PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERAMIK BERPORI BERBASIS TANAH LEMPUNG DAN SERBUK KULIT KAKAO
SKRIPSI
Diajukan Oleh : JANTIBER SIBURIAN
100801066
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERAMIK BERPORI BERBASIS TANAH LEMPUNG DAN SERBUK KULIT KAKAO
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
Diajukan Oleh : JANTIBER SIBURIAN
100801066
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Pembuatan Dan Karakterisasi Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung Dan Serbuk Kulit Kakao
Kategori : Skripsi
Nama : Jantiber Siburian
Nomor Induk Mahasiswa : 100801066
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Januari 2017
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Dr. Anwar Dharma, MS Dr. Susilawati, S.Si, M.Si
NIP: 195408171983031005 NIP:197412072000122001
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
ii
PERNYATAAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERAMIK BERPORI
BERBASIS TANAH LEMPUNG DAN SERBUK KULIT
KAKAO
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2017
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala anugrah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Pembuatan dan karakterisasi keramik berpori berbasis tanah lempung
dan serbuk kulit kakao”. Tugas akhir ini disusun sebagai syarat akademis dalam
menyelesaikan studi program sarjana (S1) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan.
Rasa hormat dan terimakasih penulis ucapkan kepada kedua orang tua tercinta penulis :Surung Siburian (Ayah) dan Domina Pardosi (Ibu) atas kasih sayang dan doa serta dukungan baik moral dan materi yang diberikan kepada penulis. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada saudara penulis :
Benhard (Abang), Zulfri (Abang), Desi (Adik), Ester (Adik) atas doa dan
dukungannya kepada penulis. Pada kesempatan ini penulis juga menyampaikan rasa terimakasih dan perhargaan yang setinggi-tingginya kepada Ibu Dr.
Susilawati M.si dan Bapak Dr. Anwar Dharma , Ms selaku dosen pembimbing, disela-sela rutinitasnya namun tetap meluangkan waktu untuk memberikan petunjuk, dorongan, saran dan arahan selama penulis mengerjakan penelitian serta dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan tugas akhir ini penulis banyak mendapatkan bimbingan dan pengarahan, saran, bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis dengan segala hormat dan kerendahan hati ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku dekat Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua jurusan Fisika S1. 3. Seluruh pegawai dan staff yang mengajar di Fisika S1.
iv
5. Lasmini Sihombing yang selalu memberikan dukungan dan semangat kepada penulis saat mengerjakan tugas akhir ini.
6. Alumni dan senior-senior Fisika USU serta adik-adik stambuk 2011, 2012, 2013, 2014 dan 2015.
.
Semoga segala kebaikan yang pernah mereka berikan kepada penulis, Tuhan membalas dan memberikan rejeki kepada mereka. Penulis juga menyadari bahwa dalam tugas akhir ini masih banyak kekurangan. Oleh sebab itu, penulis memohon maaf apabila terdapat kesalahan baik sengaja maupun tidak sengaja. Penulis juga memohon maaf atas kekurangan dalam penulisan tugas akhir ini. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan pikiran kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Universitas Sumatera Utara. Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih dan semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.
Penulis
DAFTAR ISI
1.4 Tujuan Penelitian 4
1.5 Manfaat Penelitian 5
1.6 Sistematika Penulisan 5
BAB 2. Tinjauan Pustaka
2.1 Keramik 6
2.2 Metode Pembuatan Keramik 8
2.2.1 Proses Pembentukan 8
2.2.2 Proses Pengeringan 9
2.2.3 Proses Sintering 9
2.3 Keramik Berpori 11
2.4 Aplikasi Keramik Berpori 12
2.5 Material Penyusun Keramik Berpori 12
2.5.1 Tanah Lempung (Clay) 12
2.5.2 Tanaman Kakao 19
2.5.2.1 Ketersediaan Buah Kakao di Sumatera Utara 21 2.5.2.2 Karakteristik Buah Kakao 23
2.6 Karakterisasi Keramik Berpori 25
2.6.1 Karakterisasi Sifat Fisis 25 2.6.2 Karakterisasi Sifat Mekanik 26 2.6.3 Karakterisasi Sifat Morfologi Permukaan 27
BAB 3. Metode Penelitian
3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian 29
3.1.1 Tempat Penelitian 29
3.1.2 Waktu Penelitian 29
3.2 Peralatan dan Bahan 29
3.2.1 Peralatan 29
vi
3.3 Variabel Penelitian 30
3.4 Diagram Alir Penelitian 31
3.5 Prosedur Penelitian 32
BAB 4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Material Keramik Berpori Berbasis Clay dan Kulit Kakao 34 4.2 Karakteristik Sifat Fisis Keramik Berpori 34
4.2.1 Densitas (Massa Jenis) 34
4.2.2 Porositas 36
4.2.3 Daya Serap Air 37
4.3 Karakteristik Sifat Mekanik 39
4.3.1 Kuat Tekan 39
4.3.2 Kekerasan 40
4.1.a Karakteristik Morfologi Permukaan 42
4.1.b SEM (Scanning Electrone Microscope) 42
4.3.2 Karakterisasi EDX 46
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 48
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Unsur Kimia Pada Tanah Lempung 8 Tabel 2.2 Daerah Penghasil Kakao di Indonesia 2014 12 Tabel 2.3 Data Jumlah Produksi Kakao di Sumatera 2008-2014 13 Tabel 2.4 Komponen Penyusun Senyawa Kimia Kulit Buah Kakao 22 Tabel 2.5 Karakteristik Secara Umum Kulit Buah Kakao 29 Tabel 3.1 Persentase Keramik Berpori Dari Tanah Lempung (Clay)
Dan Serbuk Kulit Kakao 29
Tabel B.1 Data Hasil Pengukuran Densitas Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 49 Tabel B.2 Data Hasil Pengukuran Porositas Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 50 Tabel B.3 Data Hasil Pengukuran Daya Serap Air Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 51 Tabel B.4 Data Hasil Pengukuran Kuat Tekan Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 52 Tabel B.5 Data Hasil Pengukuran Kekerasan Keramik Berpori
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Ilustrasi Komposit Berdasarkan Penguatnya 9
Gambar 2.2 Bentuk Daun Rami 11
Gambar 2.3 Bentuk Serat Rami yang Kering 12
Gambar 2.4 Struktur Ikatan Kimia Resin Epoksi 15
Gambar 2.5 Kanvas Rem Cakram 19
Gambar 2.6 Perkebunan Tanaman Kakao 19
Gambar 2.7 Kulit Buah Kakao (Theobroma cacao L.) 25 Gambar 2.8 Metode Pengujian Kekerasan Vickers 26 Gambar 2.9 Prinsip Kerja Dari SEM (Scanning Electron Microscope) 31 Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Dan Karakterisasi Keramik
Lempung (clay) dan Serbuk Kulit Kakao Berpori Dari
Tanah 31
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Densitas Dengan Variasi Komposisi
Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda 33 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Porositas Dengan Variasi Komposisi
Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda 34 Gambar 4.3 Grafik Hubungan Daya Serap Air Dengan Variasi
Komposisi Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering
yang Berbeda 35
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Kuat Tekan Dengan Variasi Komposisi Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda 36 Gambar 4.5 Grafik Hubungan Kekerasan Dengan Variasi Komposisi
Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda 37 Gambar 4.6 Bentuk Morfologi Permukaan Keramik Berpori Pada
Variasi Komposisi Tanah Lempung dan Serbuk Kulit
Kakao 85% : 15% Pada Suhu Sintering 1000oC 39 Gambar 4.7 Bentuk Morfologi Permukaan Keramik Berpori Pada
Variasi Komposisi Tanah Lempung dan Serbuk Kulit
Kakao 85% : 15% Pada Suhu Sintering 800oC 40 Gambar 4.8 Grafik DTA Kanvas Rem Pada Komposisi Serat
Rami, Serat Pinang, Karbon Aktif dan Resin Epoksi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A.1 Perhitungan Sifat Fisis (Densitas, Porositas dan Daya Serap Air) Material Keramik Berpori Berbasis
Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 46 Lampiran A.2 Perhitungan Sifat Mekanik (Kuat Tekan dan Kekerasan
Material Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung dan
Serbuk Kulit Kakao 47
Lampiran B.1 Data Hasil Pengukuran Densitas Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 49 Lampiran B.2 Data Hasil Pengukuran Porositas Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 50 Lampiran B.3 Data Hasil Pengukuran Daya Serap Air Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 51 Lampiran B.4 Data Hasil Pengukuran Kuat Tekan Keramim Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 52 Lampiran B.5 Data Hasil Pengukuran Kekerasan Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 53
