lapres rekban p2 [percobaan bahan keramik]

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM REKAYASA BAHAN – P2

PERCOBAAN BAHAN KERAMIK DIONISIUS ANDY K NRP 2412.100.106 Asisten Laboratorium Damas Panji Hermawan NRP 2411.100.098

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2014

i

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM REKAYASA BAHAN – P2

PERCOBAAN BAHAN KERAMIK

DIONISIUS ANDY K NRP 2411.100.106

Asisten Laboratorium Damas Panji Hermawan NRP 2411.100.098

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

ii

“Halaman ini memang dikosongkan”

iii

FINAL REPORT LABWORK MATERIAL ENGINEERING – P2

EXPERIMENT OF CERAMIC MATERIALS

DIONISIUS ANDY K NRP 2411.100.106

Laboratory Assistant Damas Panji Hermawan NRP 2411.100.098

STUDY PROGRAM S1 ENGINEERING PHYSICS DEPARTMENT OF ENGINEERING PHYSICS FACULTY OF INDUSTRIAL TECHNOLOGY SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY SURABAYA 2014

iv


v

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN RESMI


OLEH :

DIONISIUS ANDY K

NRP. 2412.100.106

Surabaya, 28 November 2014

Mengetahui/Menyetujui

Asisten Praktikan

Damas Panji H Dionisius AK

NRP. 2411 100 098 NRP. 2412 100 106

vi


vii


Nama : Dionisius Andy K

NRP : 2412100106

Nama Asisten : Damas Panji Hermawan

ABSTRAK

Praktikum bahan keramik ini bertujuan untuk membuat

praktikan memahami mengenai bahan-bahan keramik, kemudian

memahami cara membuat keramik tradisional dan yang terakhir

adalah membuat praktikan dapat mengetahui cara mengukur

kekerasan pada keramik yang telah dibuat sehingga dapat

mengetahui kegunaan keramik menurut bahan pembuatnya

masing-masing. Praktikum ini terdiri dari tiga tahap dimana yang

pertama adalah pembuatan keramik, kedua adalah pengujian

keramik menggunakan metode gores, dan yang ketiga adalah

pengujian keramik menggunakan metode pantul. Keramik yang

telah dibuat dengan perbandingan 1:1, 1:2, 1:3, dan 1:4 kemudian

diuji gores dengan batu bata, keramik dan genteng. Setelah itu,

diuji pantul dengan statip dan bola. Dari uji gores, dapat diketahui

bahwa sampel keramik paling baik adalah sampel 1:1 dengan

temperature sintering 400°C , sedangkan pada uji pantul, dapat

diketahui dari nilai rata-rata tinggi pantulan bola yang paling

tinggi adalah pada keramik dengan perbandingan 1:3 dengan suhu

sintering 200°C karena nilai rata-rata pantulannya yang lebih

tinggi, yaitu sebesar 14,4 cm. Disini dapat dilihat bahwa ada

ketidaksesuaian antara teori degan uji kekerasan dengan metode

gores dan pantul, ketidaksesuaian ini dikarenakan banyak

pengaruh dan kesalahan yang terjadi yang akan dijelaskan dalam

pembahasan laporan resmi ini.

Kata kunci : Keramik, Semen, Pasir, Uji Kekerasan, Metode

Gores, Metode Pantulan

viii


ix

EXPERIMENT OF CERAMIC MATERIALS

Student Name : Dionisius Andy K

NRP : 2412100106

Assistant Name : Damas Panji Hermawan

ABSTRACT

Practical ceramic material is intended to make the

practitioner understand about ceramic materials, then understand

how to make traditional ceramics and the latter is to make the

practitioner can determine how to measure the hardness of the

ceramic that has been made so as to understand the use of

ceramic materials according to their respective creators. This

practicum consists of three phases where the first is the

manufacture of ceramics, the second is the use of ceramic testing

scratch method, and the third is a ceramic testing using the

reflection method. Ceramics have been made in the ratio 1: 1, 1:

2, 1: 3, and 1: 4 and then tested scratch with bricks, ceramic and

tile. After that, tested with statip and ball rebound. Of the scratch

test, it can be seen that the best ceramic samples are samples 1: 1

with a sintering temperature of 400 ° C, whereas the reflection

test, it can be seen from the average value of the high reflectance

of the most high ball is in ceramic with a ratio of 1: 3 with

sintering temperature of 200 ° C as the average value of the

rebound higher, amounting to 14.4 cm. Here it can be seen that

there is a discrepancy between theory degan scratch hardness test

method and reflective, this discrepancy due to many influences

and errors that occur will be explained in the discussion of this

official report.

Keywords : Ceramics, Cement, Sand, Hardness Test, Scratch method,

Rebound Method

x


xi

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan rahmat dan anugrahnya, sehingga laporan resmi ini

dapat diselesaikan sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan.

Laporan resmi ini merupakan salah satu persyaratan yang harus

dipenuhi setiap praktikan sebelum beranjak ke praktikum

berikutnya.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan banyak

terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua dan teman-teman yang telah

memberikan segala dukungan baik moril maupun materil

serta perhatiannya.

2. Dosen pengajar mata kuliah Rekayasa Bahan yang telah

membimbing dan memberikan ilmunya.

3. Asisten yang setia membimbing dan mendampingi dari

mulai praktikum hingga penyelesaian laporan resmi.

Dalam penyusunan laporan resmi ini tentunya masih jauh

dari sempurna baik menyangkut isi maupun bahasa yang

digunakan sehingga tidak menutup kemungkinan bagi penulis

untuk menerima kritik maupun saran yang membangun demi

kesempurnaan. Akhir kata, semoga laporan resmi ini dapat

bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi semua pihak pada

umumnya, semoga laporan ini dapat menambah ilmu

pengetahuan dan membuka wawasan bagi yang membacanya.

Penulis.

xii


xi

DAFTAR ISI

Halaman Judul ..................................................................... i

Halaman Pengesahan ........................................................... v

Abstrak .................................................................................. vi

Abstract .................................................................................. vii

Kata Pengantar ..................................................................... viii

Daftar Isi ............................................................................... xi

Daftar Gambar ..................................................................... xii

Daftar Tabel .......................................................................... xiii

BAB I Pendahuluan ............................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................ 2

1.3 Tujuan ............................................................................... 2

BAB II Dasar Teori .............................................................. 3

2.1 Keramik ............................................................................ 3

2.2 Sifat Material Keramik…………………………………… 4

2.3 Proses Pembuatan Kerami……………………………….. 5

2.4 Kekerasan Bahan ............................................................. 10

BAB III Metodologi Percobaan ........................................... 15

3.1 Peralatan dan Bahan ......................................................... 15

3.2 Prosedur Percobaan .......................................................... 15

BAB IV Analisis Data dan Pembahasan ............................ 19

4.1 Analisis Data .................................................................... 19

4.2 Pembahasan ...................................................................... 24

BAB V Kesimpulan dan Saran ............................................ 25

5.1 Kesimpulan ....................................................................... 25

5.2 Saran ................................................................................. 25

Daftar Pustaka

xii


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Aplikasi Bahan Keramik 3

Gambar 2.2 Pelapisan Keramik Pada Piston 4

Gambar 2.3 Proses Pengolahan Bahan 6

Gambar 2.4 Pembentukan Keramik dengan Teknik Cetak 7

Gambar 2.5 Proses Pengeringan Keramik 8

Gambar 2.6 Proses Pembakaran Keramik 9

Gambar 2.7 Proses Pengglasiran Keramik 10

Gambar 2.8 Skematis Metode Brinell 12

Gambar 4.1 Grafik Standar Deviasi dan Error untuk sampel 25

dengan pemanasan 200°C

Gambar 4.2 Grafik Standar Deviasi dan Error untuk sampel 25


xiv


xv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel Data Hasil pengujian Pantulan 17

Tabel 4.1 Tabel Data Hasil pengujian Pantulan 19

Tabel 4.2 Hasil Uji Kekerasan Metode Pantul 20

Tabel 4.3 Data Hasil Perhitungan Standar Deviasi 24

Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Standar Error 24

xvi


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Keramik berasal dari bahasa Yunani keramikos, yang artinya

adalah sesuatu yang dibakar. Pada mulanya keramik diproduksi

dari mineral lempung yang dikeringkan di bawah sinar matahari

dan dikeraskan dengan pembakaran pada temperatur tinggi.

Keramik adalah suatu bahan organik bukan metal tahan pada suhu

tinggi, karena titik lelehnya (melting point) diatas suhu 2000C.

Perkembangan teknologi material keramik pada saat ini

sangat pesat dan penerapan nya mencakup banyak bidang antara

lain : kebutuhan rumah tangga, industri mekanik, elektronika,

teknologi ruang angkasa, dan lain sebagainya.

Pesat nya perkembangan material keramik ini tidak lain

adalah karena sifat-sifat yang dimiliki oleh struktur keramik

sendiri, sifat-sifat seperti kekerasan dan ketahanan panas dan

listrik secara signifikan lebih tinggi keramik dari pada logam, dan

masih banyak lagi sifat sifat keramik yang membuat material ini

diaplikasikan di berbagai bidang. Misalnya pada bidang otomotif

dimana saat ini keramik banyak digunakan sebagai pelapis panas

dari mesin pembakaran dalam. Hal itu dikarenakan keramik

memiliki sifat yang lebih unggul dari logam dalam hal ketahanan

panas. Tetapi pada material keramik sifat dan struktur dari

keramik bergantung pada bagaimana dia diproses,maka dari itu

pada laporan resmi ini akan dijelaskan mengenai proses dan sifat

dari material keramik itu sendiri.

Makadari itu diperlukan pengetehuan cara pembuatan

keramik yang benar dan pengujian dari sifat yang dimiliki

material keramik tersebut misalnya pengujian kekerasan,

2

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada praktikum rekayasa bahan tentang

bahan keramik kali ini adalah sebagai berikut.

a. Apakah material keramik itu ?

b. Bagaimana proses pembuatan bahan keramik tradisional ?

c. Bagaimana Menentukan harga kekerasan dari bahan

keramik.?

1.3 Tujuan

Tujuan dari praktikum rekayasa bahan tentang bahan

keramik kali ini adalah sebagai berikut.

a. Mengenal bahan keramik.

b. Memahami proses pembuatan bahan keramik tradisional.

c. Menentukan harga kekerasan dari bahan keramik.

3

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Keramik Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah

mengalami proses pembakaran. Kamus dan ensiklopedia tahun

1950-an mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan

teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar,

seperti gerabah, genteng, porselin, dan sebagainya. Tetapi saat ini

tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian

keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan

anorganik yang berbentuk padat.[1]

Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah felspard,

ball clay, kwarsa, kaolin, dan air. Sifat keramik sangat ditentukan

oleh struktur kristal, komposisi kimia dan mineral bawaannya.

Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung ada lingkungan

geologi dimana bahan diperoleh.[1]

Gambar 2.1 Aplikasi Bahan Keramik [2]

Pada gambar ditas dapat dilihat hasil dari aplikasi

penggunaan material keramik, dimana pada gambar tersebut

aplikasi keramik digunakan untuk membuat komponen-

komponen mesin.

http://id.wikipedia.org/wiki/Yunani

http://id.wikipedia.org/wiki/Gerabah

http://id.wikipedia.org/wiki/Genteng

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Porselin&action=edit&redlink=1

4

2.2 Sifat Material Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada

bahan keramik,yaitu:

a. Brittle atau rapuh, keras, dan kaku. Sifat ini dapat

dilihat pada keramik jenis tradisional seperti barang pecah

belah, gelas, kendi, gerabah dan sebagainya, coba

jatuhkan piring yang terbuat dari keramik bandingkan

dengan piring dari logam, pasti keramik mudah pecah,

walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik

tertentu,terutama jenis keramik hasil sintering, dan

campuran sintering antara keramik dengan logam.[3]

b. Tahan terhadap suhu tinggi. Contoh keramik

tradisional yang terdiri dari clay, flint dan feldfar tahan

sampai dengan suhu 1200°c, keramik engineering seperti

keramik oksida mampu tahan sampai dengan suhu

2000°c.[3]

Gambar 2.2 Pelapisan Keramik Pada Piston[4]

Pada gambar ditas ditunjukkan iston yang dilapisi

keramik, yang digunakan untuk lapisan penahan panas.

Dimana pelaisan ini memanfaatkan sifat dari keramik

yaitu tahan terhadap suhu yang tinggi. Karena

sebagaimana kita ketahui suhu pada mesin pembakaran

dalam bisa mencapai rubuan derajat celcius.

5

2.3 Proses Pembuatan Keramik

Ada beberapa tahapan proses yang harus dilakukan untuk

membuat suatu produk keramik sederhana, yaitu:

a. Pengolahan bahan Tujuan pengolahan bahan ini adalah untuk mengolah

bahan baku dari berbagai material yang belum siap pakai

menjadi badan keramik plastis yang telah siap pakai.

Pengolahan bahan dapat dilakukan dengan metode basah

maupun kering, dengan cara manual ataupun masinal.

Didalam pengolahan bahan ini ada proses-proses tertentu

yang harus dilakukan antara lain pengurangan ukuran butir,

penyaringan, pencampuran, pengadukan (mixing), dan

pengurangan kadar air. Pengurangan ukuran butir dapat

dilakukan dengan penumbukan atau penggilingan dengan

ballmill. Penyaringan dimaksudkan untuk memisahkan

material dengan ukuran yang tidak seragam. Ukuran butir

biasanya menggunakan ukuran mesh. Ukuran yang lazim

digunakan adalah 60 – 100 mesh.[5]

Pencampuran dan pengadukan bertujuan untuk

mendapatkan campuran bahan yang homogen atau seragam.

Pengadukan dapat dilakukan dengan cara manual maupun

masinal dengan blunger maupun mixer.[5]

Pengurangan kadar air dilakukan pada proses basah,

dimana hasil campuran bahan yang berwujud lumpur

dilakukan proses lanjutan, yaitu pengentalan untuk

mengurangi jumlah air yang terkandung sehingga menjadi

badan keramik plastis. Proses ini dapat dilakukan dengan

diangin-anginkan diatas meja gips atau dilakukan dengan alat

filterpress.[5]

Tahap terakhir adalah pengulian. Pengulian dimaksudkan

untuk menghomogenkan massa badan tanah liat dan

membebaskan gelembung-gelembung udara yang mungkin

terjebak. Massa badan keramik yang telah diuli, disimpan

dalam wadah tertutup, kemudian diperam agar didapatkan

keplastisan yang maksimal.[5]

6

Gambar 2.3 Proses Pengolahan Bahan [5]

Pada gambar diatas diperlihatkan bahan pembuat keramik

yang sedang diolah ditempatkan didalam wadah berupa

ember.

b. Pembentukan Tahap pembentukan adalah tahap mengubah bongkahan

badan tanah liat plastis menjadi benda-benda yang

dikehendaki. Ada tiga keteknikan utama dalam membentuk

benda keramik yaitu pembentukan tangan langsung

(handbuilding), teknik putar (throwing), dan teknik cetak

(casting).[5]

Dalam membuat keramik dengan teknik pembentukan

tangan langsung, ada beberapa metode yang dikenal selama

ini yaitu teknik pijit (pinching), teknik pilin (coiling), dan

teknik lempeng (slabbing).[5]

Pembentukan dengan teknik putar adalah keteknikan

yang paling mendasar dan merupakan kekhasan dalam

kerajinan keramik. Karena kekhasannya tersebut, sehingga

keteknikan ini menjadi semacam icon dalam bidang keramik.

Dibandingkan dengan keteknikan yang lain, teknik ini

mempunyai tingkat kesulitan yang paling tinggi. Seseorang

tidak begitu saja langsung bisa membuat benda keramik

begitu mencobanya, diperlukan waktu yang tidak sebentar

untuk melatih jari-jari dalam membentuk sebuah benda

keramik. Keramik dibentuk diatas sebuah meja dengan kepala

putaran yang berputar. Benda yang dapat dibuat dengan

keteknikan ini adalah benda-benda yang berbentuk dasar

silinder, misalnya piring, mangkok, vas, guci, dan lain-lain.

7

Alat utama yang digunakan adalah alat putar (meja putar).

Meja putar dapat berupa alat putar manual mapupun alat putar

masinal yang digerakkan dengan listrik.[5]

Sedangkan Untuk pembentukan dengan teknik cetakan

adalah, produk keramik tidak dibentuk secara langsung

dengan tangan, tetapi menggunakan bantuan cetaka atau mold

yang dibuat dari gipsum. Teknik cetak dapat dilakukan

dengan dua cara yaitu cetak padat dan cetak tuang (slip). Pada

teknik cetak padat bahan baku yang digunakan adalah tanah

liat plastis sedangkan pada teknik cetak tuang bahan yang

digunakan berupa badan tanah liat slip atau lumpur.

Keunggulan dari teknik cetak ini adalah benda yang

diproduksi mempunyai bentuk dan ukuran yang sama persis.

Berbeda dengan teknik putar atau pembentukan langsung.

Gambar 2.4 Pembentukan Keramik dengan Teknik Cetak

[6]

Pada gambar diatas diperlhatkan proses pembentukan

keramik dengan teknik cetak, dimana bahan pembuat

keramik yang berbentuk cair dituang kedalam cetakan yang

telah dibuat sebelum nya, contok penerapan teknik cetak

adalah untuk pembuatas vas bunga.

8

c. Pengeringan Setelah benda keramik selesai dibentuk, maka tahap

selanjutnya adalah pengeringan. Tujuan utama dari tahap ini

adalah untuk menghilangkan air plastis yang terikat pada

badan keramik. Ketika badan keramik plastis dikeringkan

akan terjadi tiga proses penting yaitu, air pada lapisan

antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan, menguap,

sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti, kemudian air dalam pori hilang tanpa

terjadi susut, dan air yang terserap pada permukaan partikel

hilang. Tahap-tahap ini menerangkan mengapa harus

dilakukan proses pengeringan secara lambat untuk

menghindari retak atau cracking terlebih pada tahap

pengeringan awal. Proses yang terlalu cepat akan

mengakibatkan keretakan dikarenakan hilangnya air secara

tiba-tiba tanpa diimbangi penataan partikel tanah liat secara

sempurna, yang mengakibatkan penyusutan mendadak.[5]

Untuk menghindari pengeringan yang terlalu cepat, pada

tahap awal benda keramik diangin-anginkan pada suhu

kamar. Setelah tidak terjadi penyusutan, pengeringan dengan

sinar matahari langsung atau mesin pengering dapat

dilakukan. [5]

Gambar 2.5 Proses Pengeringan Keramik [7]

9

Gambar diatas memperlihatkan keramik gerabah yang

sedang di jemur dibawah sinar matahari.

d. Pembakaran Pembakaran merupakan inti dari pembuatan keramik

dimana proses ini mengubah massa yang rapuh menjadi

massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran dilakukan

dalam sebuah tungku atau furnace suhu tinggi. Ada beberapa

parameter yang mempengaruhi hasil pembakaran diantaranya

adalah suhu sintering atau matang, atmosfer tungku, dan tentu

saja mineral yang terlibat. Selama pembakaran, badan

keramik mengalami beberapa reaksi-reaksi penting, hilang

atau muncul fase-fase mineral, dan hilang berat (weight loss).

Secara umum tahap-tahap pembakaran maupun kondisi api

furnace dapat dirinci dalam tabel.[5]

Pembakaran biskuit merupakan tahap yang sangat penting

karena melalui pembakaran ini suatu benda dapat disebut

sebagai keramik. Biskuit (bisque) merupakan suatu istilah

untuk menyebut benda keramik yang telah dibakar pada

kisaran suhu 700 – 10000C. Pembakaran biskuit sudah cukup

membuat suatu benda menjadi kuat, keras, kedap air. Untuk

benda-benda keramik berglasir, pembakaran biskuit

merupakan tahap awal agar benda yang akan diglasir cukup

kuat dan mampu menyerap glasir secara optimal.[5]

Gambar 2.6 Proses Pembakaran Keramik [8]

10

Gambar diatas menggambarkan proses sintering, dimana

material keramik dimasukkan ke dalam furnace

bertemperatur tinggi.

e. Pengglasiran Pengglasiran merupakan tahap yang dilakukan sebelum

dilakukan pembakaran glasir. Benda keramik biskuit dilapisi

glasir dengan cara dicelup, dituang, disemprot, atau dikuas.

Untuk benda-benda kecil-sedang pelapisan glasir dilakukan

dengan cara dicelup dan dituang; untuk benda-benda yang

besar pelapisan dilakukan dengan penyemprotan. Fungsi

glasir pada produk keramik adalah untuk menambah

keindahan, supaya lebih kedap air, dan menambahkan efek-

efek tertentu sesuai keinginan.[5]

Kesemua proses dalam pembuatan keramik akan

menentukan produk yang dihasilkan. Oleh karena itu

kecermatan dalam melakukan tahapan demi tahapan sangat

diperlukan untuk menghasilkan produk yang memuaskan.[5]

Gambar 2.7 Proses Pengglasiran Keramik [5]

Gambar diasts memperlihatkan proses pengglsiran

keramik dengan metode semprot.

11

2.4 Kekerasan Bahan Hardness adalah pengukuran ketahanan dari logam untuk

mencapai deformasi permanen. Dari uraian singkat di atas maka

kekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan

material tersebut terhadap gaya penekanan dari material lain yang

lebih keras. Penekanan tersebut dapat berupa mekanisme

penggoresan (scratching), pantulan ataupun indentasi dari

material keras terhadap suatu permukaan benda uji. Hardness test

jauh lebih simple daripada tensile test dan bersifat tidak

merusak.Karena alasan ini hardness test digunakan di industry

untuk quality control. Berdasarkan mekanisme penekanan

tersebut, dikenal 3 metode uji kekerasan antara lain adalah:[3]

a. Metode gores

Metode ini tidak banyak digunakan dalam dunia

metalurgi dan material lanjut, tetapi sering dipakai dalam

dunia mineralogi. Metode ini dikenalkan oleh Friedrich

Mohs yang membagi kekerasan material di dunia ini

berdasarkan skala (yang kemudian dikenal sebagai skala

Mohs). Skala ini bervariasi dari nilai 1 untuk kekerasan yang

paling rendah, yang dimiliki oleh material talk, hingga skala

10 sebagai nilai kekerasan tertinggi, yang dimiliki oleh intan.

Dalam skala Mohs urutan nilai kekerasan material di dunia

ini diwakili oleh: [3]

1. Talc 6. Orthoclase

2. Gipsum 7. Quartz

3. Calcite 8. Topaz

4. Fluorite 9. Corundum

5. Apatite 10. Diamond (intan)

Prinsip pengujian: bila suatu mineral mampu digores oleh

Orthoclase (no. 6) tetapi tidak mampu digores oleh Apatite

12

(no. 5), maka kekerasan mineral tersebut berada antara 5 dan

6. Berdasarkan hal ini, jelas terlihat bahwa metode ini

memiliki kekurangan utama berupa ketidak akuratan nilai

kekerasan suatu material. Bila kekerasan mineral-mineral

diuji dengan metode lain, ditemukan bahwa nilai-nilainya

berkisar antara 1-9 saja, sedangkan nilai 9-10 memiliki

rentang yang besar.[3]

b. Metode elastik/pantul (rebound)

Dengan metode ini, kekerasan suatu material ditentukan

oleh alat Scleroscope yang mengukur tinggi pantulan suatu

pemukul (hammer) dengan berat tertentu yang dijatuhkan

dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji. Tinggi

pantulan (rebound) yang dihasilkan mewakili kekerasan

benda uji. Semakin tinggi pantulan tersebut, yang

ditunjukkan oleh dial pada alat pengukur, maka kekerasan

benda uji dinilai semakin tinggi.[3]

c. Metode indentasi

Pengujian dengan metode ini dilakukan dengan

penekanan benda uji dengan indentor dengan gaya tekan dan

waktu indentasi yang ditentukan. Kekerasan suatu material

ditentukan oleh dalam ataupun luas area indentasi yang

dihasilkan (tergantung jenis indentor dan jenis pengujian).

Berdasarkan prinsip bekerjanya metode uji kekerasan dengan

cara indentasi dapat diklasifikasikan sebagai berikut: [3]

Metode Brinell

Metode ini diperkenalkan pertama kali oleh J.A.

Brinell pada tahun 1900. Pengujian kekerasan dilakukan

dengan memakai bola baja yang diperkeras (hardened

steel ball) dengan beban dan waktu indentasi tertentu.[3]

13

Metode Vickers

Pada metode ini digunakan indentor intan berbentuk

piramida dengan sudut 136. Prinsip pengujian adalah

sama dengan metode Brinell, walaupun jejak yang

dihasilkan berbentuk bujur sangkar berdiagonal. Panjang

diagonal diukur dengan skala pada mikroskop pengujur

jejak. [3]

Metode Rockwell

Berbeda dengan metode Brinell dan Vickers dimana

kekerasan suatu bahan dinilai dari diameter/diagonal jejak

yang dihasilkan maka metode Rockwell merupakan uji

kekerasan dengan pembacaan langsung (direct-reading).

Metode ini banyak dipakai dalam industry karena

pertimbangan praktis. Variasi dalam beban dan indetor

yang digunakan membuat metode ini memiliki banyak

macamnya. Metode yang paling umum dipakai adalah

Rockwell B (dengan indentor bola baja berdiameter 1/6

inci dan beban 100 kg) dan Rockwell C (dengan indentor

intan dengan beban 150 kg). [3]

14


15

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan dan Bahan Peralatan yang digunakan dalam melaksanakan percobaan ini

adalah sebagai berikut.

a. Semen

b. Pasir

c. Air

d. Gelas ukur

e. Sendok

f. Keramik Genteng

g. Keramik Kaca

h. Keramik Batu Bata

i. Cetakan triplek

j. Kertas Amplas

k. Furnace

3.2 Prosedur Percobaan Prosedur yang dilakukan dalam percobaan ini terdidi dari

beberapa tahap antara lain adalah sebagai berikut adalah sebagai

berikut.

3.2.1 Pembuatan Bahan Keramik

a. Dibuat 8 jenis campuran semen dan pasir masing

masing dengan komposisi semen : pasir sebesar 1:1;

1:2; 1:3; 1:4

b. Ditambahkan campuran semen dan pasir tersebut

dengan air dengan kondisi yang kental. Aduk hingga

rata

c. Dimasukkan campuran dalam cetakan yang telah

disediakan.

d. Dijemur selama 20 jam dalam ruangan selama dan

selama 8 jam diluar ruangan Diusahakan agar kondisi

http://en.wikipedia.org/wiki/Earmuffs

16

lingkungan benar benar kering. Jika campuran telah

kering. Keluarkan dari cetakan.

e. Dipanaskan sampel tersebut dalam furnace dengan

temperatur 200°C dan 400°C selama 5 jam. Jika

pemanasan telah selesai, biarkan dingin secara alami.

Keluarkan sampel dari dalam furnace.

f. Dihaluskan seluruh permukaan sampel dengan

menggosokkan pada kertas ampelas.

3.2.2 Pengujian Kekerasan dengan Metode Gores a. Digores sampel pertama dengan genteng, kaca, batu

bata. Sampel yang tergores mempunyai sifat lebih

lunak dibanding yang lainnya. Catat hasil urutan yang

diperoleh.

b. Dilakukan hal yang sama untuk sampel kedua, ketiga

dan keempat.

c. Diurutkan nilai kekerasan hasil eksperimen anda dari

sifat yang kurang keras sampai yang terkeras

3.2.3 Pengujian Kekerasan dengan MetodePantulan

a. Disiapkan statip pengukuran kekerasan.

b. Dijatuhkan bola diatas permukaan sampel 1. Ukur

tinggi pantulan. Lakukan sebanyak 5 kali percobaan.

Lanjutkan pengukuran yang sama untuk sampel 2, 3

dan 4.

c. Dimasukkan semua data pada tabel 3.1.

d. Dilakukan perhitungan statistik pada seluruh data

(rata-rata, standar deviasi, range, error)

17

Rata-rata =

Keterangan: = rata-rata hitung

xi = nilai sampel ke-i

n = jumlah sampel

Standar deviasi

Keterangan:

= rata-rata hitung

xi = nilai sampel ke-i

n = jumlah sampel

Range

R = xb – xk

Keterangan:

R = Rentang

xb = nilai data tang terbesar

xk = nilai data tang terkecil

Standar Error

√

e. Dilakukan analisa data pada hasil pengukuran diatas

dengan menghubungkan nilai tinggi pantulan dengan

nilai kekerasan sampel dan komposisi campuran awal

bahan keramik tersebut.

18

Tabel 3.1 Tabel Data Hasil pengujian Pantulan

19


19

BAB IV

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Data

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapatkan data

sebagai berikut.

Untuk pengujian kekerasan dengan metode gores, dari

sampel dengan pemanasan 200°C dan 400°C didapatkan hasil

urutan sebagai berikut.

Tabel 4.1 Hasil Uji Kekerasan Metode Gores

Untuk pengujian kekerasan dengan metode pantul, dari sampel

dengan pemanasan 200°C dan 400°C didapatkan hasil urutan

sebagai berikut.

Sampel Kaca Genteng Bata

Suhu

2000C

1:1 Tergores Tergores Tergores

1:2 Tergores Tidak

tergores

Tidak

tergores

1:3 Tergores Tidak

tergores

Tidak

tergores

1:4 Tergores Tergores Tergores

Suhu

4000C

1:1 Tidak

tergores

Tidak

tergores

Tidak

tergores

1:2 Tergores Tidak

tergores

Tidak

tergores

1:3 Tergores Tidak

tergores

Tidak

tergores

1:4 Tergores Tidak

tergores

Tidak

tergores

20

Tabel 4.2 Hasil Uji Kekerasan Metode Pantul

Sampel Hasil

I II III IV V Rata-

Rata

Suhu

2000C

1:1 12cm 12cm 12cm 11cm 12cm 11.8

1:2 14cm 15cm 13cm 14cm 15cm 14.2

1:3 14cm 15cm 15cm 14cm 14cm 14.4

1:4 12cm 11cm 12cm 12cm 13cm 12

Suhu

4000C

1:1 13cm 14cm 14cm 13cm 14cm 13.6

1:2 15cm 13cm 14cm 14cm 15cm 14.2

1:3 11cm 11cm 12cm 12cm 12cm 11.6

1:4 14cm 14cm 14cm 15cm 14cm 14.2

Dihitung Standar Deviasi dengan menggunakan Persamaan

dibawah

Standardeviasi :

1

)(2

n

xx (1)

Keterangan :

n : banyak data

x : tinggipantulan

x : rata-ratatinggipantulan

Untuk sanpel dengan suhu pemanasan 200°C

Untuk perbandingan 1:1

√( ) ( )

( )

( )

√

21


√

√


√( ) ( )

( )

( )

√


√( ) ( )

( )

( )

√



√( ) ( )

( )

( )

√

22


√

√


√( ) ( )

( )

( )

√


√( ) ( )

( )

( )

√

Dihitung Standar Error dengan menggunakan Persamaan dibawah

Standar error

√

Keterangan :

: Standar Deviasi

n : banyak data

23



√ = 0.178


√ = 0.626


√ = 0.268


√ = 0.447

Untuk sampel dengan suhu pemanasan 400°C


√ = 0.268


√ = 0.626


√ = 0.268

24


√ = 0.565

Range:

data max – data min

15 cm – 11 cm

4 cm

Data data hasil perhitungan standar deviasi dan stander error

tersebut jika disajikan dalam bentuk tabel dan grafik adalah

sebagai berikut

Tabel 4.3 Data Hasil Perhitungan Standar Deviasi Sampel 1:1 1:2 1:3 1:4

Suhu 200°C 400°C 200°C 400°C 200°C 400°C 200°C 400°C

Standar

Deviasi

0.6 1.264

Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Standar Error Sampel 1:1 1:2 1:3 1:4

Suhu 200°C 400°C 200°C 400°C 200°C 400°C 200°C 400°C

Standar

Error

0.178 0.268 0.626 0.626 0.268 0.447

25

Gambar 4.1. Grafik Standar Deviasi dan Error untuk sampel


Gambar 4.2. Grafik Standar Deviasi dan Error untuk sampel


0

0.5

1

1.5

1:00 1:01 1:03 1:04

Stan

dar

De

vias

i

Komposisi

Grafik Standar Deviasi Sampel Dengan Pemanasan 200°C

Standar Deviasi

Standar Error

0

0.5

1

1.5

1:00 1:01 1:03 1:04

Stan

dar

De

vias

i

Komposisi

Grafik Standar Deviasi Sampel Dengan Pemanasan 400°C

Standar Deviasi

Standar Error

26

4.2 Pembahasan

Dalam praktikum ini, dibuat empat buah keramik dengan

perbandingan campuran semen danpasir yang berbeda-beda.

Variabel yang diubah adalah jumlah pasir. Perbandingan nya

adalah 1:1 ; 1:2 ; 1:3 ; 1:4.

Pada pengujian pertama menggunakan uji pantul, didapatkan

data bahwa bahan yang keras adalah pada keramik 1:3 yang di

panaskan dengan suhu 200°C, karena nilai rata-rata pantulannya

yang paling tinggi, yaitu sebesar 14.4 cm. Namun hal ini tidak

sesuai dengan teori. Seharusnya nilai perbandingan semen yang

lebih besar cenderung memiliki tingkat kekerasan yang lebih

tinggi. Beberapa faktor yang menyebabkan hal ini adalah kurang

ratanya saat proses pencampuran dan proses pengeringan yang

kurang sempurna (kurang cahaya matahari), selain itu factor lain

adalah karena kurangnya ketelitian praktikan dalam membaca

pantulan dari bola pingpong pada saat uji kekerasan metode

pantul.

Pada pengujian kedua menggunakan uji gores, pada

sampel 1:1 dan 1:4 suhu 2000C merupakan yang paling lemah,

karena tergores oleh kaca, genteng, serta bata. Tetapi seharusnya

pada sampel dengan komposisi 1:1 suhu 2000C tidak tergores

oleh batu bata, dikarenakan secara teoritis sampel ini memiliki

kekerasan yang lebih tinggi dari batu bata, kesalahan tersebut

disebabkan karena kesalahan praktikan dalam memilih sisi

penggoresan dari sampel tersebut, yaitu yang digores adalah sisi

bawah dari sempel dimana sisi bawah adalah sisi dimana terdapat

lebih banyak pasir dikarenakan pasir mengendap ke bawah,

sehingga kurang keras. Sampel dengan hasil uji gores terbaik

adalah sampel 1:1 suhu 4000C sebab tidak tergores oleh kaca,

genteng serta bata, karena sisa air yang masih tertinggal sudah

hilang karena teruapkan dan molekul keramik menjadi lebih padat

sehingga lebih kuat.

Pada pengujian kekerasan dengan metode pantul,

perhitungan standar deviasi menjadi penting, Karena Benda Uji

dibuat beberapa buah dan pengujian dilakkan sebanyak 5 kali,

tentu saja Hasil Uji kekerasan metode pantul masing-masing

27

Benda Uji tersebut berbeda-beda (sedikit atau banyak). Dan

Faktor Perbedaan (Penyimpangan atau Deviasi) ini harus

diperhatikan dalam menghitung kekerasan keramik, karena

semakin Besar Penyimpangan (Standar Deviasi), maka akan

Semakin Kecil Nilai kekerasan keramik yang kita dapat. Dari data

hasil perhitungan yang didapat sampel dengan komposisi 1:4 baik

dengan suhu pemanasan 400 maupun 200, yang berarti sampel

dengan komposisi tersebut memiliki nilai kekerasan yang paling

kecil. Tetapi hasil tersebut tidak sesuai dengan teri dimana secara

teori sampel dengan komposisi pasir yang paling banyak yaitu

sampel 1:4 adalah sampel yang memiliki nilai kekerasan paling

rendah. Hal ini disebabkan karena kesalahan praktikan dalam

membaca pantulan dari bola pingpong pada saat uji kekerasan

metode pantul.

25

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Beberapa hal yang dapat keramik lain adalah sebagai

berikut :

1. Keramik pada umumnya merupakan hasil dari pengolahan

tanah liat menggunakan air sebagai pelarut yang kemudian

dikeringkan dan dibakar dengan suhu tertentu dalam tungku

pembakaran,

2. Komposisi Pembuatan keramik akan mempengaruhi teingkat

kekerasan dari keramik tersebut, hal ini terlihat dari sampel

dengan komposisi 1:1 pada uji gesek cenderung lebih keras

daripada sampel dengan komposisi pasir lebih banyak dari

semen.

3. Suhu pada proses sintering juga mempengaruhi tingkat

kekerasan pada keramik, dimana dapat dilihat pada sampel

dengan suhu sintering 400 cenderung lebih keras dari pada

sampel yang disinterring pada suhu 200°C.

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan setelah melakukan

percobaan sebagai berikut :

1. Sebaiknya disediakan cetakan agar praktikan tidak perlu

membuat cetakan terlebih dahulu.

29

DAFTAR PUSTAKA

[1] Wikipedia. “Keramik”. 2014. Retrieved From

http://id.wikipedia.org/wiki/Keramik diakses pada tanggal

29 November 2014 pukul 22.03.

[2] Ceramtec. “Special Applications in Mechanical

Engineering”. 2014. Retrieved From http:// ceramtec.com diakses pada tanggal 29 November 2014 pukul 22.10.

[3] Dyah S., Doty Dewi R., Lizda J. Mawarini.2011. Modul

Praktikum Rekayasa Bahan.Institut Teknologi Sepuluh

Nopember:Surabaya.

[4] Yenra. “Manufacturing : Ceramic Piston Heads”. 2012.

Retrieved From http://www.yenra.com/engines/pistons

diakses pada tanggal 29 November 2014 pukul 22.30.

[5] Rohmat Sulistya. “Membuat Keramik”. 2007. Retrieved

From http://www.studiokeramik.org/2007_10_01_archive

diakses pada tanggal 29 November 2014 pukul 22.45.

[6] Annonym. “Cara Mencetak Vas Bunga”. Retrieved From

http://keramik88.com/cetakan-keramik/cara-mencetak-vas-

bunga diakses pada tanggal 29 November 2014 pukul

23.03

[7] Foto Antara . “KERAMIK PLERED”. 2010. Retrieved

From

http://www.antarafoto.com/spektrum/v1291545003/kerami

k-plered diakses pada tanggal 29 November 2014 pukul

23.22

[8] Tanteri Ceramic . “Proses Pembuatan Ceramic”. 2012.

Retrieved From

http://www.tantericeramicbali.com/Production-Bali-

Ceramic.php diakses pada tanggal 29 November 2014

pukul 23.30

http://www.ceramtec.com/special-applications-mechanical-engineering/

http://keramik88.com/cetakan-keramik/cara-mencetak-vas-bunga

http://keramik88.com/cetakan-keramik/cara-mencetak-vas-bunga

http://www.antarafoto.com/spektrum/v1291545003/keramik-plered

http://www.antarafoto.com/spektrum/v1291545003/keramik-plered

http://www.tantericeramicbali.com/Production-Bali-Ceramic.php

http://www.tantericeramicbali.com/Production-Bali-Ceramic.php