolik yang sudah ada pressure gauge agar tekanan yang diberikan sesuai dengan standar pembuatan komposit.

DAFTAR PUSTAKA

Amrudin.1995.Pengujian Keausan Secara Teoritik Dan Analisis.Teknik Mesin Universitas Indonesia.

Ardianto, 2011. Studi Karakteristik Komposit Karbon Batubara/Arang Tempurung Kelapa Berukuran Mesh 250 Dengan Matriks Coal Tar Pitch, Fakultas Teknik, Teknik Metalurgi Dan Material, Depok.

Ari Tristianto, Wibowo, 2010. Pengembangan Dan Pembuatan Kampas rem Kendaraan Bermotor Berbahan dasar Komposit Serbuk Limbah Besi Cor, SeratAsbes Dan Serbuk Limbah Plastik, Universitas Indonesia. Jakarta.

ASTM G99-95a Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus1

Callister, W. D., 2007. Material Science End Engineering An Introduction, 7ed, Departemen of metallurgical engineering the university of utah, John willey and sons, Inc.

Gibson, 1994. Principle Of Composite Material Mechanics, New york; Mc Graw Hill, Inc.

Handoyo, Kus. 2008. Material Komposit, Jurusan Teknik Material Dan Metalurgi ITS. Surabaya.

Kiswiranti, Desi. 2008. Pemanfaatan Serbuk Tempurung Kelapa Sebagai Alternatif Serat Penguat Bahan Friksi Nonasbes Pada Pembuatan Kampas

Rem Sepeda Motor. Skripsi Teknik FisikaUniversitas Negeri Semarang. Semarang.

Koesnadi, Heri.2008. Fly Ash. http://heri-mylife.blogspot.com/2008/06/fly-ash.html.

Kumar, D.S. Kumar, M.P and Sankar R. 2003,”Effect of syntetic aggregate on Alumina Castables–based on Fly Ash, Kyanite and Sillimanite”, Bulletin of American Ceramic Society, Abstract on http://www.ceramicbulletin.org.

Malau. Viktor dan Adhika Widyaparaga. 2008. Pengaruh perlakuan panas Quench Dan Temper Terhadap Laju Keausan, Ketangguhan Impak, Kekuatan Impak Dan Kekerasan Baja XW 42 Untuk Keperluan Cetakan Keramik. Universitas Hasanuddin : Makasar

Mallawa, Cesarandie. 2010. Pengaruh Komposisi dan Diameter Serbuk Tempurung Kelapa Material Komposit Bahan Kampas Rem. Skripsi Teknik Mesin Universitas Hasanuddin, Makassar.

NN, 2011. Skema mikroskop Elektron. http://www.bacteria-world.com/what-is-SEM.htm)

Novianto, 2013. Buku pegangan kuliah material teknik, universitas sebelas maret Surakarta

Pratama, 2011, Analisa sifat material komposit bahan kampas rem dengan penguat fly ash batubara, Universitas Hasanuddin, Makassar.

Silvoven, J. 2001, Porous Ceramic Castable Refractories, Presentation Outline, TUT, Institute of Material Science, Ceramic Material Laboratory.

Smallman R.E & Bishop R. J, Djaprie Sriati, 2000. Metalurgi Fisik Modern & Rekasaya Bahan (Terjemahan). Erlangga, Jakarta.

Subarmono, Jamasri, M.W. Wildan dan Kusnanto, 2008 ,Pemanfaatan Limbah Abu Terbang Sebagai Penguat Aluminium Matrix Composite Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Sularso, Kiyokatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradya Paramita: Jakarta.

Wardani, 2008. Pemanfaatan limbah batubara(Fly Ash) Untuk Stabilisasi Tanah Maupun Keperluan Teknik Sipil Lainnya Dalam Mengurangi Pencemaran Lingkungan. Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang.

Widodo, B., 2007. Analisa Sifat Mekanik Komposit Epoksi Dengan Penguat Serat Pohon Aren (Ijuk) Model Lamina Berorientasi Sudut Acak (Random). Institut Teknologi Nasional Malang

Zuhra, Cut Fatimah, 2006. Karya tulis ilmiah karet. Departemen kimia fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam Universitas Sumatra Utara

Http://www.stopcobrake.com/en/file/en.pdf/SAEJ661 Diunduh pada 22 oktober 2014