KORELASI POROSITAS TERHADAP MODULUS ELASTISITAS … · KORELASI POROSITAS TERHADAP MODULUS ELASTISITAS KOMPOSIT Al/SiC p. 0 50 100 150 200 0 2 4 6 8 10 12 14. Porositas (%) Modulus

KORELASI POROSITAS TERHADAP MODULUS ELASTISITAS KOMPOSIT Al/SiCp

0

50

100

150

200

0 2 4 6 8 10 12 14Porositas (%)

Mod

ulus

Ela

stis

itas

(GPa

)

tanpa terlapisi ZnOterlapisi ZnO

Gambar Modulus elastisitas berdasarkan porositas terukur padamaterial komposit Al/SiCp tanpa terlapisi dan terlapisi ZnO

Adanya peningkatan nilai modulus elastisitas kaitannya denganporositas mengindikasikan bahwa terjadi reduksi porositas padavariasi gaya kompaksi yang sama. Tereduksinya porositas padamaterial komposit diakibatkan oleh adanya pemberian lapisanZnO pada penguat partikel SiC. Pembentukan lapisan ini akanmenyebabkan permukaan partikel penguat menjadi tidak ratasehingga kekasaran permukaan akan menimbulkan gayaelektrostatik antar partikel. Kekasaran pada permukaan partikelSiC karena adanya pelapisan ZnO akan mengakibatkaninterlocking (penguncian kekasaran) pada permukaannya.



Gambar Pengamatan mikrostruktur antarmuka komposit Al/SiCp tanpa terlapisi ZnO (a) 5 kN, (b) 10 kN, (c) 15 kN, dan (d) 20 kN


Gambar Pengamatan mikrostruktur antarmuka komposit Al/SiCp terlapisi ZnO (a) 5 kN, (b) 10 kN, (c) 15 kN, dan (d) 20 kN

ANALISIS KUALITATIFDAN

KUANTITATIF KOMPOSIT

Sampel (kN)Modulus elastisitas(GPa)

Tanpa terlapisi ZnO Terlapisi ZnO

5

10

15

20

38,182

55,276

67,836

173,568

52,57

74,99

89,472

185,903

Analisis Kuantitatif Komposit Al/SiCp

Tabel Nilai modulus elastisitas material komposit isotropik Al/SiCp

Gambar Modulus elastisitas terhadap gaya kompaksi pada material kompositAl/SiCp tanpa terlapisi dan terlapisi ZnO



Terjadi perbedaan besarnya nilai modulus elastisitas pada keduajenis material komposit (tanpa terlapisi dan terlapisi ZnO). Adanyaperbedaan nilai ini disebabkan oleh pelapisan ZnO padapermukaan partikel penguat dan meningkatnya gaya kompaksipada kedua jenis material komposit tersebut. Nilai moduluselastisitas yang besar pada komposit terlapisi ZnO disebaban olehkarena transfer pembebanan dari matrik ke penguat terjadidengan baik. Hal ini mengindikasikan bahwa terjadi peningkatanwetability partikel SiC terhadap matrik Al pada material kompositAl/SiC. Oleh karena itu meningkatnya wetability partikel SiCterhadap matrik Al maka akan meningkatkan pula sifat mekanikpada material komposit Al/SiC.

Analisis Kualitatif Komposit Al/SiCp

Gambar Distribusi partikel SiC di dalam matrik Al pada komposit Al/SiCptanpa terlapisi ZnO (a) 5 kN, (b) 10 kN, (c) 15 kN, dan (d) 20 kN


Gambar Distribusi partikel SiC di dalam matrik Al pada komposit Al/SiCpterlapisi ZnO (a) 5 kN, (b) 10 kN, (c) 15 kN, dan (d) 20 kN

Gambar Pengamatan persebaran penguat SiC dalam matrik Al dengan prediksi elemen-elemen komposit Al/SiCp menggunakan EDX (a) tanpa terlapisi Zno (b)

terlapisi ZnO



(a)

(b)

Gambar Persebaran SiC dalam matrik dengan EDX pada komposit Al/SiCp (a) tanpa terlapisi ZnO (b) terlapisi ZnO

(b)


Gambar Pola difraksi sinar-X pada daerah antarmuka komposit Al/SiCp pada masing-masing gaya kompaksi (a) tanpa terlapisi ZnO (b) terlapisi ZnO

Gambar SEM pada daerah antarmuka komposit Al/SiCp pada gaya kompaksi 20 kN


Gambar (a) menunjukkan adanya debonding atau tidak terjadiikatan antara Al dan SiC. Debonding ini terjadi akibatterkelupasnya matrik pada area antarmuka komposit.

Gambar (b) menunjukkan tidak terjadi debonding di areaantarmuka disebabkan adanya pelapisan ZnO dipermukaan SiC.Adanay lapisan ZnO berperan sebagai bahan pengikat antaramatrik dengan penguat.


KESIMPULAN

1. Pelapisan ZnO pada permukaan SiC pada komposit Al/SiCP dapatmeningkatkan kualitas fisis maupun mekanik bahan komposit.

2. Kenaikan variabel gaya kompaksi pada saat pembentukan greendensity (densitas kompaksi) berkorelasi linear terhadap kenaikandensitas komposit untuk keadaan pertikel terlapisi dan tanpa terlapisiZnO.

3. Kenaikan gaya kompaksi pada pembuatan bahan kompositberkorelasi linear terhadap penurunan porositas pada bahankomposit untuk komposit terlapisi dan tidak terlapisi pada partikel SiC.Pada komposit dengan partikel SiC terlapisi ZnO memilikikemampatan sebesar 93,18% sedangkan pada komposit tanpaterlapisi ZnO memilki kemampatan lebih rendah sebesar 83,46%.

4. Berdasarkan pengamatan mikrostruktur dan fase yang terbentuk,lapisan ZnO berperan sebagai binder atau pengikat yangmeningkatkan aspek kebasahan yang berarti pula meningkatkanikatan antar permukaan antara matrik dan penguat.

Terima kasihLokasi: Kab. Tuban Jawa Timur Dokumentasi: Dr. M. Zainuri (Juli 2010)

Documents

KORELASI POROSITAS TERHADAP MODULUS ELASTISITAS … · KORELASI POROSITAS TERHADAP MODULUS ELASTISITAS KOMPOSIT Al/SiC p. 0 50 100 150 200 0 2 4 6 8 10 12 14. Porositas (%) Modulus