28 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian 3.1.1 Tempat Penelitian Tahapan pelaksanaan ini yakni pembuatan keramik berpori berbahan baku tanah lempung (clay) dan serbuk kulit kakao, pengujian sifat fisis (densitas, porositas dan daya serap air) dan sifat mekanik (kuat tekan dan kekerasan) dilakukan di Laboratorium Material Test PTKI Medan serta pengujian sifat morfologi permukaan (Scanning Electron Microscope/SEM)-EDX di Laboratorium Fisika UNIMED Medan. 3.1.2 Waktu Penelitian Waktu penelitian dilakukan mulai bulan Desember 2015 sampai dengan bulan Februari 2016. 3.2 Peratan Dan Bahan 3.2.1 Peralatan 1. Ayakan 100 mesh: untuk memisahkan butiran sesuai ukuran yang diperlukan. 2. Neraca Digital : untuk menimbang massa sampel. 3. Beaker Glass 500 ml: untuk mengukur volume dan sebagai wadah sampel. 4. Spatula: untuk mengaduk bahan agar tercampur merata (homogen). 5. Kertas Saring: untuk menyaring partikel suspensi dengan cairan. 6. Magnetik stirer: untuk mengaduk larutan secara otomatis. 7. High Temperature Furnance (Tanur): sebagai tempat pembakaran sampel dengan kapasitas pembakaran 1100 o C. 8. Cetakan Sampel (Moulding): sebagai tempat mencetak sampel. 9. Botol vial : sebagai wadah meletakan sampel. 10. Hidraulik Cold Press: untuk menekan sampel yang sudah dimasukkan ke cetakan agar padat. 11. Jangka Sorong: untuk mengukur tebal dan panjang sampel. 12. Pisau: untuk memotong kulit kakao.
29 13. Stopwacth: untuk menghitung lamanya waktu kompaksi dan pembakaran. 14. Microhardness Testing Machine (uji kekerasan rockwell): sebagai alat untuk menguji sifat kekerasan material. 15. Universal Testing Machine (UTM) : sebagai alat untuk menguji sifat kuat tekan material. 16. Scanning Electron Microscope (SEM) : untuk melihat morfologi permukaan keramik berpori. 17. Energy Disversive X-Ray (EDX) : untuk menentukan unsur-unsur partikel. 3.2.2 Bahan 1. Tanah lempung (clay) : sebagai matriks pada pembuatan keramik berpori. 2. Serbuk kulit kakao : sebagai filler pada pembuatan keramik berpori. 3. Aquadest (H 2 O) : sebagai penetral ph tanah lempung. 4. HCL 1 mol : sebagai larutan untuk aktivasi kimia tanah lempung. 3.3 Variabel Penelitian Variabel penelitian pada pembuatan material keramik berpori dari bahan tanah lempung (clay) dan serbuk kulit kakao antara lain komposisi bahan baku, suhu sintering dan karakterisasi. Variasi komposisi ditunjukkan pada Tabel 3.1 : Tabel 3.1 Persentase Keramik Berpori Dari Tanah Lempung (Clay) Dan Serbuk Kulit Kakao Kode Sampel Tanah Lempung (Clay) (% massa) Serbuk Kulit Kakao (% massa) A 85 15 B 80 20 C 75 25 D 70 30 E 65 35 Sedangkan untuk variasi perlakuan suhu sintering sebesar : 800 o C, 900 o C dan 1000 o C dan karakterisasi material keramik berpori dari tanah lempung (clay) dan serbuk kulit kakao meliputi: sifat fisis (densitas, porositas dan daya serap air), sifat mekanik (kuat tekan dan kekerasan) dan sifat morfologi (SEM).
30 3.4 Diagram Alir Penelitian Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Dan Karakterisasi Keramik Berpori Dari Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
31 3.5 Prosedur Penelitan a. Tanah lempung - Preparasi Sampel Tanah lempung 1. Diambil tanah lempung di daerah Pancur Batu dengan kedalaman ± 40 cm dari permukaan tanah. 2. Dijemur tanah lempung dibawah sinar matahari sampai kering. 3. Dikeringkan dalam oven pada suhu 105 o C selama ± 15 menit. 4. Digerus tanah lempung sampai halus kemudian diayak dengan ukuran 100 mesh. - Aktivasi Sampel Tanah lempung 1. Dimasukan 50 gram serbuk tanah lempung kedalam beaker glass 500 ml. 2. Ditambahkan 250 ml larutan HCL 1 mol konsentrasi 7% sambil diaduk dengan magnetik stirer selama 24 jam. 3. Disaring hasil larutan HCL 1 mol dengan kertas saring untuk mendapatkan hasil residu. 4. Dicuci hasil residu dengan aquadest (H 2 O) panas sampai ph netral dan bebas ion klorida (Cl - ). 5. Dikeringkan dalam oven pada suhu 105 o C selama ± 15 menit. b. Kulit Kakao - Preparasi Kulit Kakao 1. Dibersihkan kulit kakao dari getahnya dan sisa sisa dari daging buah kakao. 2. Dipotong-potong kulit kakao dengan ukuran ± 3 cm dan dikeringkan secara alami dibawah panas matahari. 3. Dikeringkan dalam oven pada suhu 105 o C selama ± 15 menit. 4. Digerus kulit kakao sampai halus kemudian diayak dengan ukuran 100 mesh.
32 c. Pembuatan Keramik Berpori Pembuatan keramik berpori dilakukan dengan metode konvensional cetak dan tekan dimana prosesnya sebagai berikut : 1. Dicampurkan tanah lempung (clay) dan serbuk kulit kakao dengan variasi komposisi tanah lempung (clay) dan serbuk kulit kakao 85% : 15%, 80% : 20%, 75% : 25%, 70% : 30% dan 65% : 35% sampai homogen. 2. Dimasukkan campuran yang homogen kedalam cetakan berbentuk tabung. 3. Dikompaksi cetakan tersebut dengan tekanan 300 MPa dengan waktu tahan 10 menit kemudian dikeluarkan dalam cetakan dan didiamkan pada suhu kamar. 4. Setelah itu, campuran yang telah di press kemudian disintering dengan variasi sintering 800 C, 900 C dan 1000 C ditahan selama 2 jam.
33 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Keramik berpori berbasis tanah lempung dan serbuk kulit kakao yang telah dibuat menggunakan teknik konvensional cetak dan tekan yang dicampur dengan pencampuran kering (dry mixing). Variasi komposisi tanah lempung dan serbuk kulit kakao dibuat dengan perbandingan : 85% : 15%, 80% : 20%, 75% : 25%, 70% : 30% dan 65% : 35% dengan massa total 12 gram yang dikompaksi dengan tekanan 300 MPa selama 10 menit kemudian disintering dengan variasi temperatur sintering 800 o C, 900 o C dan 1000 o C. Karakterisasi material dilakukan pada keramik berpori berbasis tanah lempung dan serbuk kulit kakao dengan tujuan untuk melihat bagaimana interaksi antar bahan dalam membentuk keramik berpori terhadap sifat fisis : densitas, porositas, daya serap air morfologi permukaan dan ukuran pori, sifat mekanik : kekerasan dan kuat tekan. Dalam hal ini, dilihat parameter yang mempengaruhi sifat-sifat dari material tersebut adalah pengaruh komposisi yang mana memberikan suatu gambaran interaksi untuk membentuk suatu ikatan antar campuran bahan yang satu dengan bahan yang lain. 4.1 Karakterisasi Sifat Fisis Keramik Berpori 4.1.1 Densitas (Massa Jenis) Densitas merupakan ukuran suatu kerapatan atom-atom penyusun material yang saling berikatan atau berinteraksi antara satu atom dengan atom lainnya. Untuk menentukan nilai densitas dapat dilakukan dengan menggunakan ASTM C 373-88 untuk geometri material yang berbentuk seperti silinder, didapatkan nilai densitas dengan menggunakan Persamaan 2.1. Contoh perhitungan untuk menentukan nilai densitas dapat dilihat pada lampiran A. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel B1( lampiran B) dari data pada Tabel B1 dapat dibuat grafik seperti pada Gambar 4.1.
34 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Densitas Dengan Variasi campuran Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volume material. Semakin tinggi densitas (massa jenis) suatu material, maka porositas dan daya serapnya semakin kecil. Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volume. Gambar 4.1 menggambarkan hubungan antara pengaruh variasi icampuran dengan nilai densitas bahwa nilai densitas keramik berpori yang optimum terjadi pada komposisi tanah lempung : serbuk kulit kakao 85% : 15% dengan nilai densitas sekitar yaitu (3,695-6,644) x 10 3 gr/cm 3. Sedangkan nilai densitas yang kurang optimum pada komposisi tanah lempung : serbuk kulit kakao 65% : 35% dengan nilai densitas sekitar (3,219 3,894) x 10 3 gr/cm 3. Nilai densitas dipengaruhi oleh penambahan komposisi penguat tanah lempung. Ini disebabkan karena sifat dari tanah lempung tersebut yaitu adanya ikatan kohesivitas (gaya adesi-kohesi) antara lain : kekasaran permukaan partikel tanah lempung dengan serbuk kulit kakao dimana semakin tinggi kekasaran serbuk maka semakin luas kontak antar permukaan, adanya gaya gesek antar permukaan partikel yang diakibatkan oleh proses kompaksi (tekanan). Dimana apabila gaya tekan yang diberikan dibawah kekuatan tarik dari serbuk kulit kakao dan dibawah kekuatan
35 tarik tanah lempung maka terjadi deformasi elastis yang mengakibatkan nilai densitas semakin rendah. Sedangkan terhadap perlakuan suhu pembakaran berbanding lurus dengan densitas. Hasil pengamatan nilai densitas optimum pada perlakuan suhu sintering 1000oC dengan nilai densitas berkisar (3,894 6,644) x 103 gr/cm3 sedangkan nilai densitas yang kurang optimum pada perlakuan suhu sintering 800oC dengan nilai berkisar (3,219 3,695) x 103 gr/cm3. Ini terjadi karena pada saat diberikan suhu tinggi atom-atom yang menyusun material komposit tersebut mengalami difusi sehingga atom-atom antara filler dengan matriks berinteraksi membentuk suatu ikatan yang kuat dan memadat sehingga terjadi penyusutan pori-pori dan menjadi rapat. 4.1.2 Porositas Porositas merupakan jumlah pori-pori yang terdapat pada material, dimana pori-pori tersebut terbentuk karena adanya pengosongan atom-atom atau cacat kristal yang menyusun material tersebut. Nilai porositas hasil penelitian dihitung dengan menggunakan persamaan 2.2. Contoh perhitungan untuk menentukan nilai porositas dapat dilihat pada lampiran A. Data hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel B2 (lampiran B). Dari data pada Tabel B1 dapat dibuat grafik pada Gambar 4.2 Porositas (%) Series1, 65:35, 50.06 Porositas Vs Kompoisi Series2, 65:35, 32.075 Series1, 85:15, Series1 33.017 Series2 Series2, 85:15, 29.375 Series3 800oC Series3, 65:35, 22.959 o Series3, 85:15, 900 C 18.272 1000oC Variasi Komposisi Tanah Lempung : Serbuk Kulit Kakao (%wt) Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Porositas Dengan Variasi campuran Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda
36 Gambar 4.2 menunjukan bahwa semakin kecil variasi komposisi serbuk kulit kakao dan semakin besar variasi komposisi tanah lempung maka nilai porositas material keramik berpori tersebut semakin kecil. Dari hasil pengamatan bahwa variasi campuran yang kurang optimum memiliki porositas yang besar pada komposisi 85% : 15% dengan nilai porositas berkisar 18,272% - 33,017%. Sedangkan nilai porositas yang besar pada komposisi 65% : 35% dengan nilai porositas berkisar 22,959% - 50,06%. Ini disebabkan karena adanya ketidak homogenitas campuran antara peguat tanah lempung dan serbuk kulit kakao tidak terdistribusi merata sehingga terjadilah porositas sehingga adanya oksigen yang masuk atau zat pengotor dalam material tersebut. Selain itu, densitas dengan porositas sangat berhubungan yaitu saling berbanding terbalik dimana semakin tinggi densitas keramik berpori maka semakin kecil porositas yang dihasilkan. Ini artinya semakin tinggi densitas keramik berpori maka semakin rapat atom-atom untuk membentuk suatu ikatan kovalen yang kuat. Akan tetapi hasil dari pengamatan grafik bahwa nilai porositas berbanding terbalik dengan suhu sintering. Semakin besar suhu yang diberikan maka semakin kecil porositas yang dihasilkan. Ini menunjukkan bahwa pada saat diberikan suhu atom-atom penyusun material tersebut mengalami difusi sehingga terjadi penyusutan pori-pori. Ini dibuktikan dari hasil penelitian bahwa perlakuan suhu sintering yang optimum pada suhu 1000 o C dengan nilai porositas kecil yaitu berkisar 18,272% - 22,959% sedangkan suhu sintering pada 800 o C dengan nilai porositas yang besar berkisar 33,017% - 50,06%. 4.1.3 Daya Serap Air Daya serap air merupakan kemampuan suatu material menyerap air maupun oli, dimana daya serap ini sangat penting dalam pembuatan keramik berpori dimana mengetahui daya serap optimum pada keramik berpori. Daya serap air hasil penelitian dihitung dengan dengan menggunakan Persamaan 2.3. Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel B3 (Lampiran B) dari data pada Tabel B1 dapat dibuat grafik seperti pada Gambar 4.3
37 Series1, 65:35, 15.55 Daya Serap Air Vs Komposisi Daya Serap Air (%) Series2, 65:35, 8.812 Series3, 65:35, 6.787 Series1, Series1 85:15, 9.125 Series2 800 o C Series3 900 o C Series2, 85:15, 1000 o C 6.525 Series3, 85:15, Variasi Komposisi Tanah Lempung : Serbuk Kulit Kakao (%wt) 2.75 Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Daya Serap Air Dengan Variasi campuran Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda Berdasarkan grafik pada Gambar 4.3 jelas terlihat bahwa nilai daya serap air kurang optimum yaitu keramik berpori dengan variasi komposisi tanah lempung : serbuk kulit kakao 85% : 15% dengan nilai daya serap air sekitar 2,75% - 9,125%. Sedangkan nilai daya serap air yang optimum pada komposisi tanah lempung : serbuk kulit kakao 65% : 35% dengan nilai yaitu 6,787% - 15,55%. Nilai daya serap air pada keramik berpori berbanding terbalik dengan variasi campuran dan berbanding lurus dengan banyaknya komposisi tanah lempung hal ini disebabkan karena tanah lempung memiliki kerapatan yang sangat tinggi sehingga pada saat proses kompaksi maka atom-atom yang menyusun keramik berpori berikatan sangat kuat akibatnya molekul-molekul air sulit menembus dan merembes keluar. Sedangkan pengaruh perlakuan suhu sintering berbanding terbalik dengan daya serap air. Hasil pengamatan nilai daya serap air kurang optimum pada perlakuan suhu sintering 1000 o C dengan nilai daya serap air berkisar 2,75% - 6,787%. Sedangkan nilai daya serap air optimum pada suhu sintering 800 o C dengan nilai daya serap air berkisar 9,125% 15,55%. Semakin rendah suhu yang diberikan maka semakin besar kemampuan daya serap air pada material keramik berpori tersebut. Hal ini dikarenakan suhu yang diberikan tidak mencapai suhu sintering sehingga adanya kekosongan antar partikel yang menyebabkan terjebaknya oksigen dalam sampel selama proses pembakaran walaupun berada
38 pada lingkungan vacum sehingga timbul pengotor yang dapat meningkatkan sifat porositas pada material keramik berpori. 4.2 Karakterisasi Sifat Mekanik 4.2.1 Kuat Tekan Kekuatan tekan merupakan suatu kemampuan material dalam menahan beban atau gaya mekanis yang diberikan sampai terjadinya kegagalan (failure). Nilai kuat tekan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel B1(lampiran B). Dari data pada Tabel B.4 dapat dibuat grafik seperti pada Gambar 4.4 Kuat Tekan (MPa) Kuat Tekan Vs Komposisi Series3, 85:15, 380.489 Series1 Series3, 65:35, 158.293 800oC Series2 Series2, 85:15, o 900 C Series3 145.591 1000oC Series2, 65:35, 56.178 Series1, 85:15, 47.181 Series1, 65:35, Variasi Komposisi Tanah Lempung : Serbuk Kulit Kakao (%wt) 22.833 Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Kuat Tekan Dengan Variasi campuran Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda Gambar 4.4 menunjukkan bahwa nilai kuat tekan meningkat sebanding dengan penambahan komposisi tanah lempung. Ini ditunjukan dari hasil penelitian bahwa kondisi optimum diperoleh nilai kuat tekan yang optimum pada komposisi tanah lempung : serbuk kulit kakao 85% : 15% menghasilkan kuat tekan sebesar 47,181 380,489 MPa dan kondisi kurang optimum pada komposisi serbuk kulit kakao : tanah lempung 65% : 35% menghasilkan kuat tekan sebesar 22,833 158,293 MPa. Sedangkan pengaruh perlakuan suhu terhadap kuat tekan menunjukkan suhu optimum pada perlakuan suhu sintering 1000oC memiliki kuat tekan berkisar 158,293-380,489 MPa. Selain itu, untuk nilai kuat tekan yang kurang optimum
39 pada perlakuan suhu sintering 800 o C dengan nilai kuat tekan 22,833-47,181MPa. Dimana pada proses difusi, atom-atom yang menyusun pada material filter tersebut membentuk suatu ikatan yang tidak sempurna sehingga timbulnya cacat dalam bentuk pori-pori yang sangat banyak. Peningkatan nilai kuat tekan ini tidak hanya dipengaruhi oleh struktur mikro material, yang meliputi rongga dan retakan yang terbentuk pada saat pembakaran, tetapi juga dipengaruhi oleh sifat serbuk penyusun material tersebut. Selain itu, nilai densitas dari sampel uji dapat mempengaruhi karena apabila densitas sampel uji makin rendah maka nilai kuat tekan dari sampel tersebut juga menurun dikarenakan ketidakhomogennya campuran tersebut sehingga distribusi serbuk kulit kakao tidak tersebar merata ke permukaan tanah lempung sehingga porositasnya semakin tinggi yang mengakibatkan keretakan ketika diberi gaya luar dan mengakibatkan tidak tercapainya ikatan antar permukaan dengan baik antar penyusun material keramik berpori tersebut. 4.2.2 Kekerasan (Hardness) Kekerasan merupakan ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaan. Pengujian kekerasan menggunakan persamaan 2.5 yang mengacu pada standar pengujian ASTM C 773 menggunakan metode Vickers yaitu menggunakan microhardness testing machine model karl frank dengan menekankan intan indentor menggunakan beban 100 kg dengan waktu penahanan selama 30 detik. Nilai kekerasan dapat di hitung dengan menggunakan pers 2.5. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel B.5 (Lampiran B). Dari data pada Tabel B.5 dapat dibuat grafik seperti pada Gambar 4.5.
40 Kekerasan (MPa) Series3, 65:35, 187.852 Series2, 65:35, 155.567 Series1, 65:35, 147.476 Kekerasan Vs Komposisi Series3, 85:15, 312.825 Series2, 85:15, Series1, 271.378 85:15, 269.293 Series1 Series2 800 o C Series3 900 o C 1000 o C Variasi Komposisi Tanah Lempung : Serbuk Kulit Kakao (%wt) Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Kekerasan Dengan Variasi Komposisi Pada Material Keramik berpori Gambar 4.5 menunjukkan bahwa kondisi optimum diperoleh nilai kekerasan yang tinggi pada komposisi tanah lempung : serbuk kulit kakao 85% : 15% dengan nilai kekerasan sekitar 269,293 312,825 MPa dan kondisi yang kurang optimum pada komposisi tanah lempung : serbuk kulit kakao 65% : 35% dengan nilai kekerasan sebesar 147,476 187,852 MPa. Nilai kekerasan semakin menurun pada saat peningkatan massa serbuk kulit kakao. Ini dikarenakan pada proses pembuatan dengan teknik konvensional cetak dan tekan memungkinkan distribusi antara tanah lempung dengan serbuk kulit kakao yang tidak merata sehingga mengakibatkan tidak tercapainya ikatan antar permukaan dengan baik antar penyusun komposit. Selain itu adanya kekosongan antar partikel yang menyebabkan terjebaknya oksigen dalam sampel selama proses kompaksi serta adanya pengotor yang dapat menurunkan sifat kekerasan komposit tersebut. Dan juga untuk nilai kekerasan yang kurang optimum pada perlakuan suhu sintering 800 0 C dengan nilai kekerasan 147,476 269,293 MPa. Dan nilai kekerasan yang optimum pada perlakuan suhu sintering 1000 0 C dengan nilai kekerasan 187,52 312,825MPa. Nilai kekerasan yang kurang optimum terjadi karena pada proses difusi, atom-atom yang menyusun pada material keramik tersebut membentuk suatu ikatan yang kurang sempurna sehingga timbulnya cacat dalam bentuk poripori yang sangat banyak.
41 4.3 Hasil Karakterisasi Scanning Electron Microscope - Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX) 4.3.1 Morfologi Permukaan Analisa SEM partikel keramik berpori yaitu untuk mengetahui bentuk morfologi dari partikel keramik berpori pada pembakaran suhu 800 0 C dengan variasi komposisi 65% : 35% dan 1000 0 C dengan variasi komposisi 85% : 15%. Gambar 4.1 menunjukkan morfologi keramik berpori berbasis tanah lempung dan serbuk kulit kakao pada suhu 800 0 C dengan perbesaran 1000 dan 1500 kali. Gambar 4.6 Morfologi Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao pada Suhu 800 0 C dengan Perbesaran 1000 Kali
42 Gambar 4.7 Morfologi Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao pada Suhu 800 0 C dengan Perbesaran 1500 Kali Gambar 4.8 Morfologi Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao pada Suhu 1000 0 C dengan Perbesaran 1000 Kali
43 Gambar 4.9 Morfologi Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao pada Suhu 1000 0 C dengan Perbesaran 1500 Kali Berdasarkan Gambar 4.6, 4.7, 4.8 dan 4.9 dapat diambil kesimpulan bahwa morfologi keramik berpori berbasis tanah lempung dan serbuk kulit kakao yang diaktivasi pada suhu 800 0 C memiliki struktur yang hampir sama dengan morfologi keramik berpori yang diaktivasi pada suhu 1000 0 C. Tetapi terdapat penyebaran pori yg berbeda terhadap kedua sampel tersebut. Penyebaran pori yang lebih merata terlihat pada sampel yang diaktivasi pada suhu 800 0 C. Hal ini sesuai dengan pengujian porositas dan daya serap air didapatkan bahwa pada suhu pembakaran 800 0 C dengan variasi komposisi 65% : 35% adalah yg optimum.
44 4.3.2 Ukuran Diameter Pori Gambar 4.3 merupakan Analisa SEM partikel keramik berpori yaitu untuk mengetahui bentuk morfologi dan ukuran diameter pori dari keramik berpori pada suhu 800 0 C dengan variasi komposisi 65% : 35% dan keramik berpori pada suhu 1.000 0 C dengan variasi komposisi 85% : 15% dengan perbesaran yang sama 1.500 kali. Gambar 4.10 Hasil SEM yang Menunjukkan Ukuran Diameter Pori pada Variasi Komposisi 65% : 35% dan suhu 800 0 C dengan Perbesaran 1500 Kali.
45 Gambar 4.11 Hasil SEM yang Menunjukkan Ukuran Diameter Pori pada Variasi Komposisi 85% : 15% dan Suhu 1.000 0 C dengan Perbesaran 1500 Kali. Berdasarkan Gambar 4.10 dan 4.11 dapat dilihat ukuran diameter pori pada keramik berpori berbasis tanah lempung dan serbuk kulit kakao yang dibakar pada suhu 800 0 C dengan variasi komposisi 65% : 35% memiliki ukuran diameter pori rata-rata 11,86 µm sedangkan sampel yang dibakar pada suhu 1.000 0 C dengan variasi komposisi 85% : 15% memiliki ukuran diameter pori rata-rata 25,83µm. Dari hasil ini ternyata didapat bahwa ukuran pori dari sampel yang dibakar pada suhu 1.000 0 C dengan variasi komposisi 85% : 15% ternyata lebih besar dibandingkan ukuran pori sampel yang dibakar pada suhu 800 0 C dengan variasi komposisi 65% : 35%.
46 4.3.3 Kandungan Unsur Analisa Energy Dispersive X-Ray Spectrometer (EDX) partikel keramik berpori yang dimaksudkan untuk mengetahui unsur unsur yang terkandung didalam partikel keramik berpori tersebut melalui grafik hubungan dua parameter energi unsur (kev) terhadap intensitas cacahan perdetik (cps/count per second) yang berarti semakin besar intensitas yang muncul, maka semakin banyak kandungan unsur dalam suatu bahan. Berikut ini (Gambar 4.4a) hasil uji EDX keramik berpori berbasis tanah lempung dan serbuk kulit kakao pada suhu 800 0 C. Gambar 4.12 Hasil Pembacaan kandungan EDX Keramik Berpori dengan Komposisi 65%:35% Pada Suhu 800 0 C
47 Pada Gambar 4.12 diketahui unsur yang dominan yang terdapat pada keramik berpori berbasis tanah lempung dan kulit kakao yang diaktivasi pada suhu 800 0 C yaitu O (Oksigen) sebesar 40,44 %, Si (Silika) sebesar 25,41 %, Al (Aluminium) sebesar 11,02 %. Ketiga unsur ini merupakan unsur penyusun utama tanah lempung. Dari sini dapat dilihat bahwa ketika lempung mengalami proses sintering maka tidak ada perubahan berarti pada unsur penyusunnya. Keberadaan unsur O yang paling banyak berasal dari ikatannya dengan Si yang membentuk SiO 2 serta dari oksigen yang terperangkap pada pori-pori keramik. Gambar 4.13 Hasil Pembacaan Kandungan Unsur EDX Keramik Berpori dengan Komposisi 85%:15% Pada Suhu 1000 0 C Pada Gambar4.13diketahui unsur yg dominan yang terdapat pada keramik berpori berbasis tanah lempung dan serbuk kulit kakao yang diaktivasi pada suhu 1000 0 C yaitu O (Oksigen) sebesar 38,65 %, Si (Silika) sebesar 17,29 %, Al (Aluminium) sebesar 14,48 %. Ketiga unsur ini adalah penyusun utama dari tanah lempung. Bila diperhatikan dengan keramik dengan campuran 65%:35% makan dapat
48 dilihat bahwa konsentrasi dari unsur O dan Si jumlahnya lebih banyak dan konsentrasi Al jumlahnya lebih sedikit daripada keramik dengan campuran 85%:15% pada suhu 1.000 0 C. Berdasarkan komposisi unsur yang terdapat pada Gambar 4.12 dan 4.13 diketahui bahwa keramik berpori yang dibakar pada suhu 800 0 C memiliki jumlah oksigen lebih sedikit daripada keramik berpori yang dibakar pada suhu 1.000 0 C.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Tanah lempung dan serbuk kulit kakao dapat digunakan sebagai bahan dalam pembuatan keramik berpori dengan menggunakan teknik konvensional ceak dan tekan. 2. Komposisi dan suhu optimum keramik berpori berbasis tanah lempung dan kulit kakao adalah 85% : 15% pada suhu 1000 C dengan nilai densitas = 6,644 gr/cm 3 ; kuat tekan = 380,489 MPa dan kekerasan = 312,825 MPa. Sedangkan untuk sifat fisis pada komposisi 65% : 35% pada suhu 800 C dengan nilai porositas = 50,06% dan daya serap air = 15,55% dan dengan ukuran pori rata-rata 27,895 µm. 3. Pengaruh variasi komposisi tanah lempung dan suhu pembakaran terhadap sifat fisis (densitas) dan sifat mekanik (kuat tekan dan kekerasan) berbanding lurus, akan tetapi berbanding terbalik dengan daya serap air dan porositas. 5.2 Saran 1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk melakukan pengujian aplikasi penggunaan keramik berpori sebagai material filterisasi. 2. Melakukan pencampuran serbuk kulit kakao dengan material lain selain tanah lempung.