LOGO. STUDI EKSPANSI TERMAL KERAMIK PADAT Al 2(1-x) Mg x Ti 1+x O 5 PRESENTASI TESIS. Djunaidi Dwi Pudji Abdullah NRP

Transkripsi

1 LOGO PRESENTASI TESIS STUDI EKSPANSI TERMAL KERAMIK PADAT Al 2(1-x) Mg x Ti 1+x O 5 Djunaidi Dwi Pudji Abdullah NRP DOSEN PEMBIMBING: Drs. Suminar Pratapa, M.Sc, Ph.D. JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011

2 Latar Belakang Bahan Keramik Aluminium Titanat (AT) Metode Sintesis Keramik memiliki karakteristik kapasitas panas yang baik, konduktivitas panas yang rendah, tahan korosi, sifat listriknya dapat insulator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor, sifat magnetiknya dapat magnetik dan non-magnetik sifat mekaniknya dapat keras dan kuat, namun rapuh yang memungkinkannya digunakan untuk berbagai aplikasi keramik yang mempunyai koefisien ekspansi termal yang rendah, ketahanan kejutan termal yang tinggi dan titik leleh yang tinggi keramik fungsional yang menjanjikan untuk aplikasi yang melibatkan kondisi termal ekstrem solid state reaction metode gel-coated solid-state route metode sol-gel metode kopresipitasi studi mengenai perilaku ekspansi termal larutan padat Al 2(1-x) Mg x Ti 1+x O 5 di bawah suhu dekomposisinya belum ditemukan di dalam literatur.

3 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut, maka permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini adalah bagaimana perilaku ekspansi termal solid solution aluminium titanat (Al 2 TiO 5 atau AT) dengan aditif MgO yang memiliki densitas berbeda.

4 Tujuan Penelitian 1. Sintesis solid solution aluminium titanat (Al 2 TiO 5 atau AT) menggunakan reaksi padat dengan variasi aditif MgO dan suhu sinter. 2. Mengetahui sifat fisik solid solution aluminium titanat (Al 2 TiO 5 atau AT) yang disintesis menggunakan reaksi padat dengan variasi aditif MgO dan suhu sinter. 3. Mengetahui perilaku ekspansi termal solid solution aluminium titanat (Al 2 TiO 5 atau AT) yang disintesis menggunakan reaksi padat dengan variasi aditif MgO dan suhu sinter.

5 Batasan Masalah 1. Sintesis solid solution aluminium titanat (Al 2 TiO 5 atau AT) menggunakan variasi aditif MgO (0% wt, 2% wt dan 5% wt). 2. Sintesis solid solution aluminium titanat (Al 2 TiO 5 atau AT) menggunakan variasi suhu sinter 1450 C, 1500 C dan 1550 C. 3. Pengamatan perilaku ekspansi termal solid solution aluminium titanat (Al 2 TiO 5 atau AT) dilakukan pada 30 C (suhu ruang) 900 C.

6 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai perilaku ekspansi termal solid solution aluminium titanat (Al 2 TiO 5 atau AT) dengan aditif MgO sehingga dapat mengungkap korelasi antara sifat fisik, komposisi fasa dan ekspansi termal keramik padat AT.

7 TINJAUAN PUSTAKA Aluminium Titanat Sifat Termal Aluminium Oksida TEORI Analisis Data Difraksi Sinar-X Magnesium Oksida Solid State Reaction

8 Aluminium Titanat AT O Alumina dan Titania (1350 C C) Ti Al Struktur kristal: orthohombic Parameter kisi: a = 3,591 Å b = 9,429 Å c = 9,636 Å Konduktivitas termal yang rendah, koefisien ekspansi termalnya yang mendekati nol, tahanan kejut termal yang tinggi, kekuatan mekanik rendah, titik leleh tinggi, tahan rusak

9 Aluminium Oksida Alumina O Al Al 2 O 3 Struktur kristal: HCP Parameter kisi: a = 4,754 Å b = 4,754 Å c = 12,982 Å Kekerasan tinggi, titik leleh tinggi, kekuatan mekanik tinggi, tahan korosi dan panas

10 Magnesium Oksida MgO O Mg Struktur kristal: FCC Titik lebur tinggi, mudah teroksidasi, penstabil AT

11 Solid State Reaction Solid state reaction merupakan salah satu metode pencampuran serbuk dalam bentuk padat-padatan. Metode solid state reaction ini diharapkan mampu mempertinggi kereaktifan antara bahan-bahan yang dicampur dalam membentuk senyawa solid solution dengan komposisi yang dikehendaki. atom pelarut atom terlarut atom terlarut atom pelarut (a) (b) Solid solution (a) substitusional (b) interstitial (Redy,2008)

12 Analisis Data Difraksi Sinar-x Analisis Kualitatif Identifikasi fasa (pencocokan dengan kartu PDF (Powder Diffraction File) Identifikasi fasa dengan software: Peak search (menemukan posisi puncak) dan Search match (pencocokan terhadap basis data) Analisis Kuantitatif analisis komposisi fasa Menggunakan metode Rietveld mencocokkan/menghaluskan pola difraksi terhitung (model) dengan pola difraksi terukur yang disimpan dalam file Komposisi masing-masing fasa dari material yang diuji dapat dihitung dengan cara memanfaatkan nilai pengeluaran dari parameter-parameter hasil penghalusan Rietveld

13 Sifat Termal Material keramik memiliki beberapa sifat termal yang sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat material tersebut, seperti kapasitas panas, koefisien ekspansi termal, dan konduktivitas termal. Sifat termal suatu material keramik sangat penting karena berkaitan dengan aplikasinya dalam proses pemanfaatan keramik.

14 Metodologi Penelitian Diagram alir Sampel AT-MgO Komposisi berat aditif 0%, 2%, 5% Uji DTA-TGA Sinter suhu 1450 C, 1500 C, 1550 C selana 3 jam Uji XRD Uji Strukturmikro Uji Ekspansi Termal Analisis Data Kesimpulan

15 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

16 Karakterisasi Sifat Fisik Sampel Suhu sinter ΔM 1 (gr) ΔM 2 (gr) ΔM 3 (gr) D 1 (gr/cm 3 ) D 2 (gr/cm 3 ) P 1 (%) P 2 (%) AT-MgO 0% AT-MgO 2% AT-MgO 5% 1450 C 0,01 0,104 0, C 0,01 0,1065 0,0237 1,96 2,64 42,16 14,56 2,63 15, C 0,01 0,1096 0,0232 2,69 13, C 0,02 0,1258 0, C 0,02 0,1289 0,014 2,02 3,19 40,74 6, C 0,02 0,1299 0,0125 3,23 6, C 0,02 0,1162 0, C 0,02 0,1165 0,0105 2,08 3,19 38,54 7, C 0,02 0,119 0,01 3,26 6,74 Keterangan: ΔM 1 = Perubahan massa kering sebelum dan setelah sinter ΔM 2 = Perubahan massa basah sebelum dan setelah sinter ΔM 3 = Perubahan massa dalam air sebelum dan setelah sinter D 1 = densitas sebelum sinter D 2 = densitas setelah sinter P 1 = densitas sebelum sinter = densitas setelah sinter P 2 3,17 3,16 8,29 8,05