PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERAMIK BERPORI BERBASIS TANAH LEMPUNG DAN SERBUK KULIT KAKAO SKRIPSI. Diajukan Oleh : JANTIBER SIBURIAN

Transkripsi

1 PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERAMIK BERPORI BERBASIS TANAH LEMPUNG DAN SERBUK KULIT KAKAO SKRIPSI Diajukan Oleh : JANTIBER SIBURIAN DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017

2 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 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017

3 i PERSETUJUAN Judul Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi Departemen Fakultas : Pembuatan Dan Karakterisasi Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung Dan Serbuk Kulit Kakao : Skripsi : Jantiber Siburian : Sarjana (S1) Fisika : Fisika : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, Januari 2017 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Dr. Anwar Dharma, MS NIP: Dr. Susilawati, S.Si, M.Si NIP: Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Prof. Dr. Marhaposan Situmorang NIP

4 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 JANTIBER SIBURIAN

5 iii 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, 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,. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua jurusan Fisika S1. 3. Seluruh pegawai dan staff yang mengajar di Fisika S1. 4. Sahabat-sahabat penulis physic inside : Eka, Faisal, Layla, Aini, Tulus, Mentari, Antoni, Tere, Nasrul, Niar, Usi, Ikhwan, Citra, Frans, Riki, Maizal, Esna, Amin, Jekson, Sri, Rahel, Roulina, Baik, Lia, Edi, Emi, Ririn, Lamhot, Roni, Sarah, Desi, Juan, Baginda, Ronal, Rika, Mini, Jejen, Samuel, Wiharja, Anto, Mini, Sarah, Taoko, Pet, Riadi, Ita, bewamati, Ataran, Juli, Marisa,Gunawan, Desmar, Irman, dan Ricky D.

6 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 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. Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Penulis Jantiber Siburian

7 v DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman i ii iii v vi vii ix x xi BAB 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Rumuan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan 5 BAB 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Keramik Metode Pembuatan Keramik Proses Pembentukan Proses Pengeringan Proses Sintering Keramik Berpori Aplikasi Keramik Berpori Material Penyusun Keramik Berpori Tanah Lempung (Clay) Tanaman Kakao Ketersediaan Buah Kakao di Sumatera Utara Karakteristik Buah Kakao Karakterisasi Keramik Berpori Karakterisasi Sifat Fisis Karakterisasi Sifat Mekanik Karakterisasi Sifat Morfologi Permukaan 27 BAB 3. Metode Penelitian 3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian Tempat Penelitian Waktu Penelitian Peralatan dan Bahan Peralatan Bahan 30

8 vi 3.3 Variabel Penelitian Diagram Alir Penelitian Prosedur Penelitian 32 BAB 4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Material Keramik Berpori Berbasis Clay dan Kulit Kakao Karakteristik Sifat Fisis Keramik Berpori Densitas (Massa Jenis) Porositas Daya Serap Air Karakteristik Sifat Mekanik Kuat Tekan Kekerasan a Karakteristik Morfologi Permukaan b SEM (Scanning Electrone Microscope) Karakterisasi EDX 46 BAB 5. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran 48 Daftar Pustaka 49 Lampiran Lampiran A (Contoh Perhitungan) Lampiran B (Tabel Perhitungan) Lampiran C (Gambar Dokumentasi Penelitian)

9 vii DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Unsur Kimia Pada Tanah Lempung 8 Tabel 2.2 Daerah Penghasil Kakao di Indonesia Tabel 2.3 Data Jumlah Produksi Kakao di Sumatera 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 Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 53

10 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 1000 o C 39 Gambar 4.7 Bentuk Morfologi Permukaan Keramik Berpori Pada Variasi Komposisi Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao 85% : 15% Pada Suhu Sintering 800 o C 40 Gambar 4.8 Grafik DTA Kanvas Rem Pada Komposisi Serat Rami, Serat Pinang, Karbon Aktif dan Resin Epoksi 70 : 10 : 10 : 10 41

11 ix 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 Lampiran C Gambar Dokumentasi 54