PENGARUH TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP KARAKTERISASI KERAMIK KAOLIN YANG DIBUAT DENGAN PROSES PRESSURELESS SINTERING

Abstract

Kaolin pada umumnya memiliki kandungan 40-50 wt% Al2O3 dan 50-60 wt% SiO2 sehingga dapat digolongkan sebagai jenis refriktori alumina rendah. Dalam aplikasinya kaolin telah banyak dipakai sebagai bahan bahan porcelain, chinaware, furnace lining, crucible, batu tahan api dan abrasive. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh tekanan kompaksi terhadap karakterisasi keramik kaolin.

pembuatan spesimen dilakukan dengan metode pressureless sintering dengan variasi tekanan (2O ,25, 30, 35, 40, 45 dan 50) MPa dan suhu sintering (1400, 1450 dan 1500) °C. Serbuk kaolin dengan ukuran 325 mesh dibuat spesimen berbentuk silindris (diameter, d=15mm, tebal, t=5 mm) dengan uniaxial-pressing. Spesimen disinter dengan laju pemanasan 5 °C/menit dengan *waktu penahanan selama 60 menit. Pendinginan dilakukan di dalam furnace dengan cara mematikin power furnace sampai suhu kamar. Pada suhu sinter yang sama kenaikan tekanan kompaksi meningkatkan densitas kaolin. Demikian juga untuk setiap tekanan kompaksi dengan naiknya suhu sinter menaikkan densitas kiolin. Densitas diukur dengan metode Archimedes. Densitas tertinggi sebesar (2,57±0,01) gr/cm3 diperoleh pada suhu sinter 1500°C dan tekanan kompaksi 50 Mpa. Kekerasan naik seiring naiknya suhu sinter dan tekanan kompaksi. Pengujian kekerasan Vickers dilakukan dengan beban 153,2N diperoleh harga kekerasan sebesar (8,37±0, 00) Gpa pada spesimen dengan tekanan kompaksii 50 MPa dan suhu sinter 1500°C. Pengujiian fracture toughness pada spesimen dengan tekanan kompaksi 25 MPa dan suhu sinter 1500°c dengan menggunakan Metode Indentasi Kekerasan vickers diperoleh harga fracture toughness sebesar 3.12 MPa.m0,5. Sedangkan dengan menggunakan metode Single -
Edge Notched Beam (SENB) untuk spesimen yang sama diperoleh harga fracture toughness sebesar 0,32±0,004 MPa.m0,5. Penguji kekuatan bending pada spesimen dengan tekanan kompaksi 25 MPA dan suhu sinter 1500°C dengan menggunakan three-point bending test diperoleh hasil sebesar (107,33± 24,80) MPa. Hasil pengamatan struktur mikro dengan menggunakan mikroskop optik menunjukkan bahwa keramik kaolin yang telah mengalami peningkatan compacting dan sintering akan mengalami peningkatan densitas. Sedangkan SEM (Scanning Electron Miiroscopy) dipergunakan untuk pengamatan struktur mikro kaolin yang menunjukkan adanyaporositas. Hasil pengujian XRD pada spesimen menunjukkan adanya strukturnya berbentuk kristal kecuali pada tekanan kompaksi 50 Mpa dengun suhu sinter 1500°C  terjadi perubahan pada struktur kristalnya menjadi amorphous.

Kata kunci: densitas, kekerasan Vickers, metode indentasi kekerasan Vickers, fracture, toughness, pressureIess sinterig, tekanan kompaksi, uni axial-pressing.