I
PENGARUH PENAMBAHAN
MULLITE
3AI
203
.2Si0
2
DAN VARIASI SUHU SINTERING
TERHADAP KARAKTERISTIKDAN
MIKROSTRUKTUR KERAMIK AI
203
T E SIS
Oleh
NERRUS TARIGAN
037026008 I
FIS
PEiU'lJS,
,i"KA".N
USU
ｾ ＬＭ ｾ ＭＭＬ ｟ ｟ＮＬＬＢ ｾ"""'",---...,...-- ! ｾ •. AkHS
i
olCO
Ｙ Ｍ ｾ Ｔ__
ｲ Ｂ
［
ｩｯ ｦ
＾
ＢＢ ｾｾ
ｊｊｊ
ｬ｡
＿Ｑ
ｲ
Ｗ
ｊ
- - 1
"S::;;;
ｾ
｜
ｴ
ｃ
｜
Ｆ
｜
ＰＰ
\
u
190
ＺＺ
Ｇ ｾ
Ｒ
ｫ
ＧＧ
j
l\
ａ
ｾ
ｩ
［
ｮ
［
ＬＮ
［
Ｎ
［
Ｎ
ｯｯ
Ｎ
［
ＮＮＮＧ
_ - - ,
SEKOLAH
PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2006
Judul Tesis
: PENGARUH PENAl\1BAHAN MULLlTE
3Ah03 .2Si0
2DAN VARIASI SUHU SINTERING
TERHADAP .
KARAKTERISTIK
DAN
MIKROSTRUKTUR DARI KERAMIK Ah03
Nama Mahasiswa
NERRUS TARIGAN
Nemer Pokok
037026008
Program Studi
IImu Fisika
Menyetujui
Komisi Pembimbing
Ketua,
( Dr. Eddy Marlianto,M.Sc )
Tanggal lulus : 15 ··"r"t 2006
Anggora,
ABSTRACT
Ceramic Alumina with additive Mullite 3AhO,.2Si02 has been made by
using raw materials: AbOJ and quarzt Si02. The applicatian of ceramic alumina
is
as refractory materias for high temperature up to 1600°C. There are two
variables for this experiment such as: variables of additive mullite 0%, 10%,
15%, 20%, and 25% weight, and variables of temperature sintering are 1300,
1400, 1500, dan 1600
-c .
The first step, powder muIIite has been made with
mole ratio composition AhO, : Si02 = 3 : 2 . The mixing process was used a ball
mill with water as a solvent niedia,and then it was dried at 110°C, and fired at
temperature 1300°e. After firing, the powder was pulverized and sieved until
passing 200 mesh. Then , this powder was analyzed by using X-Ray
Diffractometer, and the result shows that: it was formed a mullite 3Ah03.2Si02
phase. The second step, preparation of alumina ceramic with additive inuIIite
was done, and mixing of raw materials was used a ball mill with water as a
solvent media Then, the mixed powder was dried at 110°C, and formed by using
dry pressing at pressure 50 MPa, and then all samples were sintered . After
sintering process, all sal11Ples were charachterized such as : measurement density
and porosity, bending strength, hardness, thermal expansion, and microstructure
analysis by using X-Ray Diffractometer and SEM. The characterization results
show that: the best samples are sample with additives 20 % and 25 % muliteand
sintering temperature 1600°C. These samples have properties such as : density
value about 3,45 - 3,47 g/cnr' , porosity about 0,64 - 0,79 %, bending strength
= 313 MPa, Hardness Vickers =1401 - 1454 kgf/mrrr', and coefficient thermal
expansion = (5,7 - 6,8) x 10-6 °C
-I.The XRD results show that dominan phase
corundum (a -AbO,) and minor phase mullite 3Ah03.2Si02 has been found for
both samples.
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan keramik alumina dengan aditif mullite
3Ab03.2SiOz, serta menggunakan bahan baku Al-O, dan kuarsa Si0
2•Aplikasi
keramik alumina adalah sebagai bahan rehraktori yang tahan suhu tingi sampai
suhu I600°C. Variabel penelitian yang dilakukan adalah variasi penambahan
aditif
3Ab03.2SiOz yaitu : 0%, 10%, 15%, 20%, dan 25% berat, serta variabel
suhu sintering yaitu 1300, 1400, 1500, dan 1600
-c .
Pada tahap awal dibuat
serbuk mullite dari campuran antara Ab03 dan kuarsa
SiOz dengan perbandingan
mole
3: 2 .Proses pencampuran bahan baku digunakan
ball mill
dengan
menggunakan air sebagai medianya, kemudian dikeringkan pada suhu 110°C.
Selanjutnya di bakar pada suhu I300°C , kemudian digerus dan diayak lolos 200
mesh,
dan kemudian
serbuk
diperoleh
dianalisa XRD
, hasil ana lisa
menunjukkan telah terbentuk fasa mullite. Selanjutnya tahap kedua dilakukan
pembuatan keramik alumina dengan aditif mullite. Proses pencampuran bahan
baku digunakan
ball mill
dengan menggunakan air sebagai rnedianya, kemudian
dikeringkan pada suhu 11O°C. Selanjutnya dicetak tekan dengan tekanan 50 MPa,
dan disintering pada berbagai variasi suhu, dan masing-masing sam pel yang telah
disintering dikarakterisasi meliputi : uji densitas - porositas, uji kekerasan, uji
kuat patah; dan ana lisa struktur mikro dengan menggunakan SEM dan XRD.
Hasil karakterisasi yang diperoleh bahwa penambahan aditif mullite 20 % dan 25
%
menghasilkansampel keramik alumina yang paling baik dengan karakteristik
yaitu nilai densitas sekitar 3,45 - 3,47 g/cnr' , porositas sekitar 0,64 - 0,79 %,
Kuat patah =313 MPa, kekerasan Vickers =1401 - 1454 kgf/rnm", dan nilai
koefisien termal ekspansi
=
(5,7 - 6,8 ) x 10.
6°c
-I.Hasil difraksi sinar X
terbentuk fasa
dominan
corundum
(u
-Ah03)
dan
fasa
minor
mullite
3A1z03.2Si02 .
II
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang
selalu memberi berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tesis ini.
Tesis ini berjudul " Pengaruh Penambahan Mullite 3AI,OJ.2Si0
2dan Variasi
Suhu Sentering Terhadap Karakteristik dan Mikrostrnktur dari Keramik
AJ
20/'.Ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister
Science pada Program Studi IImu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas
Sumatera Utara. Pada kesempatan yang baik ini, penulis ingin menyampaikan
ucapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
Prof. dr.Cbairuddin P.Lubis,DTM
&
H,Sp.AK selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara dan Prof.Dr. Ir.T.Charun . Nisa B, M.Sc selaku Direktur
Pascasarjana Universitas Sumatera Utara yang telah memberi kesempatan kepada
penulis untuk mengikuti Program Studi Fisika di Sekolah Pascasrjana Universitas
Sumatera Utara, Medan.
Dr. Eddy Martianto, M.Sc selaku ketua dan Dr. Marhaposan Situmorang
selaku sekertaris
Program Studi Fisika Sekolah
Pascasarjana
Universitas
Sumatera Utara.
Dr. Tirnbangen Sembiring, M.Sc, selaku ketua pembimbing dan Drs.H.
Perdamean Sebayang, M. Si, APU, Selaku anggota pembimbing yang telah
meluangkan waktu dan pikiran dalarn membimbing penulis dalam membimbing
penulis dalam rnenyelesaikan tugas Akhir ini.
Ir. Muljadi, M. Si yang benyak memberikan masukan dan araban yang penulis
perlukan bagi penulis dalarn menyelesaikan tesis ini.
III
