KELAKUAN KAKISAN BAGI KOMPOSIT MATRIK ......Pemilihan bahan dalam pembuatan komponen kejuruteraan sangat penting dalam menentukan kualiti barangan yang akan dikeluarkan bagi industri

E-PROCEEDING OF THE 6TH WORLD CONFERENCE ON INTEGRATION OF KNOWLEDGE 2020

E-PROCEEDING OF THE 6TH WORLD CONFERENCE ON INTEGRATION OF KNOWLEDGE (WCIK 2020) (e-ISBN: 978-967-0792-35-8). 27 August 2020.

Copyright and published by https://worldconferences.net Page 196

KELAKUAN KAKISAN BAGI KOMPOSIT MATRIK ALUMINIUM

DENGAN PSAC MELALUI KAEDAH SERBUK METALURGI

DIPERKUATKAN

Wan Hamadi Zahari Tel:+060169849224 Email: [email protected]

Jabatan Kejuruteraan Mekanikal

Politeknik Kota Bharu

16450 Kok Lanas Ketereh,Kelantan

Abstrak Kajian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh kandungan penguat ke atas sifat-sifat fizikal kompsit

aluminium tulen dan diperkukuhkan dengan 0%, 5%,10%,15% and 20% mengikut berat slag dan

kemudian dipadatkan dengan 60KN diikuti oleh proses persinterin pada 500oC selama 2 jam. Mikrograf

optic menunjukkan bahawa kandungan slag yang semakin meningkat telah menyebabkan peningkatan

atau penambahan liang dalam komposit. Kekerasan dan kepadatan meningkat dengan penambahan

kandungan slag.Kandungan optimum slag pada 15& dapat mencapai tahap optimum kekerasan

Vickers.Tetapi kandungannya ialah berkurangan secara drastic dengan jumlah kandungan slag yang

lebih daripada 15wt. %.kadar pemadatan specimen adalah menurun dengan pertambahan slag.

Kata kunci: Aluminium Matrik Komposit, PSAC, Jermang.

Abstract This study was aim to investigate the influence of reinforcement content on the physical properties of

composite pure aluminium reinforced with 0%, 5%,10%,15% and 20% by weight of slag and then

compacted at 60KN followed by sintering at 500oC for 2 hour. Optical micrograph showed that

increasing slag content had resulted in increasing or pres in the composites. The hardness and density

increase with the addition of slag content. They were reduced drastically with the amount of slag content

more than 15wt. %. The compaction rate of the speciments was decrease with addition slag. The

optimum content of slag was found to be 15wt. % in order to achieve optimum hardness Vickers.

Keywords: Aluminium Matrix Compsite, Palm Shell Activated carbon (PSAC), slag.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.1 Pengenalan

Pemilihan bahan dalam pembuatan komponen kejuruteraan sangat penting dalam menentukan kualiti

barangan yang akan dikeluarkan bagi industri perkilangan. Oleh itu, penyelidik akan menyelesaikan

masalah ini dengan berusaha untuk menghasilkan bahan komposit baru yang lebih baik berbanding

dengan bahan yang sudah sedia ada di mana ia berpotensi tinggi untuk diaplikasikan dalam industri

komponen pertanian. Penyelidik membangunkan komponen aluminium dengan menggunakan bahan

penguat berteraskan kelapa sawit iaitu Palm Shell Activated Carbon (PSAC) dan Palm Oil Carbon

(POC). Selain itu, bahan penguat ini juga mudah didapati dalam industri pertanian tempatan serta

murah dari segi kos bahan berbanding bahan penguat konversional seperti SiC, granite dan alumina

pada kos yang lebih tinggi. Oleh kerana komposit baru ini berpotensi digunakan dalam industri, kajian

kakisan dilakukan ke atas komposit baru ini untuk mengenal pasti faktor-faktor yang mempengaruhi

kadar kakisan komposit tersebut. Ujian kakisan ke atas komposit (aluminium / POC) dan komposit

(aluminium / PSAC). Kajian ini dijalankan bagi menyokong dasar-dasar kerajaan Malaysia iaitu

https://worldconferences.net/

mailto:[email protected]




kejuruteraan mampan (sustainable engineering) dan strategi pembaziran sifar (zero waste strategy)

dengan mengitar semula sisa pepejal (biomass) dari industri kelapa sawit dan dimanfaatkan untuk

industri.

1.2 Penyataan masalah

Komposit matriks aluminium (KMA) itu sendiri bersifat rintangan kakisan yang baik, namun kehadiran

bahan penguat dan pendedahan pada keadaan kakisan menyebabkan bahan ini tidak dapat mengelak

daripada serangan kakisan. Kebanyakan kajian kakisan terhadap (KMA) mendapati bahawa

penambahan bahan penguat akan mengurangkan rintangan kakisan. Pelbagai mekanisme kakisan

(KMA) telah dikaji dengan mengambil kira kesan pengasingan unsur pengaloian pada antara muka

matriks/penguat, tegasan tegangan bakian sekitar fasa penguat, ketumpatan kehelan yang tinggi

sepanjang fasa penguat, kekosongan pada antara muka penguat/matriks dan lapisan oksida pada fasa

penguat, antara muka aktif terhasil daripada tindakbalas matriks dan penguat semasa pemprosesan dan

kesan mikrogalvanik bergabung dengan bahan yang lebih elektropositif (Lucas & Clarke,

1992;Trowsdale et. al. 1996; Mansfeld & Perez,1997). Permasalahan kedua yang diperhatikan adalah

perlambakan sisa pepejal kelapa sawit yang boleh digunakan sebagai bahan penguat dalam kajian

menghasilkan bahan komposit logam baru. Sekiranya sisa pepejal kelapa sawit ini dibuang begitu sahaja

adalah lebih bermanfaat digunakan untuk dijadikan sesuatu bahan yang baru. Sekurang-kurangnya, ia

dapat mengelakkan pembaziran bagi sisa-sisa kelapa sawit.

1.3 Objektif

i. Untuk mengkaji kesan kakisan ke atas Komposit Aluminium.

ii. Untuk menentukan partikel penguat masih ada dalam struktur aluminium.

1.4 Skop kajian

Penghasilan spesimen melalui kaedah metalurgi serbuk secara konvensional.Logam asas yang

digunakan adalah serbuk Aluminium tulen.Menggunakan 2 jenis penguat berasaskan kelapa sawit iaitu

jermang dan Psac.Menjalankan ujian kakisan terhadap aluminium dan nisbah campuran

penguat.Kelajuan yang dikenakan adalah 154 rpm. Beban yang dikenakan ialah 6 tan.Kajian struktur

mikro menggunakan mikroskop optik untuk melihat permukaan sampel komposit.Untuk ujian

rendaman dalam Nacl (air garam).

KAJIAN LITERATURE 2.1 Pengenalan

Terdapat banyak situasi dalam kejuruteraan, dimana tiada satu bahan tunggal yang sesuai atau dapat

memenuhi keperluan reka bentuk dan aplikasi tertentu. Kebanyakan perkembangan produk teknologi

kini memerlukan sifat-sifat bahan yang unik yang tidak dapat dipenuhi oleh aloi logam konvensional,

seramik dan bahan polimer semata-mata. Sebagai contohnya dalam bidang industri pembuatan kapal

terbang, seorang jurutera inginkan bahan struktur yang berketumpatan rendah, kuat, tegar dan

mempunyai rintangan lelasan dan hentaman yang baik. Secara lazimnya bahan yang kuat adalah tumpat

dan peningkatan kekuatan. Oleh, itu adalah sukar atau mustahil sesuatu bahan itu dapat memenuhi

semua keperluan ini. Walaupun begitu, apabila dua bahan digabungkan mungkin boleh mempunyai

sifat diperlukan dan memberi penyelesaian terhadap masalah pemilihan bahan yang memerlukan sifat

unik ini. Kombinasi sifat-sifat bahan yang diperlukan telah wujud dengan terhasilnya bahan komposit.

Secara umumnya, komposit adalah bahan berbilang fasa. Bahan komposit menawarkan sifat-sifat yang

menarik hasil dari gabungan dua bahan Komposit pertama yang wujud dalam kehidupan kita adalah

dari alam semulajadi, contohnya kayu. Kayu adalah komposit gentian selulosa yang bergabung dengan

perekat atau matriks lignin lembut. Pengubahsuaian komposit semulajadi ini boleh dilakukan dengan





menambah bahan butiran tambahan dalam kayu lapis pada arah melintang bagi memperbaiki kelemahan

disebabkan kayu lebih lemah dalam keadaan melintang daripada keadaan memanjang. Konsep

komposit juga telah digunakan sejak beribu-ribu tahun dahulu. Orang Eskimo di Greenland

mengeraskan air laut sebagai ais berhablur garam untuk dijadikan struktur binaan yang bersifat lebih

13 keras daripada ais tasik. Begitu juga dengan struktur tanah liat yang diperkuatkan dengan jerami

yang dijadikan sebagai bahan binaan (Frantsevich, 2000).

2.3 Aluminium

Penyelidikan ke atas komposit matrix logam (KML) telah dijalankan secara berterusan hingga ke hari

ini, kerana ciri-ciri dan sifat spesifikasinya yang sangat menarik. Antaranya adalah nisbah kekuatan-

berat yang tinggi, keupayaan mengekalkan kekuatan pada suhu tinggi dan hakisan yang baik. Dengan

ini, komposit matrix logam menjadi suatu bahan yang popular dalam aplikasi industri aeroangkasa dan

automotif. Aluminium adalah unsur kimia dalam jadual berkala yang mempunyai simbol Al dan

nombor atom 13 ialah konfigurasi elektron (2.8.3). Ia merupakan ahli kumpulan dalam unsur kimia

yang bernama logam lemah dan juga mempunyai ciri keperakan mulur. Selain itu aluminium adalah

aloi aluminium juga boleh digunakan bagi mengantikan keluli. Aluminium dijumpai terutamanya dalam

bijih bauksit dan adalah terkenal kerana daya tahan pengoksidaannya (oleh sebab fenomena

pempasifan) dan oleh sebab keringanannya

Rajah 2.1 Jadual kimia Aluminium

Aluminium digunakan dalam banyak bentuk industri untuk menghasilkan bermacam-macam keluaran

kilang yang sangat penting dalam ekonomi dunia. Komponen berstruktur yang diperbuat daripada

aluminium dan aloi-aloinya adalah penting dalam industri dan juga dalam kenderaan serta bangunan di

mana keringanan, ketahana, dan kekuatan adalah diperlukan.Aluminium adalah merupakan logam yang

lembut dan ringan, dengan rupa keperakan pudar, oleh kerana kehadiran lapisan pengoksidaan yang

nipis yang terbentuk apabila didedahkan kepada udara. Aluminium adalah tak toksik (dalam bentuk

logam), tidak bermagnet, dan tidak menghasilkan cucuh. Aluminium tulen mempunyai kekuatan

tegangan sebanyak 49 megapascal (MPa) dan 700 (MPa) sekirannya dibentuk menjadi aloi. Aluminium





mempunyai ketumpatan satu pertiga daripada ketumpatan keluli atau tembaga, adalah boleh tempa ,

mulur, dan mudah dimesin dan ditempa, dan mempunyai daya tahan kakisan serta ketahanan yang

sangat baik oleh lapisan pelindung oksidanya.

2.4 PSAC (Palm sheld activated carbon)

PSAC telah dibuktikan kuat melalui kajian – kajian yang dilakukan. Ia boleh menjelma dalam bentuk

pelbagai bentuk contohnya grafit. PSAC terhasil daripada tempurung kelapa sawit yang dibakar di

dalam relau yang dikawal udaranya dan dibakar pada suhu <1000’c. Pada suhu ini, tempurung akan

terbakar sehingga hangus dan berwarna hitam. PSAC boleh didapati dalam bentuk serbuk setelah

dikisar sehingga ia menjadi halus.

2.5 Kakisan

2.5.1 Pengenalan

Kakisan (karat) merujuk kepada kegagalan, kerosakkan, kemerosotan keupayaan disebabkan oleh

tindak balas kimia dengan persekitaran. Istilah kakisan juga digunakan untuk penyusutan plastik,

konkrik dan juga kayu, tetapi selalunya kakisan ini ditujukan atau digunakan untuk besi dan logam.

Kakisan berlaku apabila logam atau aloi mengalami tindak balas penurunan. Fenomena pengoksidaan

dan penurunan ini dikenali sebagai tindak balas redok. Kakisan merupakan satu bidang yang amat luas

dan penting kepada manusia dan negara. Kakisan sering terjadi pada kereta, bangunan, produk,

jambatan, sistem perpaipan bawah tanah untuk pengaliran minyak, gas, air dan lain-lain. Hal ini secara

tidak langsung membuka peluang kepada pelajar Sains Bahan untuk bekerja di bahagian automobil,

perpaipan untuk minyak seperti petronas, shell dan lain-lain sebagai jurutera kakisan (corrosion

engineer), jurutera keluli, jurutera kawalan kualiti, jurutera penyelidikan dan pembangunan (research

and development, RND) di industri. Kakisan suhu tinggi adalah satu bentuk kakisan yang tidak

memerlukan kehadiran elektrolik cecair. Jenis kakisan ini juga dikenali sebagai kakisan kering atau

berkerak (scalling). Dalam persekitaran suhu tinggi yang paling menghakis, pengoksidaan sering terjadi

dalam tindak balas bersuhu tinggi tanpa mengira mode utama kakisan. Aloi/ logam sering bergantung

kepada tindak balas pengoksidaan untuk membentuk kerak perlindung dari serangan kakisan seperti

pengoksidaan, karbonisasi, sulfanisasi dan lain-lain. Kakisan suhu tinggi adalah satu masalah utama

dalam pelbagai industri seperti penjanaan kuasa bahan api, nuklear dan fosil, earo angkasa dan gas

turbin, rawatan haba untuk mineral dan pemprosesan logam, pemprosesan penapisan kimia tentera,

petrol kimia kertas dan mesin pelupusan sampah.

2.5.2 Kaedah Menguji Kakisan.

Antikakisan bagi aloi aluminium di dalam larutan NaCl telah dikaji menggunakan teknik piawaian, iaitu

kaedah pengutuban potensiodinamik dan mikroskopi elektron imbasan (SEM). Kajian telah dijalankan

di dalam larutan NaCl pada pH berbeza dengan kehadiran pelbagai kepekatan ekstrak tanin. Kelakuan

perencatan kakisan bagi aloi aluminium didapati bergantung pada pH larutan NaCl. Keputusan

menunjukkan kecekapan perencatan kakisan meningkat dengan peningkatan kepekatan di dalam NaCl

pada pH 6. Perawatan aloi aluminium dengan semua kepekatan tanin bakau telah mengurangkan

ketumpatan arus yang seterusnya merendahkan kadar kakisan. Tanin bertindak sebagai perencat jenis

campuran di dalam NaCl pada pH 6 dan penurunan ketumpatan arus kakisan didominasi oleh

tindakbalas katodik. Sementara itu, pada pH 12, penambahan tanin telah menganjak keupayaan kakisan

kepada keupayaan yang lebih katodik dan kesan pempasifan telah diperhatikan pada keupayaan anodik.

Kajian SEM menunjukkan penambahan tanin di dalam larutan NaCl pada pH 12 telah mengurangkan

degradasi permukaan aloi aluminium dan pembentukan liang.





METODOLOGI

3.1 Pengenalan

Kerja akan dimulakan oleh pemesinan blok keluli alat untuk 3 bahagian acuan (plunger, badan dan

tapak) dengan menggunakan pengilangan akhir untuk mereka-reka acuan yang sesuai (untuk

membangunkan spesimen). Kemudian, menjalankan proses metalurgi serbuk termasuk mencampurkan

(aluminium bercampur lebar 1 wt.% Dan 3 wt.% Daripada PSAC), pemadatan dengan menggunakan

acuan (di 300MPa) dan pensinteran (500 ° c) untuk memalsukan sampel. Kajian ini akan dijalankan

dengan menggunakan teknik kimia dan elektrokimia seperti ujian rendaman.

3.2 Prosedur Kerja

Carta 3.1 Prosedur kerja

3.3 Peringkat Penentuan Kandungan Komposit.

Kaedah yang dilakukan adalah kaedah metalurgi serbuk secara konvensional di mana sepanjang uji kaji

ini dijalankan menggunakan mesin dan peralatan yang mudah di dapati malah telah sedia ada di

Politeknik Kota Bharu.

Terdiri daripada dua jenis campuran iaitu:

a. Campuran Aluminium + PSAC (Aluminium Komposit)

Cara spesimen dilabel:

a. Aluminium tulen (Al - C0)

b. Aluminium Komposit (Al / 3%PSAC - C1)

c. Aluminium Komposit (Al / 6%PSAC – C2)

d. Aluminium Komposit (Al / 10%PSAC – C3)

Sukatan setiap campuran untuk 5 sampel = 16.08 gram (Berpandukan pada jadual 3.1)

SPESIMEN ALUMINIUM PSAC

Aluminium Tulen (g) (%) (g) (%)

C0 3.216 100 - -

Proses menentukan komposisi

Proses pencampuran

Proses mampatan

Proses pensinteran

Melakukan ujian







C1 3.120 97 0.096 3



C2 3.023 94 0.193 6



C3 2.894 90 0.322 10

3.4 Proses Campuran Menggunakan Kaedah Metalurgi Serbuk.

3.4.2 Prosedur Kerja

1. Berat serbuk ditimbang mengikut sukatan dengan menggunakan penimbang sebelum dicampurkan

dengan serbuk lain sehingga mencukupi 16.08g. Bekas diletakkan di atas penimbang dan disetkan

kosong sambil kertas dilapik di atas penimbang supaya serbuk tidak melekat padanya.

2. Penimbang dibersihkan dan disimpan di tempat yang sepatutnya.

3.4 Proses Pencampuran


i. Selepas siap proses penentuan kandungan komposit, campuran berlabel ini akan dilakukan

proses percampuran dengan menggunakan mesin dan bekas yang telah berlabel tersebut

kecuali botol yang berlabel C0 dimana kandungannya adalah 100% aluminium atau 16.08g.

ii. Kemudian, botol berlabel tersebut dipasang pada mesin larik dengan disetkan kelajuan 154

rpm dan dibiarkan selama 10 minit. Masa diambil dengan menggunakan jam randik.

Selepas10 minit berlalu, mesin larik dihentikan. Proses ini dijalankan sehingga kesemua

campuran serbuk dicampurkan (C1 – C3). Proses campuran ini menggunakan kaedah

pusingan menegak.





Rajah 3.7: Botol dipasang pada Rajah 3.8: Botol berpusing pada

Mesin larik kelajuan 154 rpm

1. Di dalam botol berlabel tersebut juga dimasukkan ‘metalball’ bagi mambantu proses

percampuran serbuk tersebut.

Rajah 3.9 : Bebola Besi

3.6 Proses Mampatan


1. Proses ini manggunakan Hydraulic Compaction Machine.

2. Meja dilapik dengan kertas untuk mengelakkan daripada serbuk bersepah.

3. Proses mampatan ini juga melibatkan penggunaan mold yang telah disediakan atau

direka khas yang diperbuat daripada besi.

4. Mesin penekan hidraulik 6 tan digunakan untuk melakukan proses mampatan.

5. Mold terdiri daripada 3 bahagian iaitu:

a. Tapak

b. Badan

c. Penekan (plunger)





Rajah 3.10 Mold

Plunger

Badan

Tapak

6. Sebelum serbuk campuran dimasukkan ke dalam mold atau acuan, acuan tersebut perlu

dibersihkan terlebih dahulu untuk menghilangkan habuk di dalamnya.

7. Selapas itu, serbuk campuran dimasukkan ke dalam acuan secara anggaran dengan

menggunakan kertas yang dibuat berbentuk kon dan kemudian ditekankan penekan

dengan menggunakan tangan.

Rajah 3.11: Serbuk dimasukkan ke dalam acuan dengan menggunakan kertas.

8. Letakkan acuan yang berisi serbuk di permukaan kerja pada mesin dengan melapik

bongkah besi seperti rajah di bawah.

Rajah 3.12: Acuan diletakkan pada mesin

9. Penekan ditekan pada tekanan 6 tan. Tekanan tersebut dikenakan selama 1 minit.

Rajah 3.13: Penekan ditekan selama 1 minit pada tekanan 6 tan

10. Selepas 1 minit, mesin diangkat dan acuan dipisahkan daripada tapak.





11. Serbuk menjadi padat dan melekat dalam acuan.

12. Badan acuan yang mengandungi spesimen diletakkan di atas 2 bongkah besi yang telah

dijarakkan. Pada bahagian bawah dialas dengan kertas supaya spesimen tidak mudah

pecah ketika ditolak keluar oleh penekan.

13. Spesimen dikeluarkan daripada badan acuan dengan perlahan untuk mengelakkannya

daripada pecah atau patah. Hal ini kerana, spesimen yang baru dihasilkan belum cukup

kuat dan kukuh.

14. Bacaan pada spesimen diambil iaitu pada lebar dan panjang spesimen. Bacaan diambil

pada semua spesimen iaitu sebanyak 30 spesimen dengan menggunakan angkup

vernier.

15. Bacaan diambil untuk mengenalpasti perubahan saiz selepas melakukan proses

sinteran.

16. Spesimen kemudiannya dimasukkan ke dalam plastik berlabel.

17. Setelah selesai melakukan proses pemadatan, proses seterusnya akan beralih kepada

proses persinteran.

3.7 Proses Pensinteraan

Rajah 3.14: Prosedur Proses Penghasilan Sampel.

Proses Penghasilan Sampel

Peringkat

Percampuran

Peringkat

Mampatan Peringkat

Sinteran

Peringkat Ujian

Tekanan 6 tan

Mekanisma

Pensinteran

Suhu

Optimum

Putaran mendatar

d=46mm

Kelajuan putaran

154 rpm

Masa

optimum

Pemadatan

ekapaksi

Pemadatan

tunggal





Pengenalan


1. Spesimen yang telah siap dilakukan proses permampatan disusun dan dilabel dengan teratur

sebelum dimasukkan ke dalam relau karbonit (carbonite furnace).

2. Spesimen kemudiannya dimasukkan ke dalam relau karbonit untuk proses

sinteran.

3. Suhu yang medium digunakan untuk proses ini iaitu ± 500°C.

Kadar suhu :

i. 400°C - Kadar expend adalah sedikit. Mungkin struktur pada

spesimen tidak bertindak balas sepenuhnya.

ii. 500°C - Suhu medium untuk proses sinteran adalah antara

400°C – 600°C.

iii. 600°C - Kadar yang tinggi. Mengelakkan daripada terlalu

‘garing’

4. Proses ini mula dilakukan pada hari Rabu (29 Jan 2014) jam 3.30 petang.

5. Setelah spesimen dimasukkan ke dalam relau dan mencapai sehingga suhu 500°C,

dan spesimen dibiarkan memanas di dalam relau tersebut selama 120 minit / 2jam.

Rajah 3.15 : Suhu melawan masa bagi proses sintering.

a. Setelah mencapai masa yang ditetapkan iaitu 2 jam (optimum untuk pembakaran)

di dalam relau, spesimen kemudiannya dikeluarkan.

b. Proses seterusnya, mengukur sama ada pertambahan panjang / diameter atau

berlaku penyusutan pada spesimen.

Suhu (°C)

2 jam

3.30 p.m 5.30 p.m Masa (t)





Rajah 3.17 : Spesimen disusun dan dimasukkan ke dalam relau

Jadual 3.1 : Peratusan tinggi dan diameter spesimen selepas pensinteran.

Spesimen Sebelum dibakar(g) Selepas dibakar(g) Peratus (%)

CO

C01 2.94 2.91 -1.02

CO2 3.40 3.35 -1.49

CO3 3.12 3.08 -1.28

C1 (212)

C11 2.83 2.72 -4.04

C12 3.49 3.36 -3.87

C13 2.75 2.66 -3.38

C1 (75)

C11 3.37 3.25 -3.69

C12 2.76 2.64 -4.54

C13 2.42 2.29 -5.67

C2 (212)

C21 3.82 3.58 -6.70

C22 3.08 2.87 -7.31

C23 3.05 2.85 -7.01

C3 (212)

C31 2.52 2.25 -12.0

C32 2.71 2.45 -10.61

C33 3.06 2.75 -11.27





FORMULA = (Selepas dibakar – Sebelum dibakar) x 100 %

Sebelum dibakar

Berdasarkan jadual 3.1 peratusan tinggi dan diameter spesimen selepas pensinteran pada C0 (aluminium

tulen) didapati pengurangan peratusan jisim. Manakala pada C1 (212), C1 (75), C2 (212) dan C3 (212)

dengan menggunakan PSAC yang berbeza saiz didapati penambahan peratusan jisim selepas

pensinteran.

3.8 Proses Rendaman

3.8.3 Prosedur kerja

1. Ikat spesimen menggunakan tali tangsi dan ikat pada batang lidi untuk diletakkan kedalam

bekas.

2. Bekas yang sudah berlabel masukkan air garam untuk merendam spesimen.

3. Akhir sekali, biarkan selama 2 minggu sebelum melakukan pengujian.

Rajah 3.19 : Masukkan ke dalam air garam

Rod

Tali

Spesimen --- NaCl





3.9 Proses Ujikaji.

3.9.1 Prosedur kerja

1. Spesimen dikeluarkan daripada rendamam air garam dan dikeringkan selama 5 minit dengan

menggunakan mesin dryer.

Rajah 3.20 Spesimen dikeringkan.

2. Setelah dikeringkan, spesimen dimasukan kedalam asid nitrik (HNO3) selama 10 minit untuk

menguji tahap kakisan. Spesimen dikeringkan semula.





Rajah 3.21 Rendam dalam asid nitrik

3. Seterusnya, spesimen dimasukkan kedalam ‘ultra sonic’ dengan air (proses osmosis berbalik)

selama 5 minit. Proses ini bertujuan untuk membersihkan segala kakisan yang tedapat pada

spesimen.

Rajah 3.22 ultra sonic cleaner

4. Kemudian, proses yang terakhir adalah spesimen akan ditimbang untuk mendapatkan bacaan

berat spesimen dan bacaan direkod.

DAPATAN DAN ANALISA

4.1 Pengenalan

Setiap projek yang dijalankan perlu menjalankan proses pengujian bagi menentukan keberkesanan

projek tersebut. Hasil daripada pengujian tersebut kita boleh mengetahui samada kajian ini menepati

objektif yang telah ditetapkan atau tidak. Begitu juga dengan kos yang telah di keluarkan bagi

menyiapkan projek, adakah ia akan menguntungkan jika berbanding dengan hasil yang diterima. Semua

ini merupakan faktor-faktor yang penting untuk menentukan sesebuah projek itu berjaya atau tidak.

Namun begitu, projek ini tidak dianggap gagal sekiranya tidak memenuhi kehendak objektif kerana





projek ini yang masih dalam kajian. Segala kelemahan yang ada pada projek ini mestilah diperbaiki

supaya projek ini benar-benar berjaya. Oleh itu, data-data perlu diambil untuk membuktikan

penggunakan aluminium dan PSAC. Bab ini menerangkan berkenaan dengan hasil yang di dapati

daripada dapatan projek sepanjang tempoh projek ini di jalankan. Seterusnya hasil daripada analisa

yang diperolehi dikemukakan.

Jadual 4.1 Perubahan jisim aluminiun tulen

Spesimen

Masa (hari)

C01 C02 C03

0 2.64 2.64 2.7

7 2.998 3.033 3.041

14 3.019 3.056 3.068

Rajah 4.1 Graf perubahan jisim melawan hari terhadap aluminium tulen

Berdasarkan graf diatas menunjukkan peningkatan pada hari ke-7 dan hari ke-14 yang berterusan

kerana aluminium tulen tidak mengalami kadar kakisan.

Jadual 4.2 Perubahan jisim bagi spesimen C1 (212)

Spesimen

Masa (hari)

C11 C12 C13

0 2.41 2.711 2.705

7 2.25 2.511 2.425

14 2.5 2.839 2.806





Rajah 4.2 Graf perubahan jisim melawan hari terhadap spesimen C1 (212)

Berdasarkan graf diatas pada hari ke-7 menunjukkan penurunan pada spesimen C11 (2.25), C12 (2.511)

dan C13 (2.425). Manakala pada hari ke-14 menunjukkan peningkatan pada spesimen C11 (2.5), C12

(2.839) dan C13 (2.806) kerana didapati tindak balas kadar kakisan terhadap spesimen dengan

campuran PSAC sebanyak 3 % dan berbeza saiz PSAC.


Spesimen

Masa (hari)

C11 C12 C13

0 2.4 2.34 2.28

7 2.739 2.698 2.536

14 2.672 2.578 2.441






Berdasarkan graf diatas pada hari ke-7 menunjukkan peningkatan pada spesimen C11 (2.739), C12

(2.698) dan C13 (2.536). Manakala pada hari ke-14 menunjukkan penurunan pada spesimen C11

(2.672), C12 (2.578) dan C13 (2.441) kerana didapati tindak balas kadar kakisan terhadap spesimen

dengan campuran PSAC sebanyak 3 % dan berbeza saiz PSAC.


Spesimen

Masa (hari)

C21 C22 C23

0 2.31 2.407 2.338

7 2.13 2.616 2.569

14 2.27 2.549 2.497



(2.616) dan C23 (2.569). Manakala pada hari ke-14 menunjukkan penurunan pada spesimen C21 (2.27),

C22 (2.549) dan C23 (2.497) kerana didapati tindak balas kadar kakisan terhadap spesimen dengan



Spesimen

Masa (hari)

C31 C32 C33

0 1.97 2.303 2.162

7 2.09 2.415 2.298

14 1.97 2.301 2.174







(2.415) dan C33 (2.298). Manakala pada hari ke-14 menunjukkan penurunan pada spesimen C31 (1.97),

C32 (2.301) dan C33 (2.174) kerana didapati tindak balas kadar kakisan terhadap spesimen dengan


Jadual 4.6 Purata perubahan jisim bagi setiap spesimen

Spesime

n

Masa

(hari)

C0 C1

(a)

C1

(b)

C2 C3

0 2.6

6

2.3

87

2.3

4

2.2

37

2.0

1

7 3.0

24

2.6

87

2.6

57

2.5

24

2.3

39

14 3.0

47

2.6

45

2.5

64

2.4

68

2.2

11





Rajah 4.6 Perubahan purata jisim melawan masa bagi setiap spesimen

Berdasarkan graf 4.6 menunjukkan perubahan purata jisim bagi setiap spesimen iaitu bagi

spesimen CO mengalami peningkatan yang tinggi. Manakala bagi spesimen C1(a), C1(b), C2 dan

C3 menurun kerana didapati campuran PSAC iaitu 3%, 6% dan 10%

Jadual 4.7 Perubahan jisim purata pada hari ke-7 dan ke-14 bagi aluminium komposit.

Masa(hari)

Aluminium komposit

L7 L14 14-7

C0 0.364 0.387 0.023

C1 (a) 0.3 0.258 -0.042

C1 (b) 0.317 0.224 -0.093

C2 0.287 0.231 -0.056

C3 0.329 0.201 -0.128





Rajah 4.7 Perubahan purata jisim aluminium komposit melawan hari.

Berdasarkan graf diatas pada hari ke-7 menunjukkan penurunan pada C1 (a), C1 (b), C2, dan

meningkat pada C3. Manakala pada hari ke-14 menunjukkan penurunan pada C1 (a), C1 (b) dan

meningkat pada C2 dan berlaku penurunan semula pada C3. Selain itu, pada 14-7 pada C0 tidak

berlaku perubahan manakala pada C1 (a), C1 (b), C2 dan C3 didapati berlaku perubahan yang

begitu mendadak

PERBINCANGAN

5.1 Pengenalan

Perbincangan merupakan salah satu daripada aktiviti yang kerap dilakukan untuk mengetahui

keputusan dan dapatan yang tepat. Perbincangan juga bertujuan untuk mendapatkan kata sepakat

bagi menyelesaikan sesuatu yang berkaitan dengan projek yang dihasilkan. Sepanjang tempoh

untuk menghasilkan projek ini sehingga berjaya, pelbagai dugaan dan cabaran yang terpaksa

ditempuhi bagi memastikan projek yang dilakukan berjaya dan memuaskan. Kebanyakkan

perbincangan yang dilakukan merupakan perbincangan di antara ahli kumpulan, rakan-rakan,

pensyarah dan penyelia projek. Di samping itu, khidmat nasihat dan tunjuk ajar daripada pihak

tertentu sedikit banyak dapat mengatasi masalah yang dihadapi agar dapat menghasilkan projek

dengan sempurna.

4.2 Pengiraan kadar kakisan dan rintangan kakisan.

Kadar kakisan

CR = Kehilangan berat

saat

Rintangan kakisan

CRS = 1

Kehilangan berat





Jadual 5.1 kadar kakisan dan rintangan kakisan

Masa(hari)

Spesimen

L7 L14 14-7 CR CRS

C0 0.364 0.387 0.023 - -

C1 (a) 0.30 0.258 -

0.042

4.86

x 10-

7

2.06

x

106

C1 (b) 0.317 0.224 -

0.093

10.76

x 10-

7

9.30

x

106

C2 0.287 0.231 -

0.056

6.48

x 10-

7

1.54

x

106

C3 0.329 0.201 -

0.128

14.81

x 10-

7

6.75

x

106

Penyelidik mendapati C0 (aluminium tulen) tidak mempunyai kadar kakisan. Didapati juga

bahawa kadar kakisan yang paling sedikt dialami oleh komposit aluminium C1 dengan saiz PSAC

(212). Selain itu, mendapati bahawa ritangan kakisan bergantung kepada kadar kakisan. Jika

kadar kakisan sedikt maka rintangan juga sedikit. Oleh itu didapati C2 (212) mempunyai rintangan

kakisan yang rendah dan menunjukan bahawa ianya tahan karat

CADANGAN

Antara cadangan yang didapati adalah:

i. Menggantikan PSAC dengan bahan lain seperti POC + Kuprum.

ii. Selain menggunakan ujian rendaman air garam penyelidik boleh menggunakan kaedah kimia

seperti ujian potentiostate.

iii. Penyelidik boleh menggunakkan menguji kekerasan, mikroskop optik, SEM dan pemeriksaan EDX.

KESIMPULAN

i. Berdasarkan keputusan analisa struktur mikro menunjukkan bahawa partikel penguat

PSAC berjaya dicampurkan ke dalam matrik aluminium.

ii. Kepekatan klorida yang lebih tinggi telah menggalakkan pertumbuhan lapisan produk

kakisan.

iii. Daripada ujikaji kakisan spesimen yang dijalankan mendapati penambahan peratusan

penguat memberi kesan positif terhadap kadar kakisan. Berdasarkan data-data yang

dikumpul, membuktikan bahawa spesimen yang dicampurkan dengan PSAC adalah lebih

tahan karat berbanding dengan aluminium tulen.

iv. Keputusan dan dapatan yang didapati aluminium tulen tidak mengalami kadar kakisan dan

rintangan kakisan.





Bibliografi 1. Sifat-Sifat Bahan Kejuruteraan

http://bahankejuruteraan.blogspot.com/2012/12/sifat-sifat-bahan-kejuruteraan.html

(akses pada 4 Januari 2014 Sabtu, 12.17 p.m)

2. Ujian Bahan

http://www.authorstream.com/Presentation/carulZ-867470-ujian-tanpa-musnah/

(akses pada 11 febuari 2014 Selasa, 12.18 p.m)

3. L. Froyen, B. Verlinden. TALAT Lecture 1402 Aluminium Matrix Composites Materials

G peges, 29 figures Advanced Level 1, University of Leuven, Belgium.

4. G.N. Anastasia, Anne Zulfial dan Eddy S. Siradj 1. Pengaruh Mg terhadap kekerasan

komposit matriks seramik Al203/Al. makara, Sains, vol. 13, no. 1, April 2009: 39-44, 39

1,2*), €1. Departmen Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia,

Depok 16424, Indonesia 2. Jurusan Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Indonesia

Paulus (UKIMakasar 90242, Indonesia. E-mail:

[email protected];[email protected]).

5. Mohd Nazree bin Derman. Fabrikasi dan pengadonan komposit matriks aluminium diperbuat

daripada serbuk aluminium berbentuk kepingan dan gentian pendek Alumina Saffil TM. Tesis

diserahkan untuk memenuhi keperluan Ijazah Doktor Falsafah Universiti Sains Malaysia. Mac

2006

6. O’Donnell, G. dan Looney, L. 2001. Production of Aluminium Matrix Composite Components

Using Conventional PM Technology, Elsevier Science B.V.: 292-301.

7. Ruslan, Syaiful, Syamil, Aiman dan Redzuan. Mengkaji Kadar Haus Ke Atas Komposit

Aluminium Yang Dicampur Sengan Palm Shell Activated Carbon (PSAC) Dan Slag Dihasilkan

Dengan Kaedah Metalurgi Serbuk. Tesis diserahkan untuk memenuhi keperluan Diploma

Kejuruteraan Mekanikal Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin. Julai 2009

8. Syukri, khairulmuzami, husni, syahmi, syahin, dan zulaikha. Study of abrasive wear

behavior on aluminium reinforced with 5 – 20 WT % PSC and PSBP particles fabricated

via conventional powder metallurgy technique. Tesis diserahkan bagi memenuhi keperluan

Diploma Kejuruteraan Mekanikal Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin. 2009.

9. YEH, J. J. – CHEN, L. D. – LIN, C. B.: In: Proc.of 11th International Conference on

Composite Materials. Vol. III: Matel Matrix Composite and Physical Properties. Ed.:

Abington, M. L. Cambridge, UK, Woodhead Publishing Limited, 3, 1997, p. 699.


http://bahankejuruteraan.blogspot.com/2012/12/sifat-sifat-bahan-kejuruteraan.html

http://www.authorstream.com/Presentation/carulZ-867470-ujian-tanpa-musnah/



Documents

KELAKUAN KAKISAN BAGI KOMPOSIT MATRIK ......Pemilihan bahan dalam pembuatan komponen kejuruteraan sangat penting dalam menentukan kualiti barangan yang akan dikeluarkan bagi industri