Feedback

Efek Komposisi Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Dalam Pembuatan Keramik Berpori Dengan Menggunakan PVA Sebagai Perekat

Informasi dokumen
Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y EFEK KOMPOSISI ZEOLIT - SERBUK KAYU DAN SUHU SINTERING TERHADAP KARAKTERISTIK DALAM PEMBUATAN KERAMIK BERPORI DENGAN MENGGUNAKAN PVA SEBAGAI PEREKAT SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains KATRIN AFRIANITA P 050801055 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y LEMBAR PENGESAHAN EFEK KOMPOSISI ZEOLIT-SERBUK KAYU DAN SUHU SINTERING TERHADAP KARAKTERISTIK DALAM PEMBUATAN KERAMIK BERPORI DENGAN MENGGUNAKAN PVA SEBAGAI PEREKAT Oleh : KATRIN AFRIANITA P 050801055 Disetujui Oleh : Drs. Pardamean sebayang,M.Si NIP : 19550105.198303.1.003 Diketahui Oleh : Kepala Pusat Penelitian Fisika PPF-LIPI Dr.Ing.Priyo Sardjono NIP: 19531230.197903.1.003 2 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y PERSETUJUAN Judul : EFEK KOMPOSISI ZEOLIT – SERBUK KAYU DAN SUHU SINTERING TERHA DAP KARAKTERISTIK DALAM PEMBUATAN KERAMIK BERPORI DENGAN MENGGUNAKAN PVA SEBAGAI PEREKAT Kategori : SKRIPSI Nama : KATRIN AFRIANITA PASARIBU NIM : 050801055 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSI TAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 23 Februari 2010 Diketahui Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing Dr.Marhaposan Situmorang Drs.Kerista Sebayang,MS NIP:195510301980031003 NIP: 195806231986011001 3 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y PERNYATAAN EFEK KOMPOSISI ZEOLIT - SERBUK KAYU DAN SUHU SINTERING TERHADAP KARAKTERISTIK DALAM PEMBUATAN KERAMIK BERPORI DENGAN MENGGUNAKAN PVA SEBAGAI PEREKAT SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 19 Februari 2010 KATRIN AFRIANITA 050801055 4 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang Maha Pemurah lagi Maha Penyayang yang telah memberikan Rahmat, Karunia dan Bimbingan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tulisan yang berjudul Efek Komposisi Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Dalam Pembuatan Keramik Berpori Dengan Menggunakan PVA Sebagai Perekat Yang dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Material Keramik dan Gelas LIPI Serpong, Tangerang sesuai dengan waktu yang telah di tetapkan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Drs. Kerista Sebayang,MS selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak memberikan waktu dan bimbingan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini, serta Prof.Drs Pardamean Sebayang,M.Si , Ir. Muljadi, M.Si, Anggito P Tetuko,S.T, Deni S Khaerudini, S.Si, Lukman Paris ,Amd dan Denny Mahadi selaku pembimbing lapangan yang telah memberikan bimbingan,waktu dan tenaga kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada Drs. Chandra Nur,M.Sc, kepada Ketua dan Sekretaris Jurusan Departemen Fisika DR. Marhaposan Situmorang dan Dra Justinon, M.Si, Dekan FMIPA USU Prof.Eddy Marlianto,M.Sc serta semua Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Fisika FMIPA USU. Tidak lupa pula penulis ucapkan terimakasih kepada semua mahasiswa Fisika S-1 khususnya stambuk 2005 ( Toni Apriantono Manik, Flora Hutagalung, Febriantono Siboro, Fernando S, Try Eko, Espol S, Erwin S, Nisa, Widya Tutik, Shinta In The Genk, Nelly In The Genk, Teman-teman Fikoli, Ka Aisyah, S.Si) dan adik-adikku di Fisika 2008 (Eben,Rony,Martin,Andes,Nia,Mangara,Tere,Elisabet dll) dan juga Sahabat-sahabat ku yang selalu member semangat buat ku ( Dian Frisca,Wita Marta, Duma S, Maria, Ka Mely,S.T, bang Arga,S.T). Akhirnya tidak terlupakan ucapan terima kasih kepada yang paling kucinta dan ku sayang Ayahanda ST Pasaribu dan Ibunda tersayang Idaria P dan seluruh keluarga besar ku dan adik-adikku ( yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis ucapkan banyak terima kasih. 5 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y EFEK KOMPOSISI ZEOLIT - SERBUK KAYU DAN SUHU SINTERING TERHADAP KARAKTERISTIK DALAM PEMBUATAN KERAMIK BERPORI DENGAN MENGGUNAKAN PVA SEBAGAI PEREKAT ABSTRAK Telah dilakukan penelitian pembuatan keramik berpori berbasis zeolit dengan aditif serbuk kayu dengan tahapan : penggilingan dengan ball mill selama 24 jam, pengeringan di dalam oven pada suhu 100°C selama 3 jam, pengayakan hingga lolos 100 mesh. Penambahan serbuk kayu divariasi mulai dari 10, 20, 30, 40, dan 50 % massa, diaduk dengan perekat PVA menjadi benda uji dengan cara tekan, kemudian disinter pada suhu 900, 1000, dan 1100°C. Karakterisasi yang dilakukan meliputi: densitas, susut bakar, porositas, penyerapan air, koefisien ekspansi termal, kuat patah, kuat tekan, analisa XRD dan SEM. Keramik berpori yang dihasilkan mempunyai nilai: densitas berkisar antara 1,704 -2,303 g/cm3 ,susut bakar : 6,55 – 54,096 %, porositas : 25,556 – 82,033 %, penyerapan air : 11,08 – 48,13 % , koefisien ekspansi termal : 4-6 x 10 -6/oC, kekuatan patah: 0,851 – 17,859 MPa, dan kekuatan tekan : 573 – 8,396 MPa. Kondisi optimum adalah komposisi 30% serbuk kayu dengan 70 % zeolit pada suhu sintering 1000 oC, menghasilkan fasa mullite dengan stuktur kristal orthorhombic dengan analisa XRD. Sedangkan hasil pengamatan SEM menunjukkan bahwa keramik berpori mempunyai ukuran pori sekitar 0,25 – 5,25 m dan distribusi partikel relatif tidak merata. 6 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y THE EFFECTS OF ZEOLIT - WOOD POWDER COMPOSITION AND TEMPERATURE OF SINTERING FOR CHARACTERISTICS IN MAKING POUROUS CERAMIC WITH PVA ABSTRACT A research has done bases on zeolit and additive wood powder by using ball mill along as 24 hours ,dried in the oven at 100°C for 3 hours, sieved until through out 100 mesh. The next step, that wood powder variation in 10, 20, 30, 40, and 50 % (massa) of wood powder, then sintering at temperatur 900, 1000, dan 1100°C. The sample has already burning ready to have test the density, burned shrinking, porosity, water absorbtion, coefficient of thermal expantion, bending strength, compressive strength, XRD and SEM analysis. From the measure result showed the density between 1,704 -2,303 gr/cm3 , burned shrinking : 6,55 – 54,096 %, porosity : 25,556 – 82,033 %, water absorbtion : 11,08 – 48,13 %, coefficient of thermal expantion : 4 – 6 x 10 -6/oC, bending strength : 0,851 – 17,859 MPa, compressive strength : 573 – 8,396 MPa. From some of sample have been made, shown optimum condition is 30% wood powder and 70 % zeolit at temperatur of sintering is1000 oC, have mullite fase in cristal orthorhombic system by XRD test. SEM test show that porous ceramic have pour size 0,25 – 5,25 m and the distribution is not same. 7 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y DAFTAR ISI Halaman Pengesahan . Persetujuan . Pernyataan . Penghargaan . Abstrak . Abstract . Daftar Isi . Daftar Tabel . Daftar Gambar . ii iii iv v vi vii viii x xi Bab I Pendahuluan 1.1. Latar Belakang . 1.2. Tujuan Penelitian . 1.3. Batasan Masalah . 1.4. Manfaat Penelitian . 1.5. Tempat Penelitian . 1.6. Sistematika Penulisan . 1 3 3 4 4 5 Bab II Tinjauan Pustaka 2.1. Zeolit . 2.1.1. Struktur . 2.2. Serbuk Gergaji Kayu . 2.3. Keramik Berpori . 2.3.1. Aplikasi Keramik Berpori . 2.3.2. Karakteristik Keramik Berpori . 2.3.2.1 Sifat Fisis . 2.3.2.1.1. Susut Bakar . 2.3.2.1.2. Densitas . 2.3.2.1.3. Porositas . 2.3.2.1.4. Penyerapan Air. 2.3.2.1.5. Koefisien Ekspansi Termal . 2.3.2.2 Sifat Mekanik . 2.3.2.2.1. Kuat Patah . 2.3.2.2.2. Kuat Tekan . 2.4. Analisa Mikrostruktur . 2.4.1 SEM . 2.5. Analisa Struktur Kristal . 2.5.1. XRD ( X – Ray Diffraction ). 6 dan Sifat Zeolit 7 8 11 11 12 12 12 13 14 14 15 15 15 16 16 16 18 20 8 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y Bab III Metodelogi Penelitian 3.1. Alat dan Bahan . 3.1.1. Alat. 3.1.2. Bahan. 3.2. Diagram alir. 3.3. Variabel eksperimen. 3.3.1. Variabel Penelitian. 3.3.2. Variabel Percobaan yang Diuji. 3.4. Prosedur Penelitian. 3.5. Pengujian Sampel. 3.5.1. Pengujian Sifat Fisis. 3.5.1.1. Susut Bakar. 3.5.1.2. Densitas, Porositas dan Penyerapan Air. 3.5.1.3. Koefisien Ekspansi Termal. 3.5.2. Pengujian Sifat mekanik. 3.5.2.1. Kuat Patah. 3.5.2.2. Kuat Tekan. 3.5.3. Pengujian Mikrostruktur. 3.5.3.1. SEM. . 3.5.4. Pengujian Struktur. 3.5.4.1. Difraksi Sinar X ( X-Ray Diffraction). 22 22 23 24 25 25 25 26 30 30 30 30 31 32 32 33 33 33 34 34 Bab IV Hasil Dan Pembahasan 4.1. Sifat Fisis. 4.1.1. Susut Bakar. 4.1.2. Densitas,Porositas dan Penyerapan air. 4.1.3. Koefisien Ekspansi termal. 4.2. Sifat Mekanik. 4.2.1. Kuat Patah. 4.2.2. Kuat Tekan. 4.3. Analisa Mikrostruktur. 4.3.1. SEM. 4.4. Analisa Struktur Kristal. 4.4.1. Analisa Kualitatif XRD. 36 36 42 50 60 60 63 66 66 68 68 Bab V KESIMPULAN DAN SARAN. 5.1. Kesimpulan. 5.2. Saran. 75 75 76 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C Gambar Bahan Percobaan Gambar Peralatan Percobaan JCPDS International Centre for Diffraction Data 9 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Variasi komposisi pembuatan keramik berpori 3 berbasis zeolit dan serbuk kayu Tabel 2.1 Komposisi Zeolit Pahae 7 Tabel 2.2 Berat Jenis beberapa Jenis Kayu di Indonesia 9 Tabel 2.3 Klasifikasi Zeolit 19 Tabel 3.1 Komposisi Bahan Pembuatan keramik berpori 27 dengan perekat PVA Tabel 4.1 Data Volume Sampel Keramik Berpori Sebelum Sintering 37 Tabel 4.2 Data Volume Sampel Keramik Berpori Setelah Sintering 38 Tabel 4.3 Data Susut Bakar Keramik Berpori 39 Tabel 4.4 Data Pengujian Densitas,Porositas,dan Penyerapan Air Sampel Keramik Berpori 44 Tabel 4.5 Data Ekspansi Termal 70% Zeolit + 30% Serbuk Kayu (900 oC) 51 Tabel 4.6 Data Ekspansi Termal 70% Zeolit + 30% Serbuk Kayu (1000 oC) 53 Tabel 4.7 Data Ekspansi Termal 70% Zeolit + 30% Serbuk Kayu (1100 oC) 55 Tabel 4.8 Data Pengujian Kuat Patah Sampel Keramik Berpori 61 Tabel 4.9 Data Pengujian Kuat Tekan Sampel Keramik Berpori 64 Tabel 4.10 Analisa XRD Zeolit Alam Pahae 69 Tabel 4.11 Data XRD Pada suhu 1000 oC 71 Tabel 4.12 Data XRD Pada suhu 1100 oC 73 10 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Struktur Zeolit 7 Gambar 2.2 Tanaman Sengon 10 Gambar 2.3 Diagram Scanning Electron Microscope (SEM) 17 Gambar 2.4 Tetrahedra Alumina dan Silika (TO4) pada struktur Zeolit 18 Gambar 2.5 Unit Bangunan Struktur Zeolit 21 Gambar 2.6 Difraksi Bidang Kristal 21 Gambar 3.1 Trend Pembakaran ( Sintering ) sampel 29 Gambar 3.2 Sampel uji kuat patah yang diletakkan 32 diantara lempengan penekan Gambar 3.3 Skema alat uji XRD 34 Gambar 4.1 Pengaruh Penambahan Zeolit-Serbuk Kayu dan Kenaikan Suhu Sintering terhadap Susut Bakar Keramik Berpori Gambar 4.2 Gambar 4.3 41 Pengaruh Penambahan Zeolit-Serbuk Kayu dan Kenaikan Suhu Sintering terhadap Densitas Keramik Berpori 45 Pengaruh Penambahan Zeolit-Serbuk Kayu dan Kenaikan 47 Suhu Sintering terhadap Porositas Keramik Berpori Gambar 4.4 Proses Sintering 48 Gambar 4.5 Pengaruh Penambahan Zeolit- Serbuk Kayu dan Kenaikan Suhu Sintering terhadap Penyerapan Air Keramik Berpori Gambar 4.6 Pengaruh Suhu Terhadap Pertambahan panjang Gambar 4.7 Pengaruh Suhu Terhadap Pertambahan panjang Pada Komposisi Gambar 4.8 Gambar 4.9 49 Pada komposisi zeolit Zeolit 70 % dan serbuk kayu 30 % (900 °C) 58 Zeolit 70 % dan Serbuk Kayu 30 % (1000 °C) 59 Pengaruh Suhu Terhadap Pertambahan Panjang Pada Komposisi Zeolit 70 % dan Serbuk Kayu 30 % (1100 °C) 59 Pengaruh Penambahan Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering terhadap Kuat Patah Keramik Berpori 59 11 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C lic C lic k w. om w w w w rm bu y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y Gambar 4.10 Pengaruh Penambahan Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering terhadap Kuat Tekan Keramik Berpori Gambar 4.11 Hasil SEM Perbesaran 2500 X sampel dengan Komposisi 30 % serbuk kayu dan 70 % Zeolit 1000 oC Gambar 4.12 65 66 Hasil SEM Perbesaran 5000 X sampel Komposisi 30 % Serbuk Kayu dan 70 % Zeolit Suhu 1000 oC 66 Gambar 4.13 Pembentukan Fasa dari Bahan Zeolit Alam 70 Gambar 4.14 Pembentukan Fasa pada sampel dengan Komposisi Serbuk Kayu : Zeolit ( 30 : 70%) pada suhu 1000 oC Gambar 4.15 72 Pembentukan Fasa pada sampel dengan Komposisi Serbuk Kayu : Zeolit ( 30 : 70% pada suhu 1100 oC 74 12 Universitas Sumatera Utara w. A B B Y Y.c om Y F T ra nsf o to he re k he A B B Y Y.c C Rockwell dan Vickers (Lampiran E) 2.9 TEKANAN Nilai kuat tekan sampel didapat melalui tata cara pengujian secara manual dengan memberikan beban tekan bertingkat dengan peningkatan beban tertentu atas benda uji. Untuk mendapatkan nilai tekan digunakan rumus : P= F A .(2.3) Dimana : P = Tekanan (N/m2) F = Gaya Tekan (N) A = Luas bidang tekan (m2) 2.10 SUSUT MASSA Pengukuran susut massa dilakukan pada sampel uji yang berbentuk pelet dengan massa awal (sebelum dibakar). % Susut massa = mo − ms x100% m mo Dimana : mo = massa sebelum dibakar ms = massa sesudah dibakar .( 2.4) L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Berpori Untuk Digunakan Sebagai Filter gas Buang, 2008. USU e-Repository © 2008 2.11 Susut Volume Pengukuran susut volume dilakukan pada benda uji yang berbentuk pelet dengan volume awal (sebelum dibakar). % Susut Volume = Vo − Vs x100% .(2.5) Vo Dimana : Vo = Volume sebelum dibakar Vs = Volume sesudah di bakar 2.12 DIFRAKSI SINAR-X Difraksi merupakan gejala hamburan yang terjadi apabila sinar-X datang pada atom-atom dalam bidang kristal. Pada tahun 1912 fisikawan Jerman Max Van Laue menyatakan bahwa jika kristal terdiri dari barisan-barisan atom-atom yang teratur dan sinar-X adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang yang sama dengan jarak antar atom pada kristal, maka kristal tersebut dapat mendifraksikan sinar-X. Apabila suatu kristal dihamburkan dengan berkas sinar-X, maka setiap atom dalam kristal yang dilalui oleh sinar-X mengabsorbsi energi dan kemudian memancarkan kembali ke segala arah. Dengan demikian atom-atom itu merupakan sumber energi sekunder atau dapat dikatakan bahwa sinar x dihamburkan oleh atomatom dalam kristal. Sinar sekunder yang berasal dari berbagai atom saling berinterferensi, ada yang saling menguat dan ada pula yang saling memusnahkan. L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Berpori Untuk Digunakan Sebagai Filter gas Buang, 2008. USU e-Repository © 2008 Kemudian pada tahun 1913 teori tersebut dikembangkan oleh W. L. Bragg, yang beranggapan bahwa sinar-x yang menembus kristal akan dipantulkan oleh lapisan atom yang berikutnya seperti terlihat pada gambar dibawah ini : 1 2 Bidang 1 Bidang 2 Bragg’s Law and Diffraction Gambar 2.1. Difraksi Sinar –X. Agar terjadi interferensi maksimum (saling menguat), sinar 1 dan sinar 2 harus se-fase. Ini berarti bahwa beda lintasan kedua harus sama dengan panjang gelombang sinar atau kelipatannya. Jadi hubungannya memenuhi persamaan : 2d sin = n .(2.6) Persamaan tersebut diatas dikenal dengan Hukum Bragg Dimana : = Panjang gelombang n = orde difraksi = sudut hamburan Bragg L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Berpori Untuk Digunakan Sebagai Filter gas Buang, 2008. USU e-Repository © 2008 d = Jarak antar bidang. Besar Sudut difraksi tergantung pada panjang gelombang berkas sinar x dan jarak d antar bidang. 2.13 GAS ANALYZER Untuk mengetahui besar persentase gas buang dari kendaraan bermotor yang terserap oleh sampel dapat ditentukan dengan persamaan matematis sebagai berikut : % Absorbsi = Xo − Xs x100% Xo .(2.7) Dimana : Xo = banyaknya gas CO, CO2 dan HC sebelum menggunakan filter Xs = banyaknya gas CO, CO2 dan HC sesudah menggunakan filter L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Berpori Untuk Digunakan Sebagai Filter gas Buang, 2008. USU e-Repository © 2008 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN 3.3.1 Penelitian ini Dilakukan di : 1. Laboratorium Fisika Kristalografi FMIPA USU 2. Laboratorium Fisika FMIPA Unimed 3. PUSLITBANG Fisika LIPI PUSPITEK Serpong Tangerang. 4. PUSLITBANG Perindustrian Tanjung Morawa. 5. PT. ASTRA INTERNASIONAL Tbk, Jl. Jend. Gatot Subroto No. 220 Medan 6. Laboratorium MIPA Universitas Indonesia Depok Jakarta. 3.3.2 Waktu Penelitian Penelitian dilakukan mulai akhir Nopember 2007 sampai dengan Mei 2008. 3.2 ALAT DAN BAHAN PENELITIAN 3.2.1 Alat Penelitian 1. AAS Type AA-680 2. Neraca Digital 3. Mortar 4. Retsch Test Sieve A Stmell 150 micron (100) / ayakan L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Berpori Untuk Digunakan Sebagai Filter gas Buang, 2008. USU e-Repository © 2008 5. Furnace Programmable (1200oC) 6. EQUOTIP Hardness Tester 22 7. Gelas Kimia 8. Jangka Sorong 9. Mixer Merek Philips 10. Cetakan yang berbentuk Silinder dan pelet 11. Beban berbagai ukuran massa dari 0,5 kg s/d 10 kg 12. X-Ray difraction (XRD) 13. Gas Analyzer. 3.2.2 Bahan yang digunakan : 1. Kaolin, diambil dari desa Bandar Pulau Pekan Dusun III Batunanggor Kabupaten Asahan Sumatera Utara. 2. Feldsfar, diambil dari Desa Dolok Matutung Kecamatan Pangaribuan Kabupaten Tapanuli Utara. 3. Clay, diambil dari Desa Ranggitgit Kecamatan Parmonangan Kabupaten Tapanuli Utara 4. Kuarsa, diambil dari Desa Naga Timbul Kecamatan Parmonangan Kabupaten Tapanuli Utara. 5. Serbuk kayu damar, diambil dari Pabrik Penggergajian Kayu. 6. Air L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Berpori Untuk Digunakan Sebagai Filter gas Buang, 2008. USU e-Repository © 2008 7. Vaselin Semua bahan dasar untuk pembuatan keramik berpori yang digunakan masing-masing berukuran 100 mesh dan terlebih dahulu dianalisa komposisi kimia basanya dengan alat AAS type AA-680. Adapun spesifikasi dari bahan baku kaolin, feldsfar, clay dan kuarsa serta analisa XRD dari masing-masing bahan baku terdapat pada lampiran A, B, C dan D. Adapun perbandingan bahan baku diatas adalah seperti tercantum dalam tabel di bawah ini : Tabel 3.1 Perbandingan Bahan No Bahan Keramik Kaolin 30% Feldsfar 20% Clay 30% Kuarsa 20% Aditif Seruk Kayu Damar % 1 100 0 2 95 5 3 90 10 4 85 15 5 80 20 70 30 6 L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Berpori Untuk Digunakan Sebagai Filter gas Buang, 2008. USU e-Repository © 2008 3.3 PROSEDUR PENELITIAN Penelitian ini dilakukan dengan prosedur yang mengikuti skema berikut : Bahan Kaolin Feldsfar Kuarsa Clay Aditif Sebuk Kayu damar Analisis Bahan (AAS) XRD Semua Bahan Dicampur dengan komposisi tertentu Dicetak Dibakar 1100oC Uji Porositas Uji Densitas Uji Tekan Uji Absorbsi Uji XRD DATA ANALISA KESIMPULAN Gambar 3.1. Prosedur Penelitian 3.4 VARIABEL PENELITIAN DAN PARAMETER PENELITIAN 3.4.1 Variabel Penelitian Pada penelitian ini yang menjadi variabel tetap adalah prosentasi gas buang yang dapat disaring (difilter) oleh bahan keramik berpori, sedang variabel bebas L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Berpori Untuk Digunakan Sebagai Filter gas Buang, 2008. USU e-Repository © 2008 adalah komposisi bahan Kaolin, Feldsfar, Clay, Kuarsa dan aditif dari serbuk kayu damar pada komposisi yang berbeda. 3.4.2 Parameter Penelitian Parameter adalah ukuran data yang akan diperoleh dari hasil penelitian. Yang menjadi parameter dalam penelitian ini adalah : 1. Porositas 2. Densitas 3. Kekerasan 4. Kuat Tekan 5. Mikro Struktur dengan XRD 6. Absorbsi Gas buang kendaraan. 3.5 ALAT PENGUMPULAN DATA PENELITIAN Alat pengumpulan data adalah Instrumen yang digunakan seperti AAS Type AA-680, Neraca Analitik, Ayakan, Furnace (Tungku), Jangka Sorong, EQUOTIP Hardness Tester, XRD, Gas Analyzer. 3.6 PEMBUATAN SAMPEL Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan sampel pada penelitian ini adalah sebagai berikut : L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Berpori Untuk Digunakan Sebagai Filter gas Buang, 2008. USU e-Repository © 2008 1. Pengilingan Bahan Seluruh bahan baku awalnya masih dalam bentuk bongkahan (batuan). Kemudian dihancurkan dengan menggunakan mortal, digiling dengan penghalus batuan sehingga menghasilkan butiran halus. 2. Pengayakan Ayakan digunakan untuk menyaring bahan baku agar diperoleh besar butiran yang seragam. Ayakan yang digunakan adalah 100 mesh dengan jenis Retsch Test Sieve A Stmell 150 micron. Hasil pengayakan menjadi bahan baku berupa serbuk halus yang dapat melewati ayakan tersebut. 3. Penimbangan Bahan sampel yang telah dicampur kemudian ditimbang dengan menggunakan neraca digitalcsesuai komposisi yang dibutuhkan. 4. Pencampuran Semua bahan-bahan keramik tersebut dicampur dengan menambahkan media air lalu dikocok dengan mengunakan mixer merek philips. Pencampuran dilakukan dengan tujuan untuk memperoleh suatu bahan yang merata (homogen) agar bahan tidak berkelompok pada satu bagian bahan. Pengocokan/pencampuran ini dilakukan ± selama 60 menit. Persentase campuran yang digunakan adalah kaolin 30%, feldsfar 20%, clay 30%, kuarsa 20% dan penambahan zat aditif. Dalam penambahan zat aditif dimulai dari 5%, 10%, 15%, 20% dan 30%. L - 11 Andrita: Pengaruh Aditif Serbuk Kayu Dalam Pembuatan Keramik Hva=Log[10,Hv]; Hv1=N[Log[10,1200]]; KH1=Hv1*Hva; MH1=Hv1^2; Hv=505.0108932*(10^6); Hvb=Log[10,Hv]; Hv2=N[Log[10,1250]]; KH2=Hv2*Hvb; MH2=Hv2^2; Hv=1646.029168*(10^6); Hvc=Log[10,Hv]; Hv3=N[Log[10,1300]]; KH3=Hv3*Hvc; MH3=Hv3^2; Hv=1878.139686*(10^6); Hvd=Log[10,Hv]; Hv4=N[Log[10,1350]]; KH4=Hv4*Hvd; MH4=Hv4^2; YHv=Hva+Hvb+Hvc+Hvd; KH=KH1+KH2+KH3+KH4; MH=MH1+MH2+MH3+MH4; Hv=Hv1+Hv2+Hv3+Hv4; Menentukan Log A; VHv=((YHv*MH)-(Hv*KH))/((4*MH)-(Hv^2)); ZHv=10^VHv Menentukan nilai b; bT=((4*KH)-(Hv*YHv))/(4*MH-(Hv^2)) 2.98544 ´ 10- 44 16.89 ZHv=2.98544*10^-44; bT=16.89; T=1200; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 K=ZHv*(T^bT) 3.03654 ´ 108 ZHv=2.98544*10^-44; bT=16.89; Tmin=1200; Tmax=1400; Plot[ ZHv*(T^bT),{T,Tmin,Tmax},PlotRange→All, Frame→ False, AxesLabel→ {"T (oC)","Hv (Pa)"}]; Hv 4´10 9 HL Pa 3.5 ´109 3´10 9 9 2.5 ´10 2´109 1.5 ´109 1´109 HL T oC 1250 1300 1350 1400 SERBUK KAYU 30%; Hv=306.6350507*(10^6); Hva=Log[10,Hv]; Hv1=N[Log[10,1200]]; KH1=Hv1*Hva; MH1=Hv1^2; Hv=404.9987114*(10^6); Hvb=Log[10,Hv]; Hv2=N[Log[10,1250]]; KH2=Hv2*Hvb; MH2=Hv2^2; Hv=1202.009399*(10^6); Hvc=Log[10,Hv]; Hv3=N[Log[10,1300]]; KH3=Hv3*Hvc; MH3=Hv3^2; Hv=1397.95403*(10^6); Hvd=Log[10,Hv]; Hv4=N[Log[10,1350]]; KH4=Hv4*Hvd; MH4=Hv4^2; YHv=Hva+Hvb+Hvc+Hvd; KH=KH1+KH2+KH3+KH4; MH=MH1+MH2+MH3+MH4; Hv=Hv1+Hv2+Hv3+Hv4; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 Menentukan Log A; VHv=((YHv*MH)-(Hv*KH))/((4*MH)-(Hv^2)); ZHv=10^VHv Menentukan nilai b; bT=((4*KH)-(Hv*YHv))/(4*MH-(Hv^2)) 1.60089 ´ 10- 36 14.3717 ZHv=1.60089*10^-36; bT=14.3717; T=1200; K=ZHv*(T^bT) 2.86702 ´ 108 ZHv=1.60089*10^-36; bT=14.3717; Tmin=1200; Tmax=1400; Plot[ ZHv*(T^bT),{T,Tmin,Tmax},PlotRange→All, Frame→ False, AxesLabel→ {"T (oC)","Hv (Pa)"}]; HL Hv 2.5 ´10 Pa 9 2´10 9 1.5 ´10 9 1´10 9 T 1250 1300 1350 1400 HL oC SERBUK KAYU 10%; Menentukan Kekuatan Patah (Bending Strength); P=2.941176471; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK1=Log[10,KP]; KT1=N[Log[10,1200]]; Kf1=KK1*KT1; KXX1=KT1^2; P=3.725490196; L=0.06; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK2=Log[10,KP]; KT2=N[Log[10,1250]]; Kf2=KK2*KT2; KXX2=KT2^2; P=5.098039216; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK3=Log[10,KP]; KT3=N[Log[10,1300]]; Kf3=KK3*KT3; KXX3=KT3^2; P=6.274509804; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK4=Log[10,KP]; KT4=N[Log[10,1350]]; Kf4=KK4*KT4; KXX4=KT4^2; KK=KK1+KK2+KK3+KK4; KT=KT1+KT2+KT3+KT4; Kf=Kf1+Kf2+Kf3+Kf4; KXX=KXX1+KXX2+KXX3+KXX4; Menentukan Log A; VKK=((KK*KXX)-(KT*Kf))/(4*KXX-KT^2); aKK=10^VKK Menentukan nilai b; bK=((4*Kf)-(KT*KK))/((4*KXX)-(KT^2)) 4.66474 ´ 10- 15 6.58988 aKK=4.66474*10^-15; bK=6.58988; T=1200; Tho=aKK*(T^bK) 912562. aKK=4.66474*10^-15; bK=6.58988; Tmin=1200; Tmax=1400; Plot[ aKK*(T^bK),{T,Tmin,Tmax},PlotRange→All, Frame→ False, AxesLabel→ {"T (oC)","Kekuatan Patah (Pa)"}]; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 Kekuatan 2.5 ´10 Patah 6 HL Pa 2.25 ´10 6 2´10 6 1.75 ´10 6 1.5 ´10 6 1.25 ´10 6 T 1250 1300 1350 1400 HL oC SERBUK KAYU 15%; Menentukan Kekuatan Patah (Bending Strength); P=2.450980392; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK1=Log[10,KP]; KT1=N[Log[10,1200]]; Kf1=KK1*KT1; KXX1=KT1^2; P=3.62745098; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK2=Log[10,KP]; KT2=N[Log[10,1250]]; Kf2=KK2*KT2; KXX2=KT2^2; P=4.411764706; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK3=Log[10,KP]; KT3=N[Log[10,1300]]; Kf3=KK3*KT3; KXX3=KT3^2; P=5.294117647; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK4=Log[10,KP]; KT4=N[Log[10,1350]]; Kf4=KK4*KT4; KXX4=KT4^2; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 KK=KK1+KK2+KK3+KK4; KT=KT1+KT2+KT3+KT4; Kf=Kf1+Kf2+Kf3+Kf4; KXX=KXX1+KXX2+KXX3+KXX4; Menentukan Log A; VKK=((KK*KXX)-(KT*Kf))/(4*KXX-KT^2); aKK=10^VKK Menentukan nilai b; bK=((4*Kf)-(KT*KK))/((4*KXX)-(KT^2)) 1.55817 ´ 10- 14 6.40289 aKK=1.55817*10^-14; bK=6.40289; T=1200; Tho=aKK*(T^bK) 809606. aKK=1.55817*10^-14; bK=6.40289; Tmin=1200; Tmax=1400; Plot[ aKK*(T^bK),{T,Tmin,Tmax},PlotRange→All, Frame→ False, AxesLabel→ {"T (oC)","Kekuatan Patah (Pa)"}]; Kekuatan Patah 6 2.2 ´10 HL Pa 2´10 6 1.8 ´10 6 1.6 ´10 6 1.4 ´10 6 1.2 ´10 6 1´10 6 T 1250 1300 1350 1400 HL oC SERBUK KAYU 20%; Menentukan Kekuatan Patah (Bending Strength); P=2.156862745; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK1=Log[10,KP]; KT1=N[Log[10,1200]]; Kf1=KK1*KT1; KXX1=KT1^2; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 P=3.431372549; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK2=Log[10,KP]; KT2=N[Log[10,1250]]; Kf2=KK2*KT2; KXX2=KT2^2; P=4.019607843; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK3=Log[10,KP]; KT3=N[Log[10,1300]]; Kf3=KK3*KT3; KXX3=KT3^2; P=4.705882353; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK4=Log[10,KP]; KT4=N[Log[10,1350]]; Kf4=KK4*KT4; KXX4=KT4^2; KK=KK1+KK2+KK3+KK4; KT=KT1+KT2+KT3+KT4; Kf=Kf1+Kf2+Kf3+Kf4; KXX=KXX1+KXX2+KXX3+KXX4; Menentukan Log A; VKK=((KK*KXX)-(KT*Kf))/(4*KXX-KT^2); aKK=10^VKK Menentukan nilai b; bK=((4*Kf)-(KT*KK))/((4*KXX)-(KT^2)) 1.50554 ´ 10- 14 6.39391 aKK=1.50554*10^-14; bK=6.39391; T=1200; Tho=aKK*(T^bK) 734007. aKK=1.50554*10^-14; bK=6.39391; Tmin=1200; Tmax=1400; Plot[ aKK*(T^bK),{T,Tmin,Tmax},PlotRange→All, Frame→ False, AxesLabel→ {"T (oC)","Kekuatan Patah (Pa)"}]; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 Kekuatan Patah HL Pa 1.8 ´10 6 1.6 ´10 6 1.4 ´10 6 1.2 ´10 6 1´10 6 T 1250 1300 1350 1400 HL oC SERBUK KAYU 25%; Menentukan Kekuatan Patah (Bending Strength); P=1.960784314; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK1=Log[10,KP]; KT1=N[Log[10,1200]]; Kf1=KK1*KT1; KXX1=KT1^2; P=3.039215686; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK2=Log[10,KP]; KT2=N[Log[10,1250]]; Kf2=KK2*KT2; KXX2=KT2^2; P=3.529411765; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK3=Log[10,KP]; KT3=N[Log[10,1300]]; Kf3=KK3*KT3; KXX3=KT3^2; P=4.215686275; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK4=Log[10,KP]; KT4=N[Log[10,1350]]; Kf4=KK4*KT4; KXX4=KT4^2; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 KK=KK1+KK2+KK3+KK4; KT=KT1+KT2+KT3+KT4; Kf=Kf1+Kf2+Kf3+Kf4; KXX=KXX1+KXX2+KXX3+KXX4; Menentukan Log A; VKK=((KK*KXX)-(KT*Kf))/(4*KXX-KT^2); aKK=10^VKK Menentukan nilai b; bK=((4*Kf)-(KT*KK))/((4*KXX)-(KT^2)) 3.62746 ´ 10- 14 6.25495 aKK=3.62746*10^-14; bK=6.25495; T=1200; Tho=aKK*(T^bK) 660279. aKK=3.62746*10^-14; bK=6.25495; Tmin=1200; Tmax=1400; Plot[ aKK*(T^bK),{T,Tmin,Tmax},PlotRange→All, Frame→ False, AxesLabel→ {"T (oC)","Kekuatan Patah (Pa)"}]; Kekuatan Patah HL Pa 1.6 ´10 6 1.4 ´10 6 1.2 ´10 6 1´10 6 T 1250 1300 1350 1400 HL oC SERBUK KAYU 30%; Menentukan Kekuatan Patah (Bending Strength); P=1.764705882; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK1=Log[10,KP]; KT1=N[Log[10,1200]]; Kf1=KK1*KT1; KXX1=KT1^2; P=2.254901961; L=0.06; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK2=Log[10,KP]; KT2=N[Log[10,1250]]; Kf2=KK2*KT2; KXX2=KT2^2; P=2.843137255; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK3=Log[10,KP]; KT3=N[Log[10,1300]]; Kf3=KK3*KT3; KXX3=KT3^2; P=3.725490196; L=0.06; b=0.008; h=0.006; KP=3*P*L/(2*b*(h^2)); KK4=Log[10,KP]; KT4=N[Log[10,1350]]; Kf4=KK4*KT4; KXX4=KT4^2; KK=KK1+KK2+KK3+KK4; KT=KT1+KT2+KT3+KT4; Kf=Kf1+Kf2+Kf3+Kf4; KXX=KXX1+KXX2+KXX3+KXX4; Menentukan Log A; VKK=((KK*KXX)-(KT*Kf))/(4*KXX-KT^2); aKK=10^VKK Menentukan nilai b; bK=((4*Kf)-(KT*KK))/((4*KXX)-(KT^2)) 2.24213 ´ 10- 14 6.29623 aKK=2.24213*10^-14; bK=6.29623; T=1200; Tho=aKK*(T^bK) 546883. aKK=2.24213*10^-14; bK=6.29623; Tmin=1200; Tmax=1400; Plot[ aKK*(T^bK),{T,Tmin,Tmax},PlotRange→All, Frame→ False, AxesLabel→ {"T (oC)","Kekuatan Patah (Pa)"}]; Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 Kekuatan Patah 1.4 ´10 6 1.2 ´10 HL Pa 6 1´10 6 800000 T 1250 1300 1350 1400 HL oC Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008 Julianda Siregar : Studi Analisis Tentang Hubungan Suhu Sintering Terhadap Karakter Keramik Berpori., 2008 USU e-Repository © 2008
Efek Komposisi Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Dalam Pembuatan Keramik Berpori Dengan Menggunakan PVA Sebagai Perekat 1. Alat dan Bahan 1. 1. Alat 1. 2 Bahan 2 Diagram Alir 1. Sifat Fisis 1.1 Susut Bakar 3. 1. Analisa SEM Analisa Mikro struktur Analisa Struktur Kristal Efek Komposisi Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Dalam Pembuatan Keramik Berpori Dengan Menggunakan PVA Sebagai Perekat Keramik Berpori Efek Komposisi Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Dalam Pembuatan Keramik Berpori Dengan Menggunakan PVA Sebagai Perekat Koefisien Ekspansi Termal 1. 2 Densitas, Porositas dan Penyerapan Air Latar Belakang Efek Komposisi Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Dalam Pembuatan Keramik Berpori Dengan Menggunakan PVA Sebagai Perekat Tempat Penelitian Sistematika Penulisan Serbuk Gergaji Kayu Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Variabel Eksperimen Sifat Mekanik
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Efek Komposisi Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Dalam Pembuatan Keramik Berpori Dengan Menggunakan PVA Sebagai Perekat

Gratis