laporan penelitian dosen muda -...
TRANSCRIPT
ix
LAPORAN PENELITIAN
DOSEN MUDA
Pengaruh Tekanan Kompaksi dan Suhu Sintering terhadap Sifat Fisis
dan Mekanis Keramik Lumpur Lapindo
Oleh:
Muh Amin, S.T., M.T.
R.M. Bagus Irawan, S.T., M.Si.
DIBIAYAI DIPA KOPERTIS WILAYAH VI
NOMOR: 081/006.2/PP/KT/2009
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN TINGGI
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
FAKULTAS TEKNIK/PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADYAH SEMARANG (UNIMUS)
OKTOBER 2009
BIDANG REKAYASA
i
HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN HASIL
PENELITIAN DOSEN MUDA
1. Judul Penelitian : Pengaruh Tekanan Kompaksi dan Suhu Sintering terhadap
Sifat Fisis dan Mekanis Keramik Lumpur Lapindo
2. Bidang ilmu penelitian : Rekayasa
3. Ketua Peneliti
a. Nama Lengkap : Muh Amin, S.T., M.T.
b. Jenis Kelamin : L
c. NIK : K.1026.0133
d. Pangkat/Golongan : Penata Muda/IIIa
e. Jabatan : Asisten Ahli
f. Fakultas/Jurusan : Teknik / Teknik Mesin
4. Jumlah Tim Peneliti : 1 orang
5. Lokasi Penelitian : Lab. Fak. Teknik Mesin dan Lab. Bahan Teknik UGM
6. Waktu penelitian : 8 bulan
7. Biaya : Rp 9.500.000,00 (Sembilan Juta Lima Ratus Ribu Rupiah)
Semarang, Oktober 2009
Mengetahui,
Dekan FT UNIMUS Ketua Peneliti,
Drs. Samsudi Raharjo, S.T. Muh Amin, S.T., M.T.
NIP. 28.6.1026.028 NIK. K.1026.0133
Menyetujui,
Ketua Lemlit UNIMUS
Dra. Sri Darmawati, M.Si.
NIP. 28.6.1026.040
ii
RINGKASAN
Lumpur Lapindo merupakan suatu limbah yang sangat mengganggu keberadaan
masyarakat setempat dan aplikasi dari lumpur tersebut masih dalam taraf penelitian awal
sehingga nilai jual dari limbah tersebut masih sangat rendah. Agar Lumpur Lapindo dapat
diaplikasikan sebagai material keramik teknik maka harus diketahui terlebih dahulu sifat
fisis dan mekanis yang dimilikinya agar dalam penggunaannya dapat dioptimalkan. Oleh
sebab itu perlu adanya suatu penelitian yang simultan untuk mengetahui sifat fisis dan
mekanis dari keramik Lumpur Lapindo sebelum diaplikasikan di beberapa industri maju.
Menurut hasil penelitian awal yang sudah dilakukan oleh beberapa peneliti bahwa
Lumpur Lapindo dapat dimanfaatkan sebagai bahan keramik dan bahan pengganti semen
untuk pembuatan paving dan beton. Disamping itu Lumpur Lapindo dapat dipergunakan
sebagai material keramik karena memiliki kandungan senyawa-senyawa yang dapat
dimanfaatkan sebagai material pembuatan keramik.
Pemanfaatan Lumpur Lapindo sebagai material keramik masih belum dioptimalkan
penggunaannya dibidang teknik. Hal ini dapat dilihat masih sedikitnya penelitian yang
dilakukan dibidang keramik teknik yang berbahan dasar Lumpur Lapindo. Sehingga perlu
diadakan penelitian lebih lanjut tentang Lumpur Lapindo sebagai material keramik teknik
agar dapat dioptimalkan penggunaannya.
Penelitian ini dilakukan untuk memberikan solusi dalam penanganan limbah
Lumpur Lapindo yang mendesak keberadaan warga setempat dengan memanfaatkan bahan
limbah sebagai pembuatan produk berupa material keramik. Penelitian ini diharapkan
dapat memberikan data tambahan mengenai material baru terutama dibidang keramik
teknik sebagai material refraktori (material tahan terhadap suhu tinggi) yang berasal dari
limbah Lumpur Lapindo (material lokal /Indonesia). Sehingga material lokal tersebut dapat
dioptimalkan dalam penggunaannya.
Pada proses pessureless sintering dengan tekanan kompaksi 100 MPa (pada
pembuatan green body) dengan suhu sinter 8000C diperoleh harga densitas Keramik
Lumpur Lapindo tertinggi yaitu sebesar (2, 417±0,009) gram/cm3. Harga kekerasan
Vickers tertinggi pada Keramik Lumpur Lapindo dengan tekanan kompaksi 100 MPa
dengan suhu sinter 800oC adalah (914,340±92, 06) MPa. Kekuatan bending Keramik
Lumpur Lapindo tertinggi pada tekanan kompaksi 100 MPa dengan suhu sinter 800oC
adalah (30,63±1,77) MPa. Harga fracture toughness Keramik Lumpur Lapindo tertinggi
pada tekanan kompaksi 100 MPa dengan suhu sinter 800oC adalah sebesar (0,424±0,07)
MPa.
iii
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil a’laamin puji syukur kami panjatkan pada Alloh SWT atas
limpahan nikmat yang diberikan pada kita sehingga dalam waktu yang relative singkat ini
kami akhirnya dapat menyelesaikan program DIKTI dalam hal penelitian dosen muda
dengan judul “Pengaruh Tekanan Kompaksi dan Suhu Sintering terhadap Sifat Fisis dan
Mekanis Lumpur Lapindo”.
Ucapan terimakasih kami ucapkan pada pihak-pihak terkait mulai dari rekan-rekan
yang telah rela menyumbangkan ide, pihak Laboran Teknik Mesin Unimus dan Teknik
Bahan UGM yang telah menyediakan sarana dan prasarana pengujian material, pihak
Lemlit Unimus yang telah memberikan kesempatan untuk melakukan penelitian ini dan
juga pihak Direktorat Jenderal Perguruan Tinggi (Departemen Pendidikan Nasional) yang
telah rela memberikan anggaran untuk melakukan penelitian ini.
Hasil dari penelitian ini kami harapkan dapat menyumbangkan data dalam
khasanah keilmuan khususnya dibidang material teknik. Disamping itu dapat ditindak
lanjuti untuk penerapan aplikasi pemanfaatan Lumpur lapindo sebagai material teknik
khususnya material keramik.
Kami menyadari bahwa hasil dari penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan
maka dari itu kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan.
Semarang, Oktober 2009
Peneliti
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ...................................……….................................. i
A. LAPORAN HASIL PENELITIAN
RINGKASAN ……................................................…………................................. ii
PRAKATA ..........................................……........………........................................ iii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ...........................................……............................................... vi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN .........................……........................................................ viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ………………………………………………………... 1
1.2. Rumusan Masalah …………………………………………………….. 1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka ………………………………….………………….. 3
2.2. Landasan Teori ………………………………………………………. 3
2.2.1. Tekanan kompaksi ………………………………………………… 4
2.2.2. Uniaxial Pressing ………………………………………………… 5
2.2.3. Uji Bending ………………………………………………………… 5
2.2.4. Uji Densitas ……………………………………..…………………. 6
2.2.5. Uji Kekerasan ……………………………………………………… 6
2.2.6. . Metode Indentasi untuk mengukur KIC ……….……………….. 7
2.2.7. Uji Fracture Toughness ( K1C ) dengan SENB…………………. 8
2.2.8. Uji Bending ………………………………………….………………. 8
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1. Tujuan Penelitian ………………..……………………………………. 10
3.2. Manfaat Penelitian ……………………….…………………………… 10
BAB IV METODE PENELITIAN
4.1. Bahan penelitian ………………………………………………………. 11
4.2. Alat Penelitian …………………………………………………………. 11
4.3. Cara Penelitian ………………………………………………………… 11
4.3.1. Persiapan Penelitian ………………..…………………………. 11
v
4.3.2. Pelaksanaan Penelitian ………..……………………………….. 13
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. Uji Komposisi Kimia ……………….…………………………………... 15
5.2. Pengujian Densitasl ……………….…………………………………….. 15
5.3. Pengujian Kekerasan ……………….…………………………………. 17
5.4. Pengamatan Struktur Mikro ……..…………………………………….. 17
5.5. Pengujian Fracture Toughness dengan Metode Indentasi Kekerasan .… 18
5.6. Pengujian Fracture Toughness dengan Metode SENB ………………… 19
5.7. Pengujian Kekuatan Bending ………………………………………….. 21
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6. 2. Saran ………………………………………………………………….. 23
6. 1. Kesimpulan ………………………………………….………………… 23
DAFTAR PUSTAKA ...........................................……......................................... 24
LAMPIRAN ....................................... ................................................................... 26
B. DRAF ARTIKEL ILMIAH………………………………………………….. 31
C. SINOPSIS PENELITIAN LANJUTAN ......................................................... 38
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Variasi pengujian dan jumlah specimen ……………………………….. 14
Tabel 5.1. Hasil uji komposisi kimia ……………………………………………… 15
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Hubungan tekanan kompaksi dengan densitas dari serbuk yang
dikompaksi (McEntire dan Norton, 1991) ……………………….. 4
Gambar 2.2. Tahapan kompaksi partikel (German,1994) …………….......………………. 4
Gambar 2.3. Skema sebuah uniaxial pressing………………………………………………….. 5
Gambar 2.4. Pertumbuhan butir pada tahap sintering (a) initial stage (b) intermediate
stage (c) final stage (d) fracture surface (German, 1991) ………………… 6
Gambar 2.5. Bentuk pengujian Vickers …………………………………………………… 6
Gambar 2.6. Median crack …………………………...................………………………… 7
Gambar 2.7. Palmqvist crack ……………………………………………………… 7
Gambar 2. 8. Skema pengujian fracture toughness dengan metode Single-Edge
Notched Beam (SENB) ……………………………………………… 8
Gambar 2.9. Skema pengujian three- point bending JIS R 1601 …………...…………….. 9
Gambar 4. 1. Cetakan spesimen silindris ………………………………………………….. 12
Gambar 4. 2. Bentuk spesimen silindris …………………………………………………... 12
Gambar 4. 3. Cetakan spesimen balok …………………………………………………….. 12
Gambar 4. 4. Bentuk spesimen untuk pengujian Kekuatan Bending ……………………… 12
Gambar 4. 5. Bentuk spesimen untuk pengujian fracture toughnes dengan Metode SENB 12
Gambar 5.1. Hasil pengujian densitas …………………………………………….. 15
Gambar 5.2 Keramik Lumpur Lapindo mengalami melting point ………………………... 17
Gambar 5.3 Hasil pengujian kekerasan Vickers …………………………………... 17
Gambar 5.4. Foto struktur mikro Keramik Lumpur Lapindo ……………………... 18
Gambar 5.5. Bentuk Injakan Vickers Hadrness………………...………………… 19
Gambar 5.6. Hasil pengujian KIC dengan metode SENB …………………………. 20
Gambar 5.7. Bekas Injakan Vickers Hardness ……………………………………. 20
Gambar 5.8. Perpanjangan Crack ............................................................................. 21
Gambar 5.9. Foto permukaan patah dari specimen ……………………………….. 21
Gambar 5.10. Hasil pengujian kekuatan bending …………………………………. 22
Gambar 5. 11. Foto permukaan patah spesimen akibat uji kekuatan bending ......... 22
viii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 BIODATA PENELITI ................................................................... 26
LAMPIRAN 2 BAHAN DAN ALAT PENGUJIAN ..………..…………………. 29
LAMPIRAN 3 ARTIKEL ILMIAH ……………………………..……………….. 30
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Limbah yang ditimbulkan akibat semburan lumpur panas di Kecamatan Porong,
Kabupaten Sidoarjo yang selanjutnya disebut sebagai Lumpur Lapindo berlangsung sejak
29 Mei 2006 lalu sangat melimpah sehingga sangat meresahkan masyarakat sekitar jika
limbah tersebut tidak dikelola dengan baik. Menurut hasil penelitian awal yang sudah
dilakukan oleh beberapa peneliti bahwa Lumpur Lapindo dapat dimanfaatkan sebagai
bahan keramik dan bahan pengganti semen untuk pembuatan paving dan beton (Diah N,
2007).
Material limbah (lumpur) yang berasal dari Porong (Lumpur Lapindo) ini memiliki
kandungan senyawa-senyawa (SiO2= 57, 14 %; NaCl= 11,68 %; FeSi= 9,15 %; Al2O3=
9,09 %; CaAlF5= 4,5 % dan Mg3SiO3(OH)4= 8,44 %) sehingga dapat berpotensi sebagai
material pembuat keramik (Aristianto,2006). Lumpur Lapindo ini dapat dipergunakan
sebagai material keramik karena memiliki kandungan senyawa-senyawa yang dapat
dimanfaatkan sebagai material pembuatan keramik, (Lily P, 2006).
Keramik merupakan salah satu jenis material teknik yang terus menerus
dikembangkan, yang merupakan prospek cerah dalam pengembangan dibidang teknik.
Produk keramik telah banyak diaplikasikan dibidang teknik terutama dipermesinan seperti:
alat potong, nosel, katup, turbin, ball bearing (Barsoum, 1997). Keunggulan keramik
secara umum adalah titik cair tinggi, tahan terhadap temperatur tinggi, tahan terhadap
gesekan, tahan korosi, daya hantar panas rendah, densitas relatif rendah dan koefisien muai
panas rendah (Barsoum, 1997). Namun demikian, keramik juga mempunyai kelemahan
yaitu bersifat getas (brittle) (Green, 1998) dan ketangguhan retak (fracture toughness)
yang rendah (Chawla, 1993).
Pemanfaatan Lumpur Lapindo sebagai material keramik masih belum dioptimalkan
penggunaannya dibidang teknik. Hal ini dapat dilihat masih sedikitnya penelitian yang
dilakukan dibidang keramik teknik yang berbahan dasar Lumpur Lapindo. Sehingga perlu
diadakan penelitian lebih lanjut tentang Lumpur Lapindo sebagai material keramik teknik
agar dapat dioptimalkan penggunaannya.
1.2. Rumusan Masalah
Perkembangan material keramik di Indonesia masih sangat sedikit hal ini terbukti
dengan masih sedikitnya penelitian di bidang keramik, apalagi keramik yang berbahan
2
dasar dari Lumpur Lapindo. Lumpur Lapindo merupakan suatu limbah yang sangat
mengganggu keberadaan masyarakat setempat dan aplikasi dari lumpur tersebut masih
dalam taraf penelitian awal sehingga nilai jual dari limbah tersebut masih sangat rendah.
Agar Lumpur Lapindo dapat diaplikasikan sebagai material keramik teknik maka harus
diketahui terlebih dahulu sifat fisis dan mekanis yang dimilikinya agar dalam
penggunaannya dapat dioptimalkan. Oleh sebab itu perlu adanya suatu penelitian yang
simultan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis dari keramik Lumpur Lapindo sebelum
diaplikasikan di beberapa industri maju.
Pada penelitian ini ada hipotesis yang akan diuji yaitu dengan adanya penambahan
tekanan kompaksi dan suhu sintering dalam pembuatan green body yang dilanjutkan
dengan proses Pressureless Sintering dapat meningkatkan kekerasan Keramik Lumpur
Porong sedangkan harga densitas dan fracture toughness juga akan meningkat tetapi akan
diikuti penurunan jika sudah melewati batas suhu optimum.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka
Penelitian yang dilakukan oleh TIM Institut Teknologi Sepuluh November (ITS)
Surabaya menyimpulkan bahwa material Lumpur Lapindo yang berasal dari Kecamatan
Porong, Kabupaten Sidoarjo ini mengandung senyawa-senyawa (SiO2= 57, 14 %; NaCl=
11,68 %; FeSi= 9,15 %; Al2O3= 9,09 %; CaAlF5= 4,5 % dan Mg3SiO3(OH)4= 8,44 %)
(Aristianto, 2006) yang dapat dimanfaatkan untuk pembuatan keramik (Diah N, 2007).
Hasil penelitian yang dilakukan oleh (Aristianto, 2006) menunjukkan bahwa Kekuatan
Bending dari material keramik dari Lumpur Lapindo adalah sebesar 3,81 MPa.
Lumpur Lapindo memiliki kandungan senyawa yang sama dengan fly ash (limbah
dari hasil pembakaran batu bara) (Januarti J. E, 2007). Cheng, dkk (2002) melakukan
penelitian tentang glass ceramics dari fly ash dengan menggunakan tekanan kompaksi
sebesar 150 MPa pada spesimen dengan ukuran (4x1,5x0,7) cm. Sintering dilakukan
dengan variasi suhu (850, 900, 950, 1000 dan 1050)oC dengan holding time selama 2 jam,
setelah itu didinginkan pada temperatur ruang. Hasil dari pengujian menunjukkan kekuatan
bending maksimum dicapai pada suhu (850-900)oC.
Cheng dan Chen (2004) meneliti karakterisasi glass-ceramics dari fly ash dengan
ukuran partikel (0,2-500) µm yang dicetak dengan ukuran (4x1,5x0,7) cm dengan tekanan
kompaksi sebesar 118 MPa. Sintering dilakukan dengan divariasi suhu (850, 900, 950,
1000 dan 1050)oC dengan holding time selama 2 jam. Pada suhu 850
oC dan 900
oC terjadi
peningkatan laju pengintian dan pertumbuhan kristal. Sedangkan suhu diatas 1000oC,
porositas dan laju penyerapan air terjadi penurunan yang signifikan sehingga density dan
compressive strength terjadi peningkatan.
2.2. Landasan Teori
Keramik adalah bahan padat anorganik yang bukan logam (Surdia dan Saito,
1985). Keramik diturunkan dari kata Keramos, kata Yunani untuk barang tembikar dari
lempung (clay) atau perabotan yang terbuat dari lempung dan dibakar (Somiya, 1989).
Menurut Van Vlack (1985) keramik adalah bahan non-organik yang tersusun dari unsur
logam dan bukan logam, daya tahan terhadap slip umumnya lebih baik, sehingga keramik
lebih keras dan selalu kurang ulet dibandingkan bahan logam atau polymer.
Material keramik secara umum memiliki sifat yang sangat baik seperti: titik lebur
yang tinggi, kekuatan yang baik pada temperatur tinggi, Young’s modulus yang tinggi,
4
ketahanan aus atau gesek yang baik, ketahanan korosi yang baik, konduktifitas panas yang
relatif rendah, muai panas yang relatif rendah, dan densitasnya relatif rendah.
2.2.1. Tekanan kompaksi
Kenaikan tekanan kompaksi dapat menurunkan porositas dari green body. Jika
green body tersebut disinter dapat meningkat densitasnya karena dengan kenaikan tekanan
kompaksi yang semakin tinggi hubungan luasan antar partikel akan menjadi lebih besar,
hal ini disebabkan void –nya terdesak hingga berkurang (German, 1994). Pada Gambar 2.1
menunjukkan pengaruh tekanan kompaksi terhadap densitas dari serbuk yang telah
mengalami proses compacting.
Tekanan kompaksi
Gambar 2.1. Hubungan tekanan kompaksi dengan densitas dari serbuk
yang dikompaksi (McEntire dan Norton, 1991).
Rearrangement deformasi
Peningkatan tekanan kompaksi
Gambar 2.2. Tahapan kompaksi partikel (German,1994)
Tahapan dari proses compacting partikel yaitu tahap pertama terjadi rearrangement
partikel, tahap kedua terjadi deformasi elastis, dengan porositas yang semakin kecil, tahap
ketiga terjadi deformasi plastis, disertai kenaikan densitas, seperti pada Gambar 2.2
(German,1994).
Jika pada tahapan ini tekanan kompaksi yang diberikan dipertahankan (konstan)
akan mengakibatkan aglomerate akan membesar sehingga porositasnya hilang (McEntire
dan Norton, 1991)
Den
sita
s
5
2.2.2. Uniaxial Pressing
Keramik teknik pada umumnya dibuat dari partikel-partikel halus yang dibentuk dengan
proses penekanan partikel tersebut secara uniaxial-pressing atau isostatic pressing.
F
F
Gambar 2.3. Skema sebuah uniaxial pressing
Uniaxial pressing dilakukan dengan cara menekan powder di dalam die dengan
menggunakan tekanan satu arah axial menggunakan plunger atau piston seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.3. Penekanan dapat dilakukan dengan cara mekanis atau
hidrolis. Hasil dari compacting ini disebut green compact.
2.2.3. Sintering
Sintering yaitu memanaskan green body di dalam furnace (dapur pemanas) pada
temperatur 2/3 dari titik cairnya supaya partikel halus tersebut beraglomerasi menjadi
bahan padat. Kebanyakan bahan keramik dibuat dengan cara sintering dan tahapan dalam
sintering mengacu pada urutan perubahan secara fisik yang terjadi ketika partikel-partikel
saling mengikat dan porositasnya menurun (Djaprie, 1998).
Tahap-tahap sintering dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu tahap pertama (initial
stage) terjadi rearrangement dan neck formation, tahap kedua (intermediate stage) terjadi
neck growth, grain growth dan pore-phase continuous, dan tahap terakhir atau tahap ketiga
(final stage) terjadi much grain growth, discountinuous pore-phase, grain boundary dan
pores eliminated (German, 1991)
Peningkatan suhu sintering merupakan pemicu berkembangnya grain growth pada
green body yang mengalami proses sintering. Disamping itu juga pengaruh holding time
pada waktu sintering. Pada Gambar 2.4 terlihat bahwa pada holding time yang lebih lama
punch
die
powder
punch
6
akan terbentuk grain yang besar karena grain-grain yang berdekatan akan saling
membentuk contact area yang lebih besar (Barsoum, 1997). Sedangkan kekuatan
bendingnya akan menurun karena jumlah shear antar contact area dari grain akan turun
(German ,1994).
Gambar 2.4. Pertumbuhan butir pada tahap sintering (a) initial stage (b) intermediate stage
(c) final stage (d) fracture surface (German, 1991).
2.2.4. Uji Densitas
Densitas aktual spesimen diukur dengan menggunakan Teori Archimedes
(Barsoum, 1997 ) :
fluida
fluidaudara
udaraactual x
WW
Wρρ
−= (2.1)
Dimana :
ρactual = densitas (gr/cm3) Wfluida = berat dalam fluida (gr)
Wudara = berat di udara (gr) ρfluida = densitas fluida (gr/cm3)
2.2.5. Uji Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan dengan metode Vickers seperti pada Gambar 2.5.
P
Alat uji Vickers sudut indentor 1360
Spesimen d
Gambar 2.5. Bentuk pengujian Vickers
Angka kekerasan Vickers dapat ditentukan dengan persamaan berikut :
7
28544,1
d
PHV = (2.2)
Dimana :
Hv = angka kekerasan Vickers (MPa)
P = pembebanan (N)
d = diagonal rata-rata akibat pembebanan Vickers (mm)
2.2.6. . Metode Indentasi untuk mengukur KIC
Hasil dari pengujian kekerasan Vickers dan pengamatan panjang retak yang
terjadi pada ujung-ujung bekas Vickers Hardness dapat dipakai untuk mencari harga
fracture toughness (KIC) spesimen (Barsoum, 1997).
Ada 2 macam bentuk crack, yaitu:
1. Median crack
crack
l d Setelah dipolis
dipolis
Gambar 2.6. Median crack
2. Palmqvist crack
Setelah dipolis
Dipolis
Gambar 2.7. Palmqvist crack
Harga KIC dapat dicari dengan menggunakan persamaan Shetty untuk crack jenis palmqvist
sebagai berikut: (Roger, 1987)
8
5,0
4
.0889,0
=
xl
PHvK IC (2.3)
Dimana:
Hv = Harga kekerasan Vickers (MPa)
P = Gaya pembebanan pada pengujian Vickers (N)
l = Panjang crack (mm)
2.2.7. Uji Fracture Toughness ( K1C ) dengan SENB
Pengujian Fracture Toughness (K1C) bertujuan untuk mengetahui ketangguhan
terhadap retak pada spesimen (Barsoum, 1997). Metode yang dipergunakan adalah Single-
Edge Notched Beam (SENB) seperti pada Gambar 2.8.
Ffail / 2 Ffail / 2
S2
c
B
S1
Ffail / 2 Ffail / 2
Gambar 2. 8. Skema pengujian fracture toughness dengan metode
Single-Edge Notched Beam (SENB).
Hasil pengujian fracture toughness ( K1C ) tersebut dihitung dengan persamaan (Barsoum,
1997).
−=
2
21
5,0
..2
.)(.3
WB
FSScK
fail
IC
ζ (2.4)
Dimana :
K1C = fracture toughness (MPa. m0,5
) S2 = jarak antar gaya tekan (m)
ξ = faktor kalibrasi B = lebar spesimen (mm)
c = panjang retak (m) W = tinggi spesimen (mm)
S1 = jarak antar tumpuan (m)
2.2.8. Uji Bending
Untuk mengetahui kekuatan terhadap beban bending, dilakukan pengujian bending.
Pengujian dilakukan dengan metode three-point bending (Somiya, 1989) dengan standard
pengujian JIS R 1601 (Gambar 2.9).
W
9
Ffail
B
L
Ffail / 2 Ffail / 2
Gambar 2.9. Skema pengujian three- point bending JIS R 1601
Hasil pengujian three-point bending dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut :
)2
1..(.
2
1failFLM = (2.5)
3..12
1WBI = (2.6)
22
..3.
BW
FL
I
yM fail
MOR ==σ (2.7)
Dimana :
Ffail = gaya tekan (N) W = tinggi spesimen (mm)
I = momen inersia (mm4) σMOR = modulus of rupture (MPa)
y = W / 2 (mm) M = momen (N. mm)
B = lebar spesimen (mm) L = jarak antara dua tumpuan (mm)
W
10
BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
a. Memanfaatkan limbah Lumpur Lapindo sebagai bahan keramik.
b. Meneliti pengaruh tekanan kompaksi dan suhu sintering terhadap densitas, kekerasan,
kekuatan bending dan fracture toughness dari Keramik Lumpur Lapindo.
c. Meneliti pengaruh tekanan kompaksi terhadap struktur mikro dari Keramik Lumpur
Lapindo.
3.2. Manfaat Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk memberikan solusi dalam penanganan limbah
Lumpur Lapindo yang mendesak keberadaan warga setempat dengan memanfaatkan bahan
limbah sebagai pembuatan produk berupa material keramik.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan data tambahan mengenai material baru
terutama dibidang keramik teknik sebagai material refraktori (material tahan terhadap suhu
tinggi) yang berasal dari limbah Lumpur Lapindo (material lokal /Indonesia). Sehingga
material lokal tersebut dapat dioptimalkan dalam penggunaannya.
11
BAB IV
METODE PENELITIAN
4.1. Bahan penelitian
Bahan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
• Lumpur Lapindo yaitu bahan lumpur dari semburan lumpur panas di Kecamatan Porong,
Kabupaten Sidoarjo dengan ukuran partikel rata-rata 325 mesh (45 �m).
• Resin untuk mounting spesimen.
• Kertas ampelas (ukuran 120, 220, 400, 600, 800 dan 1000) untuk menghaluskan
permukaan spesimen.
4.2. Alat Penelitian
Perlatan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah:
� Timbangan digital (Sartorius Type LC 1201 S) digunakan untuk menimbang serbuk
Lumpur Lapindo dan untuk pengujian densitas keramik Lumpur Lapindo.
� Cetakan (bentuk silindris) digunakan untuk pembuatan spesimen uji densitas dan
kekerasan.
� Cetakan (bentuk balok) dipergunakan untuk pembuatan spesimen uji kekuatan bending
dan fracture toughness.
� Mesin tekan (Tarno Grocki type UPHG20 Japan) digunakan untuk penekan (press)
dalam pembuatan green body.
� Dapur pemanas digunakan untuk proses sintering.
� Alat uji kekerasan Vickers (Hardness Tester type 38505) digunakan untuk pengujian
kekerasan.
� Microskop optik (Olympus Japan) digunakan untuk pengamatan struktur mikro,
menentukan panjang diagonal Injakan Vickers dan bentuk permukaan patah.
4.3. Cara Penelitian
4.3.1. Persiapan Penelitian
Pada persiapan penelitian dilakukan:
o Mempersiapkan bahan uji berupa Lumpur Lapindo
o Pembuatan cetakan spesimen (silindris dan balok) seperti pada Gambar 4.1 dan 4.2.
o Mempersiapkan kertas ampelas (ukuran 120, 220, 400, 600, 800 dan 1000).
o Menyediakan resin untuk mounting spesimen.
12
punch
die serbuk Lumpur
punch
F
F
punch
serbuk
punch
F
F
retak awal
(Somiya, 1991)
Gambar 4. 1. Cetakan spesimen silindris
Gambar 4. 2. Bentuk spesimen silindris
Gambar 4. 3. Cetakan spesimen balok
Gambar 4. 4. Bentuk spesimen untuk pengujian Kekuatan Bending
Gambar 4. 5. Bentuk spesimen untuk pengujian fracture toughnes dengan Metode SENB
15 mm
15 mm
8 mm
10 mm
40 mm
8 mm
10 mm 40 mm
3 mm
20 mm
13
Suhu sintering (800, 900 dan 1000)oC Sintering (temperatur terbaik)
Mulai
Spesimen balok (10x8x40) mm3
Uji komposisi kimia
Meshing Serbuk Lumpur Lapindo (ukuran partikel 325 mesh)
Spesimen silindris (d=15 mm dan t=5 mm
Cetak spesimen dengan uniaxial-pressing dengan variasi tekanan kompaksi (100, 110 dan 120) MPa
Uji Bending dan Fracture Toughness dengan SENB
Pengamatan permukaan patah
Uji densitas
Tentukan temperatur terbaik
Uji kekerasan Vickers
Spesimen di-mounting didalam resin
Polishing
Pengamatan struktur mikro (Microscope Optic)
Analisis/Pembahasan
Kesimpulan
Selesai
4.3.2. Pelaksanaan Penelitian
Kegiatan penelitian dilaksanakan sesuai dengan diagram alir pada gambar 4.6,
dengan mempersiapkan serbuk Lumpur Lapindo dengan ukuran rata-rata partikel 325
mesh. Pembuatan sepesimen pertama kali dilakukan dengan pembuatan green body dengan
uniaxial pressing pada sebuah cetakan dan selanjutnya dilakukan proses pressureless
sintering. Tetapi sebelum dilakukan proses sintering terlebih dahulu dilakukan percobaan
pendahuluan untuk mendapatkan specimen pada sintering yang tepat.
Gambar 4.6 Diagram alir penelitian
14
Variasi spesimen pada penelitian ini yaitu seperti terlihat pada Tabel 4.1 berikut:
Spesimen Uji KIC
(Balok)
Spesimen Uji
Bending (Balok)
800 900 1000Temperatur
terbaik
Temperatur
terbaik
100 6 6 6 6 6 30
110 6 6 6 6 6 30
120 6 6 6 6 6 30
90
Jumlah
Spesimen Uji Densitas dan
Kekerasan Vickers (Silindris)Tekanan
Kompaksi
(MPa)
Total Spesimen
Temperatur Sintering (oC )
Tabel 4.1 Variasi pengujian dan jumlah spesimen
15
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. Uji Komposisi Kimia
Hasil uji komposisi kimia pada Tabel 5.1 adalah sebagai berikut:
Unsur SiO2 Al2O3 FeSi CaAlF5 Mg3SiO3(OH)4 NaCl H2O-
HD
%Berat 58,21 9,10 9,34 4,6 8,49 12,11 1,80 12,94
Tabel 5.1. Hasil uji komposisi kimia
Unsur utama yang sangat berpotensial dalam pembuatan keramik dari Lumpur Lapindo
adalah SiO2 sebesar 58, 21 % dan Al2O3 sebesar 9, 10 %.
5.2. Pengujian Densitasl
Pengujian densitas dilakukan dengan menggunakan teori Archimedes yaitu dengan
cara menimbang spesimen di udara (Wudara) dan di air (Wfluida). Dari penimbangan
spesimen di dalam air akan diperoleh pengurangan berat sebesar berat air yang
dipindahkan oleh spesimen tersebut. Dengan menggunakan persamaan (2.1) akan
diperoleh densitas aktual dari kaolin tersebut. Hasil pengujian densitas ditunjukkan pada
Gambar 5.1.
Gambar 5.1. Hasil pengujian densitas
Gambar 5.1 menunjukkan bahwa dengan kenaikan tekanan kompaksi akan
menurunkan harga densitas dari Keramik Lumpur Lapindo tersebut. Pada dasarnya dengan
kenaikan tekanan kompaksi yang lebih tinggi mengakibatkan porositas dari green body
semakin kecil sehingga void yang terjadi setelah disinter juga kecil yang mengakibatkan
DENSITAS
2.200
2.250
2.300
2.350
2.400
2.450
90 100 110 120 130
Tekanan Kompaksi (MPa)
De
ns
itas
(g
r/c
m3
)
Sint ering = 800oC Sinter ing = 900oC Sint er ing = 1000oC
DENSITAS
2.200
2.250
2.300
2.350
2.400
2.450
700 800 900 1000 1100
Suhu Sint ering (oC)
Tekanan=100 MPa Tekanan=110 MPa Tekanan=120 MPa
16
porositas akan turun sehingga densitasnya akan mengalami kenaikan. Akan tetapi apabila
tekanan kompaksinya dinaikkan terus maka akan terjadi kerusakan mikro yang
mengakibatkan turunnya harga densitas.
Demikian juga dengan peningkatan suhu sinter mengakibatkan densitas Keramik
Lumpur Lapindo terjadi penurunan apabila sudah mulai melting karena porositasnya
terjadi penambahan. Akan tetapi apabila kenaikan suhu sintering dilakukukan sebelum
mendekati temperature melting maka akan terjadi kenaikan harga densitas. Efek dari
peningkatan suhu sintering pada proses sintering adalah terjadinya penurunan porositas
(German, 1991).
Diantara suhu sintering tersebut nampak bahwa suhu sintering 800oC memberikan
harga densitas tertinggi untuk masing-masing tekanan kompaksi. Pada suhu sintering (900
– 1000)oC untuk tekanan kompaksi antara 100 MPa, 110 MPa dan 120 MPa terjadi
penurunan densitas. Hal ini disebabkan pada tekanan kompaksi 100 MPa, 110 MPa dan
120 MPa kemungkinan sudah memasuki intermediate stage bahkan final stage pada proses
sintering. Pada intermediate stage terjadi penurunan porositas yang sangat besar
(German,1991). Sedangkan densitas tertinggi dicapai pada tekanan kompaksi 100 MPa
dengan suhu sintering 800oC yaitu sebesar (2, 417±0,009) gr/cm
3.
Keramik Lumpur Lapindo meskipun memiliki kandungan yang sama dengan fly
ash (Januarti J. E., 2007) tetapi apabila dibuat bentuk keramik memiliki sifat yang tidak
sama terutama dalam hal tekanan kompaksi. Dalam penelitian Januarti J. E. (2007) tentang
glass ceramics dari fly ash dengan menggunakan tekanan kompaksi sebesar 150 MPa
menunjukkan harga yang terbaik sedangkan pada kermik Lumpur Lapindo pada tekanan
110 sudah mengalami penurunan. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 5.1 yang
menunjukkan terjadinya penurunan harga densitas pada tekanan (110 – 120) MPa.
Jika hasil penelitian ini dibandingkan dengan hasil yang diperoleh dari Chen dan
Tuan (2004) yang meneliti karakterisasi glass-ceramics dari fly ash dengan ukuran partikel
(0,2-500) µm yang dicetak dengan ukuran (4x1,5x0,7) cm dengan tekanan kompaksi
sebesar 118 MPa. Pada suhu 850oC dan 900
oC terjadi peningkatan laju pengintian dan
pertumbuhan kristal. Sedangkan suhu diatas 1000oC, porositas dan laju penyerapan air
terjadi penurunan yang signifikan sehingga density dan compressive strength terjadi
peningkatan. Hal ini tidak dialami oleh Keramik Lumpur Lapindo karena pada suhu
sintering 1200oC Keramik Lumpur Lapindo sudah mengalami melting seperti pada
Gambar 5.2 sedangkan suhu sintering terbaik dicapai pada suhu sintering 800oC dengan
ditandainya harga densitas yang tertinggi.
17
Gambar 5.2 Keramik Lumpur Lapindo mengalami melting point
5.3. Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan pada spesimen yang disinter pada suhu sinter
8000C, 900
0C dan 1000
0C yang sebelumnya di-mounting dalam resin untuk memudahkan
sewaktu pemolesan dan pengujian kekerasan. Pengujian kekerasan dilakukan dengan
beban 153, 2 N menggunakan mesin uji kekerasan makro. Kedua diagonal injakan
indentor Vickers diamati dengan menggunakan mikroskop optik. Harga kekerasan Vickers
dihitung dengan menggunakan persamaan (2.2) dan hasilnya ditampilkan pada Gambar
5.3.
KEKER A SA N
300
400
500
600
700
800
900
1000
95 100 105 110 115 120 125
Tekanan Kompaksi (MPa)
HV
(M
Pa)
Sinter ing=800oC Sint er ing=900oC Sint er ing=1000oC
Gambar 5.3 Hasil pengujian kekerasan Vickers
Dari Gambar 5.3 terlihat bahwa peningkatan tekanan kompaksi akan
mengakibatkan penurunan kekerasan kaolin. Hal ini disebabkan dengan peningkatan
tekanan kompaksi pada fase final stage pada proses sintering mengakibatkan porositas
akan bertambah, demikian juga setelah disinter. Akan tetapi dengan meningkatnya suhu
sintering pada fase sebelum final stage akan mengakibatkan kekerasan semakin tinggi
karena akan terjadi ikatan yang kuat antar partikel-partikel tersebut (Djaprie, 1998).
Kekerasan tertinggi diperoleh pada suhu sinter 8000C untuk masing-masing
tekanan kompaksi. Pada suhu sinter 900oC dan 100
oC sudah mengalami penurunan
18
kekerasan secara signifikan untuk masing-masing tekanan kompaksi. Harga kekerasan
tertinggi diperoleh pada tekanan kompaksi 100 MPa dengan suhu sinter 800oC yaitu
sebesar (914,340±92, 06) MPa. Besarnya nilai standard deviasi disebabkan kelemahan
dalam pengamatan injakan Vickers Hadrness dengan menggunakan Mikroskop Optik.
5.4. Pengamatan Struktur Mikro
Pada Gambar 5.4 merupakan hasil dari foto mikro pada Keramik Lumpur Lapindo
yang telah mengalami compacting. Pengamatan dengan menggunakan mikroskop optic
terlihat bahwa dengan bertambahnya tekanan kompaksi akan terjadi pertumbuhan grain
yang lebih besar sehingga inilah yang menyebabkan densitas Keramik Lumpur Lapindo
terjadi penurunan karena porositasnya semakin besar.
SINTERING (oC)
800 900 1000
100
110
TE
KA
NA
N K
OM
PA
KS
I (M
Pa)
120
Gambar 5.4. Foto struktur mikro Keramik Lumpur Lapindo
5.5. Pengujian Fracture Toughness dengan Metode Indentasi Kekerasan
Pengujian kekerasan spesimen yang dilakukan dengan menggunakan Vickers
hardness dapat dimanfaatkan untuk mengestimasi fracture toughness dari bahan getas.
Bahan getas yang diindentasi dengan Vickers akan menghasilkan suatu bekas injakan
Vickers dengan crack yang terjadi pada ujung-ujung bekas injakan. Data mengenai crack
0,18 mm
19
dapat digunakan untuk menghitung harga KIC. Ada dua jenis crack yang dihasilkan yaitu
Median Crack atau Palmqvist Crack (seperti dapat dilihat pada Gambar 2.6 dan 2.7).
Untuk mengetahui jenis crack yang terjadi, perlu dilakukan polishing secara bertahap pada
spesimen dan kemudian secara bertahap dilihat di bawah mikroskop.
Pada penelitian Keramik Lumpur Lapindo pada pengamatan crack akibat bekas
injakan Vickers Hadrness tidak tampak adanya crack sehingga tidak dapat dilakukan
penghitungan harga fracture toughness dengan metode indentasi Vickers seperti tampak
pada Gambar 5.5.
Gambar 5.5. Bentuk Injakan Vickers Hadrness
Sehingga penghitungan harga fracture toughness untuk Keramik Lumpur Lapindo
yang sebenarnya hanya dapat dilakukan dengan Metode Single Edge Noth Beam (SENB).
5.6. Pengujian Fracture Toughness dengan Metode SENB
Pegujian fracture toughness dilakukan dengan membuat spesimen uji berbentuk
balok yang diberi crack awal (Barsoum, 1997). Spesimen disinter pada suhu sinter 800oC
dengan tanpa tekanan (pressureless) yang selanjutnya panjang retak diukur dengan
menggunakan mikroskop optik dengan perbesaran 100 kali. Spesimen dihaluskan
permukaannya dengan mesin amplas.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan metode Single-Edge Notched Beam
(SENB) dengan mesin Torsee’s Universal Testing Machine. Hasil pengujiannya dapat
dilihat pada Gambar 5.6.
0,18 mm
20
FRACTURE TOUGHNESS (KIC)
0.300
0.350
0.400
0.450
0.500
0.550
95 100 105 110 115 120 125
Tekanan Kompaksi (MPa)
KIC
(M
pa.m
m4)
Gambar 5.6. Hasil pengujian KIC dengan metode SENB
Pada Gambar 5.6 dapat dilihat bahwa Keramik Lumpur Lapindo yang disinter pada
suhu sinter 800oC harga fracture toughness tertinggi diperoleh pada tekanan kompaksi 100
MPa yaitu sebesar (0,424±0,07) MPa.m0,5
. Sedangkan pada tekanan kompaksi 900 MPa
dan 1000 MPa berangsur-angsur mengalami penurunan.
Hal ini kemungkinan disebabkan adanya pertumbuhan grain boundary yang
semakin besar pada Lumpur Lapindo yang disinter pada suhu sinter 800oC dengan tekanan
kompaksi 100 MPa sampai dengan 120 MPa. Sehingga dengan bertambahnya ukuran
grain boundary maka energi yang diserap akan semakin kecil yang mengakibatkan
rendahnya kemampuan untuk menahan gaya dari luar.
Pengujian harga fracture toughness dengan metode indentasi kekerasan Vickers
tidak dapat dilakukan karena dari hasil pengamatan panjang retak dengan menggunakan
microscope optic dengan pembesaran 200 x tidak ditemukan adanya retak seperti tampak
pada gambar 5.7.
Gambar 5.7. Bekas Injakan Vickers Hardness
Rendahnya harga fracture toughness dalam penelitian ini kemungkinan
disebabkan adanya awal crack yang terjadi pada spesimen yang belum dilakukan
pengujian. Terjadinya awal crack ini disebabkan adanya cacat pada ujung crack yang
21
dibuat pada spesimen (green body). Disamping itu dalam proses pembuatan crack pada
spesimen untuk uji fracture toughness yang dibuat bersamaan saat pencetakan spesimen.
Sehingga spesimen setelah disinter akan mengakibatkan adanya konsentrasi tegangan pada
spesimen tersebut disamping terjadi pertambahan panjang crack setelah disinter seperti
pada Gambar 5.8.
Gambar 5.8. Perpanjangan Crack
Sedangkan bentuk permukaan patah dari spesimen yang telah dilakukan uji
fracture toughness dapat dilihat pada Gambar 5.9.
Gambar 5.9. Foto permukaan patah dari spesimen
5.7. Pengujian Kekuatan Bending
Pengujian bending bertujuan untuk mengetahui fracture strength maximum dari
spesimen. Pengujian bending dilakukan dengan menggunakan mesin Torsee Universal
Testing pada spesimen yang disinter pada suhu 800oC. Pengujian dilakukan dengan
metode three-point bending test dengan mengacu pada standard pengujian JIS R 1601.
Hasil dari pengujian dapat dilihat pada Gambar 5.10.
crack
Crack perpanjangan
setelah disinter
Crack awal
22
KEKUATAN BENDING
24.000
26.000
28.000
30.000
32.000
34.000
95 100 105 110 115 120 125
Tekanan Kompaksi (MPa)
MO
R (
MP
a)
Gambar 5.10. Hasil pengujian kekuatan bending
Dari Gambar 5.10 dapat dilihat bahwa terjadi penurunan kekuatan bending sebesar
4 % yaitu dari (30,63±1,77) MPa pada tekanan kompaksi 100 MPa menjadi (26,40±2,59)
MPa pada tekanan kompaksi 110 MPa. Hal ini disebabkan adanya grain boundary dari
grain sudah mulai adanya penggabungan beberapa grain terdekat yang membentuk satu
grain baru yang lebih besar. Sehingga contact area dari grain akan menjadi lebih kecil.
Hal ini akan mengakibatkan shear pada grain boundary menjadi kecil yang
mengakibatkan kekuatan bendingnya menjadi lemah.
Sedangkan bentuk permukaan patah dari spesimen yang telah dilakukan uji
kekuatan bending dapat dilihat pada Gambar 5.11.
Gambar 5. 11. Foto permukaan patah spesimen akibat uji kekuatan bending
1 mm
23
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6. 1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain:
1. Pada proses pessureless sintering dengan tekanan kompaksi 100 MPa (pada
pembuatan green body) dengan suhu sinter 8000C diperoleh harga densitas Keramik
Lumpur Lapindo tertinggi yaitu sebesar (2, 417±0,009) gram/cm3.
2. Harga kekerasan Vickers tertinggi pada Keramik Lumpur Lapindo dengan tekanan
kompaksi 100 MPa dengan suhu sinter 800oC adalah (914,340±92, 06) MPa .
3. Kekuatan bending Keramik Lumpur Lapindo tertinggi pada tekanan kompaksi 100
MPa dengan suhu sinter 800oC adalah (30,63±1,77) MPa.
4. Harga fracture toughness Keramik Lumpur Lapindo tertinggi pada tekanan kompaksi
100 MPa dengan suhu sinter 800oC adalah sebesar (0,424±0,07) MPa.
6. 2. Saran
Setelah dilakukannya penelitian ini dapat disarankan bagi para peneliti yang akan
melanjutkan (meningkatkan) dalam penelitian ini antara lain:
1. Dalam pembuatan green body spesiman pada proses compacting supaya diperhatikan
kecepatannya (konstan) agar hasil dari green body tidak mengalami kerusakan cacat).
2. Perlu dilakukan variasi tekanan kompaksi yang lebih rendah agar diperoleh hasil yang
optimal.
3. Dalam penimbangan spesimen untuk uji densitas setelah selesai menimbang spesimen
dan akan dilakukan penimbangan lagi seharusnya distandardkan terlebih dahului.
4. Dalam pengamatan bekas injakan Vicker dan panjang crack-nya supaya dilakukan
dalam suasana yang tenang agar dapat diperoleh harga yang lebih akurat.
5. Dalam pembuatan crack awal pada spemimen untuk uji fracture toughness dalam
penelitian ini masih jauh dari relita sehingga perlu adanya modifikasi dalam
pembuatan crack ini.
24
DAFTAR PUSTAKA
Aristianto, 2006, Pemeriksaan Pendahuluan Lumpur Panas Lapindo Sidoarjo untuk
Produk Keramik, Handouts.
Barsoum, M. W., 1997, Fundamental of Ceramics, McGraw-Hill Book Company, Inc.,
New York.
Chawla, K.K., 1993, Ceramic Matrix Composites, University Press, Cambridge, Great
Britain.
Cheng, T. W, Ueng, T. H., Chen. Y. S. and Chiu, J. P., 2002, Production of Glass-
Ceramics from Incinerators Fly Ash, Journal Ceramics international 28, 779-783.
Cheng, T. W. and Chen, Y. S., 2004, Characterization of Glass-Ceramics Made From
Incinerators Flay Ash, Journal Ceramics international 30, 343-349.
Diah N., 2007, Penelitian Awal Pemanfaatan Lumpur Porong Kab. Sidoarjo untuk
Komponen Bangunan, Balai Teknologi Pemukiman.
Djaprie S, 1987, Ilmu dan Teknilogi Bahan, Erlangga, Jakarta.
Green, D. J., 1998, An Introduction to the Mechanical Properties of Ceramic, University
Press, Cambridge, Great Britain.
German R.M., 1994, Powder Melallurgy Science, The Penylvania State University, USA.
German R.M., 1991, Fundamentals of Sintering, Engineered Materials Handbook
Ceramics and Glassses, ASM International, USA.
Gordan L, 1991, Application for Traditional Ceramic, Engineered Materials Handbook
Ceramics and Glassses, ASM International, USA.
Januarti, J.E., 2007, Lumpur Lapindo Untuk Semen, ITS, Surabaya.
Lily P, 2006, Karakteristik Fisik Kimia Lumpur Panas Porong Sidoarjo, ITS Surabaya,
Handouts.
Lee, W.E., Rainforth, W.M., 1994, Ceramic Microstuctures Property Control by
Processing, Chapman and Hall, London UK.
McEntire B. J. dan Norton, 1991, Powder Compaction Processes-Dry Pressing,
Engineered Materials Handbook Ceramics and Glassses, ASM International, USA.
Roger, L. K. M., 1987, Evaluation of Fracture Toughness Determination Methods as
Applied to Ceria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal, Journal American Ceramic
Society 70(12) C-366-C-368.
Somiya S., 1989, Advanced Technical Ceramics, Academic Press inc, Tokyo.
Surdia T, 1985, Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya Paramita, Jakarta.
25
Vlack V, 1980, Elements of Materials Science and Engunering, Addison-Wesley
Publishing Company, USA.
26
LAMPIRAN 1
BIODATA PENELITI
1. Ketua Peneliti
1. Nama Lengkap : Muh Amin, ST, MT
2. Pangkat/Golongan : Penata Muda/III-A
3. Jabatan Fungsional : Asisten Ahli
4. Asal Perguruan tinggi : Universitas Muhammadiyah Semarang
5. Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Mesin
6. Bidang Keahlian : Mekanika Bahan
7. Alamat Rumah : Klampok 2/2 Godong Grobogan Purwodadi
Hp. 081 567 19114
8. Riwayat Pendidikan :
Macam Tempat Th. Selesai Titel Bidang
S1
S2
UMS
UGM
2000
2005
S.T
M.T
Teknik Mesin
Mekanika Bahan
9. Riwayat Pekerjaan : Bekerja di UNIMUS sejak 2006 sampai sekarang
10. Pengalaman Penelitian :
• Desain Rangka Sepeda dengan Pemodelan Elemen Batang dan Shell dengan
Bantuan CATIA-Elfini
• Pengaruh Tekanan Kompaksi dan Suhu Sintering Terhadap Sifat Fisis dan
Mekanis Kaolin
• Pengaruh Tekanan Kompaksi Terhadap Karakterisasi Keramik Kaolin yang
dibuat dengan Proses Pressureless Sintering
• Pemanfaatan Limbah Serat Sabut Kelapa sebagai Bahan Pembuat Helm
Pengendara Kendaraan Roda Dua
11. Tulisan Publikasi :
• Pengaruh Tekanan Kompaksi dan Suhu Sintering Terhadap Densitas dan
Kekerasan Kaolin.
• Pengaruh Tekanan Kompaksi Terhadap Karakterisasi Keramik Kaolin Kaolin
yang di Buat dengan Metode Pressureless Sintering.
• Analisis Harga Fracture Toughness Dengan Metode Indentasi Kekerasan
Vickers Keramik Kaolin.
27
2. Anggota Peneliti
1. Nama : RM. Bagus Irawan, ST, MSi
2. Pangkat/Golongan : Penata Muda Tk I /III-B
3. Jabatan Fungsional : Asisten Ahli
4. Asal Perguruan tinggi : Universitas Muhammadiyah Semarang
5. Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Mesin
6. Bidang Keahlian : Teknik Mesin Konversi & Master Teknik
Lingkungan
7. Alamat Rumah : Jl. Gedawang Permai K-15 Banyumanik Semarang
Hp. 081 5665 6581 / 081 5777 0971
8. Riwayat Pendidikan :
Macam Tempat Th. Selesai Titel Bidang
S1
S2
UNDIP
UNDIP
1996
2003
S.T
M.Si
Teknik Mesin
Tek. Rekayasa Lingkungan
9. Riwayat Pekerjaan : Bekerja di UNIMUS sejak 1999 sampai sekarang
10. Pengalaman Penelitian :
• Analisis Kerusakan Sistem Rem ABS pada Mazda 626 Cronos.
• Studi Pengaruh Bentuk Body Muka Daihatsu Espass Terhadap Koefisien
Tahanan Aerodinamika.
• Unjuk kerja Catalytic Converter Untuk Mereduksi Emisi Gas Buang Kendaraan
Bermotor.
• Rancang Bangun Modifikasi Catalytic Converter dengan Material Substrat
Tembaga Cu dan Nikel Ni untuk Mereduksi Emisi Gas Carbon Monoksida.
• Pengaruh Pemakaian Catalytic Converter Terhadap Performance Mesin Standart
Kendaraan Bermotor.
11. Tulisan publikasi :
• Artikel Andai Rob Melanda Balaikota
• Artikel Green Hotel Mungkinkah/ (kasus gumaya Palace Hotel)
• Artikel Semarang Zero Waste
• Artikel Pengelolahan sampah Terpadu
• Artikel Rumah Umum Rakyat
• Artikel Green Hotel (Berwawasan Lingkungan), Suara Merdeka 22 Maret 2005
• Artikel Green Hospital, Alih Fungsi Mall Yogya (Berwawasan Lingkungan)
28
• Artikel Kendaraan Pribadi, Kemacetan dan Emisi
• Artikel Wisata Sejarah, Suara Merdeka 26 April 2005
• Artikel Sekolah Asing Tantangan Atau Ancaman?, Suara Merdeka 7 Juni 2005
• Artikel Mengembangkan Wisata Sejarah, Seputar Semarang, 6 Juli 2005
• Artikel Kekerasan Dalam Kelas, Seputar Semarang, 14 September 2005
• Artikel Kembang Kempis Ngesti Pandowo
• Artikel Pengendalian Polusi Udara, Jawa Post, 16 Oktober 2003
• Artikel Revitalisasi Ngesti Pandowo, SS, November 2005
• Artikel Museum Sebagai Daya Tarik Kota, SM, 21 Desember 2995
• Artikel PTS Sulit Menjadi Periset, SM, 19 Januari 2006
• Pengasuh tips Seputar Otomotif di Semarang Post
• Pembicara Seminar Nasional Hasil-Hasil Penelitian PTN dan PTS Se-Indonesia
• Penyampaian Pidato Ilmiah dalam Rangka Dies Natalis UNIMUS dihadapan
bapak Gubernur, Walikota dan pejabat pemerintah dan militer serta para Rektor
PTS
• Bahaya Timbal Mengancam Warga Kota, Bulletin UNIMUS
• Hujan Asam Mengancam Warga Kota Semarang, Bulletin UNIMUS
29
LAMPIRAN 2
BAHAN DAN ALAT PENGUJIAN
Alat Mesh partikel Timbangan digital (Sartorius Type LC 1201 S)
Cetakan Silindris Cetakan Balok
Mesin tekan (Tarno Grocki type Furnace
UPHG20 Japan)
30
Mesin Ampelas Mesin Uji
Vickers Hardness (Hardness Tester type 38505) Microskop optik (Olympus Japan)
Timbangan digital (Sartorius Type LC 1201 S) Serbuk Lumpur Lapindo
31
DRAFARTIKEL ILMIAH
Pengaruh Tekanan Kompaksi dan Suhu Sintering terhadap Kekerasan Keramik
Lumpur Lapindo
Muh amin1)
, Bagus Irawan2)
Abstrak
Lumpur Lapindo merupakan suatu limbah yang sangat mengganggu keberadaan
masyarakat setempat dan aplikasi dari lumpur tersebut masih dalam taraf penelitian awal sehingga
nilai jual dari limbah tersebut masih sangat rendah. Agar Lumpur Lapindo dapat diaplikasikan
sebagai material keramik teknik maka harus diketahui terlebih dahulu sifat fisis dan mekanis yang
dimilikinya agar dalam penggunaannya dapat dioptimalkan. Oleh sebab itu perlu adanya suatu
penelitian yang simultan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis dari keramik Lumpur Lapindo
sebelum diaplikasikan di beberapa industri maju.
Penelitian ini dilakukan untuk memberikan solusi dalam penanganan limbah Lumpur
Lapindo yang mendesak keberadaan warga setempat dengan memanfaatkan bahan limbah sebagai
pembuatan produk berupa material keramik. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan data
tambahan mengenai material baru terutama dibidang keramik teknik sebagai material refraktori
(material tahan terhadap suhu tinggi) yang berasal dari limbah Lumpur Lapindo (material lokal
/Indonesia). Sehingga material lokal tersebut dapat dioptimalkan dalam penggunaannya.
Pada proses pessureless sintering dengan tekanan kompaksi 100 MPa (pada pembuatan
green body) dengan suhu sinter 8000C diperoleh harga kekerasan Vickers tertinggi adalah
(914,340±92, 06) MPa.
Kata Kunci: keramik teknik, pessureless sintering, kekerasan Vickers
PENDAHULUAN
Limbah yang ditimbulkan akibat semburan lumpur panas di Kecamatan Porong,
Kabupaten Sidoarjo yang selanjutnya disebut sebagai Lumpur Lapindo berlangsung sejak
29 Mei 2006 lalu sangat melimpah sehingga sangat meresahkan masyarakat sekitar jika
limbah tersebut tidak dikelola dengan baik. Menurut hasil penelitian awal yang sudah
dilakukan oleh beberapa peneliti bahwa Lumpur Lapindo dapat dimanfaatkan sebagai
bahan keramik dan bahan pengganti semen untuk pembuatan paving dan beton (Diah N,
2007).
1,2)
Staf Pengajar Program Studi S1Teknik Mesin - Unimus
32
Keramik merupakan salah satu jenis material teknik yang terus menerus
dikembangkan, yang merupakan prospek cerah dalam pengembangan dibidang teknik.
Produk keramik telah banyak diaplikasikan dibidang teknik terutama dipermesinan seperti:
alat potong, nosel, katup, turbin, ball bearing (Barsoum, 1997). Keunggulan keramik
secara umum adalah titik cair tinggi, tahan terhadap temperatur tinggi, tahan terhadap
gesekan, tahan korosi, daya hantar panas rendah, densitas relatif rendah dan koefisien muai
panas rendah (Barsoum, 1997). Namun demikian, keramik juga mempunyai kelemahan
yaitu bersifat getas (brittle) (Green, 1998) dan ketangguhan retak (fracture toughness)
yang rendah (Chawla, 1993).
Pemanfaatan Lumpur Lapindo sebagai material keramik masih belum dioptimalkan
penggunaannya dibidang teknik. Hal ini dapat dilihat masih sedikitnya penelitian yang
dilakukan dibidang keramik teknik yang berbahan dasar Lumpur Lapindo. Sehingga perlu
diadakan penelitian lebih lanjut tentang Lumpur Lapindo sebagai material keramik teknik
agar dapat dioptimalkan penggunaannya.
Tujuan dari penelitian ini adalah meneliti pengaruh tekanan kompaksi dan suhu
sintering terhadap kekerasan dari Keramik Lumpur Lapindo dan meneliti pengaruh
tekanan kompaksi terhadap struktur mikro dari Keramik Lumpur Lapindo.
TINJAUAN PUSTAKA
Penelitian yang dilakukan oleh TIM Institut Teknologi Sepuluh November (ITS)
Surabaya menyimpulkan bahwa material Lumpur Lapindo yang berasal dari Kecamatan
Porong, Kabupaten Sidoarjo ini mengandung senyawa-senyawa (SiO2= 57, 14 %; NaCl=
11,68 %; FeSi= 9,15 %; Al2O3= 9,09 %; CaAlF5= 4,5 % dan Mg3SiO3(OH)4= 8,44 %)
(Aristianto, 2006) yang dapat dimanfaatkan untuk pembuatan keramik (Diah N, 2007).
Hasil penelitian yang dilakukan oleh (Aristianto, 2006) menunjukkan bahwa Kekuatan
Bending dari material keramik dari Lumpur Lapindo adalah sebesar 3,81 MPa.
Lumpur Lapindo memiliki kandungan senyawa yang sama dengan fly ash (limbah
dari hasil pembakaran batu bara) (Januarti J. E, 2007). Cheng, dkk (2002) melakukan
penelitian tentang glass ceramics dari fly ash dengan menggunakan tekanan kompaksi
sebesar 150 MPa pada spesimen dengan ukuran (4x1,5x0,7) cm. Sintering dilakukan
dengan variasi suhu (850, 900, 950, 1000 dan 1050)oC dengan holding time selama 2 jam,
setelah itu didinginkan pada temperatur ruang. Hasil dari pengujian menunjukkan kekuatan
bending maksimum dicapai pada suhu (850-900)oC.
Cheng dan Chen (2004) meneliti karakterisasi glass-ceramics dari fly ash dengan
ukuran partikel (0,2-500) µm yang dicetak dengan ukuran (4x1,5x0,7) cm dengan tekanan
33
kompaksi sebesar 118 MPa. Sintering dilakukan dengan divariasi suhu (850, 900, 950,
1000 dan 1050)oC dengan holding time selama 2 jam. Pada suhu 850
oC dan 900
oC terjadi
peningkatan laju pengintian dan pertumbuhan kristal. Sedangkan suhu diatas 1000oC,
porositas dan laju penyerapan air terjadi penurunan yang signifikan sehingga density dan
compressive strength terjadi peningkatan.
METODE PENELITIAN
Bahan penelitian
Bahan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
• Lumpur Lapindo yaitu bahan lumpur dari semburan lumpur panas di Kecamatan Porong,
Kabupaten Sidoarjo dengan ukuran partikel rata-rata 325 mesh (45 �m).
• Resin untuk mounting spesimen.
• Kertas ampelas (ukuran 120, 220, 400, 600, 800 dan 1000) untuk menghaluskan
permukaan spesimen.
Alat Penelitian
Perlatan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah:
� Timbangan digital (Sartorius Type LC 1201 S) digunakan untuk menimbang serbuk
Lumpur Lapindo dan untuk pengujian densitas keramik Lumpur Lapindo.
� Cetakan (bentuk silindris) digunakan untuk pembuatan spesimen uji kekerasan.
� Mesin tekan (Tarno Grocki type UPHG20 Japan) digunakan untuk penekan (press)
dalam pembuatan green body.
� Dapur pemanas digunakan untuk proses sintering.
� Alat uji kekerasan Vickers (Hardness Tester type 38505) digunakan untuk pengujian
kekerasan.
� Microskop optik (Olympus Japan) digunakan untuk pengamatan struktur mikro,
menentukan panjang diagonal Injakan Vickers dan bentuk permukaan patah.
Cara Penelitian
Pada persiapan penelitian dilakukan:
o Mempersiapkan bahan uji berupa Lumpur Lapindo
o Pembuatan cetakan spesimen silindris seperti pada Gambar 1.
o Mempersiapkan kertas ampelas (ukuran 120, 220, 400, 600, 800 dan 1000).
o Menyediakan resin untuk mounting spesimen.
34
punch
die serbuk Lumpur
punch
F
F
o Pembuatan sepesimen pertama kali dilakukan dengan pembuatan green body
dengan uniaxial pressing pada sebuah cetakan dan selanjutnya dilakukan proses
pressureless sintering.
(Somiya, 1991)
Gambar 1. Cetakan spesimen silindris
Variasi spesimen pada penelitian ini yaitu seperti terlihat pada Tabel1 berikut:
800 900 1000
100 6 6 6 18
110 6 6 6 18
120 6 6 6 18
54
Jumlah
Spesimen Uji Kekerasan
Vickers Tekanan
Kompaksi
(MPa)
Total Spesimen
Temperatur Sintering (oC )
Tabel 1 Variasi pengujian dan jumlah spesimen
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Uji Komposisi Kimia
Hasil uji komposisi kimia pada Tabel 2 adalah sebagai berikut:
Unsur SiO2 Al2O3 FeSi CaAlF5 Mg3SiO3(OH)4 NaCl H2O-
HD
%Berat 58,21 9,10 9,34 4,6 8,49 12,11 1,80 12,94
Tabel 2. Hasil uji komposisi kimia
Unsur utama yang sangat berpotensial dalam pembuatan keramik dari Lumpur Lapindo
adalah SiO2 sebesar 58, 21 % dan Al2O3 sebesar 9, 10 %.
Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan pada spesimen yang disinter pada suhu sinter
8000C, 900
0C dan 1000
0C yang sebelumnya di-mounting dalam resin untuk memudahkan
35
sewaktu pemolesan dan pengujian kekerasan. Pengujian kekerasan dilakukan dengan
beban 153, 2 N menggunakan mesin uji kekerasan makro. Kedua diagonal injakan
indentor Vickers diamati dengan menggunakan mikroskop optik. Harga kekerasan Vickers
dihitung dengan menggunakan persamaan (2.2) dan hasilnya ditampilkan pada Gambar 2.
KEKER A SA N
300
400
500
600
700
800
900
1000
95 100 105 110 115 120 125
Tekanan Kompaksi (MPa)
HV
(M
Pa)
Sinter ing=800oC Sint er ing=900oC Sint er ing=1000oC
Gambar 2 Hasil pengujian kekerasan Vickers
Dari Gambar 2 terlihat bahwa peningkatan tekanan kompaksi akan mengakibatkan
penurunan kekerasan kaolin. Hal ini disebabkan dengan peningkatan tekanan kompaksi
pada fase final stage pada proses sintering mengakibatkan porositas akan bertambah,
demikian juga setelah disinter. Akan tetapi dengan meningkatnya suhu sintering pada fase
sebelum final stage akan mengakibatkan kekerasan semakin tinggi karena akan terjadi
ikatan yang kuat antar partikel-partikel tersebut (Djaprie, 1998).
Kekerasan tertinggi diperoleh pada suhu sinter 8000C untuk masing-masing
tekanan kompaksi. Pada suhu sinter 900oC dan 100
oC sudah mengalami penurunan
kekerasan secara signifikan untuk masing-masing tekanan kompaksi. Harga kekerasan
tertinggi diperoleh pada tekanan kompaksi 100 MPa dengan suhu sinter 800oC yaitu
sebesar (914,340±92, 06) MPa. Besarnya nilai standard deviasi disebabkan kelemahan
dalam pengamatan injakan Vickers Hadrness dengan menggunakan Mikroskop Optik.
Pengamatan Struktur Mikro
Pada Gambar 3 merupakan hasil dari foto mikro pada Keramik Lumpur Lapindo
yang telah mengalami compacting. Pengamatan dengan menggunakan mikroskop optic
terlihat bahwa dengan bertambahnya tekanan kompaksi akan terjadi pertumbuhan grain
yang lebih besar sehingga inilah yang menyebabkan densitas Keramik Lumpur Lapindo
terjadi penurunan karena porositasnya semakin besar.
36
SINTERING (oC)
800 900 1000
100
110
TE
KA
NA
N K
OM
PA
KS
I (M
Pa)
120
Gambar 3. Foto struktur mikro Keramik Lumpur Lapindo
KESIMPULAN
1. Harga kekerasan Vickers tertinggi pada Keramik Lumpur Lapindo dengan tekanan
kompaksi 100 MPa dengan suhu sinter 800oC adalah (914,340±92, 06) Mpa.
2. Pada tekanan kompaksi dan suhu sintering yang semakin tinggin terlihat adanya
pembesaran grain boundary yang mengakibatkan turunnya kekerasan Keramik Lumpur
Lapindo.
DAFTAR PUSTAKA
Aristianto, 2006, Pemeriksaan Pendahuluan Lumpur Panas Lapindo Sidoarjo untuk
Produk Keramik, Handouts.
Barsoum, M. W., 1997, Fundamental of Ceramics, McGraw-Hill Book Company, Inc.,
New York.
Chawla, K.K., 1993, Ceramic Matrix Composites, University Press, Cambridge, Great
Britain.
Cheng, T. W, Ueng, T. H., Chen. Y. S. and Chiu, J. P., 2002, Production of Glass-
Ceramics from Incinerators Fly Ash, Journal Ceramics international 28, 779-783.
0,18 mm
37
Cheng, T. W. and Chen, Y. S., 2004, Characterization of Glass-Ceramics Made From
Incinerators Flay Ash, Journal Ceramics international 30, 343-349.
Diah N., 2007, Penelitian Awal Pemanfaatan Lumpur Porong Kab. Sidoarjo untuk
Komponen Bangunan, Balai Teknologi Pemukiman.
Djaprie S, 1987, Ilmu dan Teknilogi Bahan, Erlangga, Jakarta.
Green, D. J., 1998, An Introduction to the Mechanical Properties of Ceramic, University
Press, Cambridge, Great Britain.
German R.M., 1994, Powder Melallurgy Science, The Penylvania State University, USA.
German R.M., 1991, Fundamentals of Sintering, Engineered Materials Handbook
Ceramics and Glassses, ASM International, USA.
Gordan L, 1991, Application for Traditional Ceramic, Engineered Materials Handbook
Ceramics and Glassses, ASM International, USA.
Januarti, J.E., 2007, Lumpur Lapindo Untuk Semen, ITS, Surabaya.
Lily P, 2006, Karakteristik Fisik Kimia Lumpur Panas Porong Sidoarjo, ITS Surabaya,
Handouts.
Lee, W.E., Rainforth, W.M., 1994, Ceramic Microstuctures Property Control by
Processing, Chapman and Hall, London UK.
McEntire B. J. dan Norton, 1991, Powder Compaction Processes-Dry Pressing,
Engineered Materials Handbook Ceramics and Glassses, ASM International, USA.
Roger, L. K. M., 1987, Evaluation of Fracture Toughness Determination Methods as
Applied to Ceria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal, Journal American Ceramic
Society 70(12) C-366-C-368.
Somiya S., 1989, Advanced Technical Ceramics, Academic Press inc, Tokyo.
Surdia T, 1985, Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya Paramita, Jakarta.
Vlack V, 1980, Elements of Materials Science and Engunering, Addison-Wesley
Publishing Company, USA.
38
SINOPSIS PENELITIAN LANJUTAN
Pengaruh Tekanian Kompaksi dan Grain Size terhadap Sifat Fisis dan Mekanis
Keramik Lumpur Lapindo
Grain size atau ukuran partikel yang dibuat sebagai pembuat keramik sangat
menentukan sifat fisis dan mekanis hasil yang diperoleh. Semakin kecil grain size yang
dipergunakan akan memiliki sifat fisis dan mekanis yang semakin baik. Akan tetapi untuk
dapat mengaplikasikan grain size yang semakin kecil harus dipertimbangkan besar tekanan
kompaksi dan suhu sintering yang tepat. Tanpa memperhitungkan antara grain size, besar
takanan kompaksi dan suhu sintering pembuatan keramik tidak akan terwujud dengan
baik, kemungkinan banyak terjadi cacat. Maka dari itu penelitian yang selanjutnya dari
hasil penelitian ini yaitu ditekankan pada pengaruh grain size serbuk Lumpur Lapindo
yang akan dipergunakan dalam pembuatan keramik.
Persiapan penelitian dilakukan dengan cara penyiapan partikel Lumpur Lapindo
dengan berbagai variasi grain size dengan cara di mesh. Dari berbagai variasi grain size
tersebut akan dilakukan variasi tekanan kompaksi dalam pembuatan green body. Setelah
pembuatan green body dilanjutkan dengan proses sintering dengan berbagai variasi suhu
sintering. Setelah menjadi bentuk keramik akan dilakukan berbagai pengujian yaitu Uji
Densitas, Uji Kekerasan, Uji Bending, Uji Fracture Toughness dan Uji Struktur Mikro.