C. Prosedur penelitian
2. Karakterisasi sampel
Karakterisasi yang dilakukan pada penelitian ini adalah uji konduktivitas termal dan analisis DSC-TGA sampel cordierite dengan penambahan alumina 0, 10, dan 15 wt%.
a. Konduktivitas Termal
Pengukuran konduktivitas termal bertujuan untuk mengetahui sampel dalam menghantarkan panas. Salah satu metode untuk menentukan besar konduktivitas termal suatu bahan adalah dengan metode Hot Wire Test. Hot Wire Test mengikuti prosedur dari ASTM C 1113-99 tentang Standard Test Method for Thermal Conductivity of Refractories by Hot Wire. Benda uji berupa batangan berbentuk silinder dengan diameter 4,8 cm dan tebal 2 cm.
28
b. Differential Scanning Calorimetry (DSC)
Analisis termal memiliki beberapa kelompok teknik analisis dimana sifat-sifat metarial dapat diketahui melalui perubahan suhu, salah satu untuk menguji karakterisasi termal (DTA-TGA) adalah DSC (Differential Scanning Calorimetry) . Teknik ini memiliki kesamaan dengan teknik analisis termal lainnya, yaitu mengukur perubahan suhu dalam laju aliran kalor/panas terhadap bahan (sampel) dengan bahan referensi. Hasil analisis DSC berupa kurva antara fluks panas (heat flux) yang diplotkan dengan waktu atau suhu, yang dapat juga digunakan dalam penentuan entalpi dan kapasitas panas. Sampel pembanding yang umumnya digunakan adalah sampel yang tidak aktif secara termal misalnya Al2O3. Secara sederhana, DSC terdiri dari dua wadah (pan), yaitu reference pan dan sample pan. Kedua wadah ini dihubungkan dengan pemanas dan termokopel untuk mendeteksi temperatur. Sample pan adalah tempat untuk meletakkan sampel yang akan dianalisis, sedangkan di reference pan diletakkan suatu bahan acuan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Skematik heat flux menggunakan DSC
29
DSC dapat digunakan untuk analisis kapasitas panas dan entalpi suatu bahan logam, paduan logam, dan bahan keramik. Untuk fabrikasi bahan nuklir, DSC difungsikan untuk mengetahui perubahan fasa, temperatur lebur, entalpi. Selain itu, DSC juga dapat digunakan untuk mempelajari fenomena kestabilan panas endotermik atau eksotermik bahan.
D. Diagram Alir
Proses ekstraksi silika dai sekam padi ditunjukkan oleh diagram alir pada Gambar 3.
Gambar 3. Diagram alir pembuatan bubuk silika.
Sekam padi - disaring dengan saringan 63 m
30
Pembuatan bubuk codierite ditunjukkan oleh diagam alir pada Gambar 4.
Gambar 4. Diagram alir pembuatan bubuk cordierite.
Proses pembuatan bubuk codierite dengan penambahan alumina ditunjukkan oleh diagam alir pada Gambar 5.
2MgO.2Al2O3.5SiO2 + Al2O3
Paduan Cordierite-Alumina
- ditimbangdengan komposisisi variasi penambahan Al2O3 0,10, dan 15 wt%
- distrirrer dalam larutan alkohol 70%
selama 4 jam
- disaring dan ditiriskan
Bubuk paduan Cordierite-Alumina
- dioven 3 jam pada suhu 70oC - digerus sampai halus
- disaring dengan saringan 63 m -
-
- disaring dengan saringan 63 m
31
Gambar 5. Diagram alir pembuatan bubuk paduan cordierite-alumina.
Pembentukan pelet sebagai sampel hingga kaakterisasi sampel codierite dengan penambahan alumina ditunjukkan oleh diagam alir pada Gambar 6.
2MgO.2Al2O3.5SiO2 + Al2O3
Paduan Cordierite-Alumina
- ditimbangdengan komposisisi variasi penambahan Al2O3 0,10, dan 15 wt%
- distrirrer dalam larutan alkohol 70%
selama 4 jam
- disaring dan ditiriskan
Bubuk paduan Cordierite-Alumina
- dioven 3 jam pada suhu 70oC - digerus sampai halus
- disaring dengan saringan 63 m -
-
- disaring dengan saringan 63 m
32
Gambar 6. Diagram alir pembuatan dan karakterisasi sampel cordierite dengan penambahan alumina.
Bubuk paduan Cordierite-Alumina
Pelet Paduan Cordierite-Alumina
- ditimbangmasing-masing 2 gram - dioven 2 jam pada suhu 110 oC
- dicetak dengan alat press pada tekanan 50 ton
Data uji dan karakteisasi
- disintering pada suhu 1200 oC - diukur konduktivitas termal - dikarakterisasi menggunakan
DSC-TGA
Kesimpulan - dianalisis
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari hasil penelitian maka dapat ditarik kesimpulan bahwa:
1. Hasil analisis DTA pada sampel C0, C10 dan C15 dengan puncak eksoterm 694oC, 649,9oC dan 759,7oC terjadi pembentukan µ-cordierite dari kristalisasi spinel.
2. Hasil analisis TGA pada sampel C0, C10 dan C15 terjadi pengurangan masa dengan persentase pengurangan massa tertinggi terjadi pada sampel C10 yaitu 4,938%.
3. Nilai konduktivitas termal tertinggi terjadi pada sampel C10 yaitu 12,97 W/mK.
B. Saran
Untuk penelitian cordierite penambahan alumina selanjutnya disarankan melakukan penelitian dengan perbandingan suhu guna mengetahui titik jenuh yang terjadi pada sampel cordierite paduan alumina.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim A. 2015. http://www.scribd.com/doc/57982095/Silika. Diakses 5 Desember 2015 pukul 20.30 WIB.
Anonim B. 2015. Http://err.wikipedia.org.wiki/silicon_dioxide. Diakses 5 Desember 2015 pukul 21.00 WIB.
Bridge, D.R. 1985. Development of Alpha Cordierite Phase in Glass Ceramics for Use in Electronic Device. Glass Technologi. Vol 26. No 6. Page 286-293.
Brindley, G.W and Brown, G. 1980. Crystal Structures of Clay Minerals and Their X-Ray Identification. Mineralogical Society. No 5. Page 312-316.
Callister, W., Appendix B. 2003. Materials Science and Engineering an Introduction.
John Wiley & Sons. Page 757.
Cliffton, G.B. and Risbud, Subash H. 2000. Introduction to Phase Equilibria in Ceramics. The American Society, Inc. Ohio.
Dahliana, D., Sembiring, S., dan Simanjuntak, W. 2013. Pengaruh Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Fisis Komposit MgO-Si Berbasis Silika Sekam Padi.
Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika. Vol 1. No 1. Hal 49-52.
Daifullah, A.A.M., Awward, N.S., and El-Reefy, S.A. 2004. Purification of Wet hosphoric Acid From Ferric Ions Using Modified Rice Husk. Chemical Engineering and Processing. Vol. 43, page. 193-201.
Della, V.P., Kuhn, I., and Hotza, D. 2002. Rice Husk Ash an Alternate Source For Active Silica Production. Materials Leters. Vol 57. Page 818-821.
Djorjevic S., Trumbulovic, L., Pavlovic, L., Acimovic L., Andric, M., Stamatovic.
2005. Influence of the Cordierite Ligning on The Lost Foam Casting Procces.
Journal of Mining and Metalurgi. Vol 39. Page 3-4.
Ewais E.M.M., Ahmed Y. M. Z., Ameen A.M.M. 2009. Prepation of Porous Cordierite Ceramic Using a Silica Secondary Resource (Silica Fumes) for Dust Filtration Purposes. Journal of Ceramic Prossesing research. Vol 10. No 6. Page 721-728.
Faizah, N. 2016. Pengaruh Penambahan Alumina (Al2O3) (0, 10, dan 15 wt%) Terhadap Karakteristik Kekerasan dan Struktur Cordierite Berbasis Silika Sekam Padi. (Skripsi). Universitas Lampung. Lampung
Ganguli, D., Chatterjee M. 1997. Ceramic Powder Prepation; a Handsbook. Page 150-152.
Garcia, E., Osendi, M.I., and Miranzo, P. 2002. Thermal Diffusivity of Porous Cordierite Ceramic Burners. Journal of Applied Physic. No 5. Vol 22.
Gernot, K. 1988. High-Tech Ceramics. Academic Press. Zurich. Pp 100-118.
Ginting, S.I., Washinton S., Simon S., dan Evi Trisnawati. 2008. Karakteristik Silika Sekam Padi dari Provinsi Lampung yang diperoleh dengan Metode Ekstraksi.
MIPA dan Pembelajarannya. Vol. 37, No.1, hal. 47-52.
Godovsky, Y. K. and Privalko, V. P. 1995. Thermal and Electrical Conductivity of Polymer Materials. Springer. Verlag Berlin Heidelberg
Goncalves, M.R.F., Bergmann, C.P. 2006. Thermal Insulator Made with Cordierite:
Production and Correlation Between Properties and Microstructure.
Contruction and Building Materials. No 21. Page 632-638.
Itoh, S., Yoshihiro, H., Taro, S., and Shoiciro, S., 2015. Theortical and Experimental Analyses of Thermal Conduktivity of the Alumina-Mullite System. Journal of Europan Ceramic Society. No 35. Page 605-612.
Hara. 1986. Utilization of Agrowastes for Bulding Materials. International Reseach and Development Cooperation Division. Tokyo. Japan.
Halliday, R.D., Resnic, J., Walker. 1997. Fundamentals of Physics (5th ed.). John Wiley and Sons. New York.
Haslinawati, M.M., K.A. Matori., Z.A. Wahab., H.A. Sidek., and A. T. Zainal. 2011.
Effect of Temperature on Ceramic from Rice Husk Ash. International Journal of Basic and Applied Science. Vol 9. No 9. Page 22-25.
Hosseini, S. A., Niaei A., dan D. Salari. 2011. Production of Gamma Alumina from Kaolin. Open Journal of Physical Chemistry.Vol 1. Page 23-27.
Hudson, L. Keith., Misra, Chanakya., Perotta, Anthony. J., Wefers, Karl. and Williams, F.S. 2002. Alumina Oxide. Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. Weinheim.
Hwangyoo D., Hong K.S., Eastman J.A., Honsoon Y. 2007. Thermal Conductivity of Al2O3/Water Nanofluids. Journal of the Korean Physical Society. Vol 51.
Page 84-87.
Iler, R.K. 1979. Silica gels and powders. In: The Chemistry of Silica. John Wiley and Sons, New York. Page 462–599.
Ismunadji, M. 1988. Padi. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor.
Kalapathy, U., A. Proctor., and J. Shultz. 2000. A Simple Method for Production of Pure Silica From Rice Hull Ash. Bioresource Technology. Vol. 73. Page 257-262.
Karmakar, B., Kundu, p., Jana, S., Dwiredi, R.N. 2002. Crystallitation Kinetics and Mechanism of Low Expansion Magnesium-Alumina-Silicate Glass. Ceramics by Dilatometry. Vol 85. No 10. Page 2572-2574.
Kashcheev, I. D., Turlova, O.V. 2010. Physical-Chemical Properties of Ceramic Mix Using Nizhneuvel skoe Clay. Journal Glass and Ceramic. Vol. 67. No 5-6.
Khairunnisa. 2011. Pembuatan dan Karakterisasi Membran Keramik Berpori Berbahan Baku Kaolin dengan Penambahan Corn Starch Sebagai Pore Forming Agent. (Skripsi). Universitas Lambung Mangkurat. Banjarbaru.
Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Universitas Indonesia. Jakarta.
Kriinert, W., Schwiete, H.E., and Suckow, A. 1964. Die Bildung von Cordieritaus Talk, Kaolin and den Oxiden im Dreist of system Mg0-Al2O3-SiO2. Journal of Ceramic Society. Vol 38. Page 420-425.
Kopeliovich, Dimitri. 2010. Alumina Ceramics. Substances and Technologies. 2nd international conference on “High Tech Aluminas and Unfolding their Business Prospect”. Kolkata. India.
Kurama, S., Kurama, H. 2006. The Reaction Kinetics of Rice Husk Based Cordierite Ceramics. Ceramic International. No 34. Page 269-27.
Lin, J., Wang, O., Siddiqui, J.A. 2002. Surface Modification of Inorganic Oxide Particles with Silane Coupling Agent and Organic Dyes. Polymer technology.
Vol 12. Page 285-292.
Marghussian. V. K., U. Balazadegan., B. Efthekhari-yekta. 2008. The Effect of BaO and Al2O3 addition on the Crytallization behavior of Cordierite Glass Ceramics in the Presence of V2O5 Nucleant.Tehran Iran. Journal of the European Ceramic Society. Vol, 29. Page 39-46.
Mothe, C. G., Rosio M. C. 2007. Processes Occuring During The Sintering of Porous Spark-Plasma Sintering of Cordierite Powders Synthesized by Sol-Gel.
Ceramic International. Vol 39. No 4. Page 5845-5854.
Oktivianty, S.W. 2016. Pengaruh Penambahan Alumina (Al2O3), 0,10, dan 15 wt%
terhadap Karakteristik Konduktivitas Listrik dan Mikrostruktur Cordierite (2MgO.2Al2O3.5SiO2) Berbasis Silika Sekam Padi. (Skripsi). Universitas Lampung. Lampung
Parno. 1997. Keramik. Karakteristik, Pembuatan dan Penggunaannya. Vol.1 No.1.
Pinero, M., M. Atik and J. Zarzycki. 1992. Cordierite-ZrO2 and Cordierite-Al2O3
Composites Obtained by Sonocatalytic Methods. France. Journal of Non-Cristalline Solids. Vol 147. Page, 523-531.
Quadratun. 2014. Pengaruh Suhu Sintering terhadap Nilai Konstanta Dielektrik Keramik Cordierite Berbasis Silika Sekam Padi. (Skripsi) Universitas Sebelas Maret.
Saberi, A., Babak, A., Zahra, N., Faramarz, K dan Ali A. 2007. A Novel Method to Low Temperature Synthesis of Nanocrystalline Forsterite. Materials Research Bulletin 42. Hal 666–673.
Sebayang P., Anggito P. T., Deni S., Khaerudini M., Masno G. 2007. Efek Aditif 3Al2O3.2SiO2 dan Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Keramik - Al2O3. Jurnal Fisika dan Aplikasinya. Vol 3. No 2 Hal 1-6.
Sembiring, S dan Wasinton, S. 2015. Silika Sekam Padi: Potensinya sebagai Bahan Baku Keramik Industri. Plantaxia. Yogyakarta.
Sembiring, S., Posman, M., Pulung, K.K. 2011. Pengaruh Suhu Tinggi Terhadap Karakteristik Keramik Cordierite Berbasis Silika Sekam Padi. Jurnal Fisika dan Aplikasinya. Vol 5. No 1. Hal 1-3.
Senguttuvan, T.D., Kalsi, H.S., Sharda, S.K., Das, B.K. 2001. Sintering Behavior of Alumina Rich Cordierite Porous Ceramics. Materials Chemistry and Physics.
Vol 67. Page 146–150.
Shukur M.M., Aswad M.A., Kadhim Z. I. 2015. Prepation of Cordierite Ceramic from Iraqi Raw Materials. Journal of Engineering and Technologi. Vol 5. No 3. Page 172-175.
Sijabat, Kaston. 2007. Pembuatan Keramik Paduan Cordierite (2MgO.2 Al2O3.5SiO2) Alumina (Al2O3) sebagai Bahan Refraktori dan Karakterisasinya. (Skripsi) Universitas Sumatera Utara.
Siriluk and Yuttapong. 2005. Structure of Mesoporous MCM-41 Prepared from Rice Husk Ash. Asian Symposium on Visualization. Chaingmai. Thailand.
Smallman, R. E. and Bishop, R. J. 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material. Edisi keenam. Terjemahan Sriati Djaprie. Erlangga. Jakarta.
Smart R.M., Glasser F.P.1976. Phase Relations of Cordierite and Sapperhirine in the System MgO- Al2O3- SiO2. Journal of Materials. Vol 6. Page 1459-1464.
Sriyanti, Taslimah, Nuryono dan Narsito. 2005. Sintesis Bahan Hibrida Amino-Silika dari Abu Sekam Padi Melalui Proses Sol-Gel. (Skripsi). Universitas Diponegoro. Semarang.
Sunendar, B. 2007. Inovasi dan Teknik Fabrikasi Material Biokeramik. Jurnal Keramik dan Gelas Indonesia. Vol 16. No 1.
Sunaraya, S. 2008. Analisis Kimia Sepuluh Jenis Bambu dari Jawa Timur. Jurnal Penelitian Hasil pertanian. No 5. Hal 290-293.
Surdia, T dan Saito, S. 2000. Pengetahuan Bahan Teknik. Pradnya Pramita. Jakarta.
Tang, B., Fang, Y.W., Zang, S., Ning, H.Y., and Jing, C.Y. 2010. Preparation and Characterization of Cordierite Powders by Water-Based Sol-Gel Method.
Indian Journal of Enginering and Materials Sciences. Vol 18. Page 221-226.
Tulyaganov, D.U., Goel, A., Ribeiro, M.J., Pascual, M.J., Ferreira. 2001. Effect of Al2O3 and K2O Content on Structure, Properties and Devitrification of Glasses in the Li2O-SiO2 System . Journal of the European Ceramic Society. Vol 30 10. Page 2017-2030.
Ulyani. 2008. Reaksi Katalisis Oksidasi Vanili Menjadi Asam Vanilat menggunakan Katalis TiO2Al2O3 (1:1) yang Dibuat dengan PEG 6000. (Skripsi).
Universitas Indonesia. Depok.
Urhadiansyah, Y. 2005. Escapsulasi Enzim Horseradish Peroxidas-Glucose Oxidase(HRP-Gox) dalam Aquagel Silika Hasil Sintesis dari Abu Sekam Padi. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.
Utari, T. 1994. Pembuatan Adsorben Alumina dari Kaolin.(Tesis). Universitas Indonesia. Depok.
Vlack Van and H. Lawrench. 1992. Ilmu dan Teknologi Bahan (Ilmu Logam dan Non Logam). Edisi kelima. Alih Bahasa: Sriati Djaprie. Erlangga. Jakarta.
Watanabe, K., Edward, A., and Giess. 1994. Cristallization Kinetics of High-Cordierite Glass. Journal of Non-Crystaline Solids. Vol 169. Page 306-310.
Yalamac, E. 2004. Preparation of Fine Spinal and Cordierite Ceramic Powders.
(Thesis). Izmir Inztitude of Technology.