bab ii tinjauan pustaka 2.1 tanaman...

19
4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarak Tanaman jarak, yang bernama ilmiah Ricinus communis L. (gambar 2.1) berasal dari Ethiophia. Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, hal ini karena buah jarak memiliki bintik-bintik dan bentuknya sekilas mirip dengan serangga seperti pada gambar 2.2. Tanaman ini untuk pertama kali dibudidayakan oleh bangsa Portugis dan Spanyol. Mereka menyebutnya sebagai Agno Casto, sedangkan bangsa Inggris menyebutnya Castor (Widodo & Sumarsih, 2007). Menurut Widodo & Sumarsih (2007), klasifikasi ilmiah dari tanaman jarak adalah sebagai berikut : Divisi : Spermatophyta (Tumbuhan Berbiji) Subdivisi : Angiospermae (Tumbuhan Berbiji Tertutup) Kelas : Dicotyledoneae (Tumbuhan Berbiji Belah Dua) Bangsa : Euphorbiales Suku : Euphorbiaceae Marga : Ricinus Jenis : Ricinus communis L. Gambar 2.1. Tanaman jarak (Ricinus communis L.) Sumber : Hernawati, 2009

Upload: vanquynh

Post on 08-Apr-2019

224 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Jarak

Tanaman jarak, yang bernama ilmiah Ricinus communis L. (gambar 2.1)

berasal dari Ethiophia. Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, hal ini karena

buah jarak memiliki bintik-bintik dan bentuknya sekilas mirip dengan serangga

seperti pada gambar 2.2. Tanaman ini untuk pertama kali dibudidayakan oleh

bangsa Portugis dan Spanyol. Mereka menyebutnya sebagai Agno Casto,

sedangkan bangsa Inggris menyebutnya Castor (Widodo & Sumarsih, 2007).

Menurut Widodo & Sumarsih (2007), klasifikasi ilmiah dari tanaman jarak

adalah sebagai berikut :

Divisi : Spermatophyta (Tumbuhan Berbiji)

Subdivisi : Angiospermae (Tumbuhan Berbiji Tertutup)

Kelas : Dicotyledoneae (Tumbuhan Berbiji Belah Dua)

Bangsa : Euphorbiales

Suku : Euphorbiaceae

Marga : Ricinus

Jenis : Ricinus communis L.

Gambar 2.1. Tanaman jarak (Ricinus communis L.) Sumber : Hernawati, 2009

Page 2: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

5

Gambar 2.2. Biji tanaman jarak Sumber : Hernawati, 2009

Biji jarak yang utama banyak mengandung minyak dan protein.

Kandungan bahan biji jarak dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Kandungan bahan dalam biji jarak

Bahan Kadar (%)

Air 5,1 – 5,5

Protein 12,0 – 16,0

Minyak 45,0 – 50,6

Abu 2,0 – 2,2 Sumber : Hernawati, 2009

Terdapat beberapa jenis tanaman jarak, salah satunya adalah tanaman jarak

pagar (Jatropha curcas L.). Nama Jatropha berasal dari jatros (doctor) dan trophe

(food) yang digunakan untuk keperluan medis. Curcas adalah nama lain dari physic

nut. Tanaman ini memiliki pohon dengan ketinggian 2 – 5 meter, batang penuh

tonjolan akibat daun gugur, cabang pohon menyebar, ranting pendek, daun tunggal

dan getah putih keruh. Bunga dari tanaman ini berwarna hijau kekuningan, buah

bulat kecil berwarna hijau dan memiliki biji berwarna hitam seperti pada gambar

2.3. Tanaman jarak pagar dapat tumbuh baik pada daerah dengan ketinggian 500 m

pada suhu 20 – 28℃ (Henning, 1990).

Page 3: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

6

Gambar 2.3. Bagian-bagian tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) Sumber : Hambali et al, 2006

2.1.1 Minyak Jarak Sebagai Minyak Pelumas Dasar

Minyak jarak merupakan trigliserida yang asam lemaknya didominasi oleh

asam risinoleat. Ciri khusus dari asam risinoleat adalah memiliki ikatan rangkap

dan juga gugus hidroksil, artinya minyak jarak memiliki potensi digunakan sebagai

bahan dasar pelumas. Selain itu, minyak jarak memiliki sifat yang kental (viscous)

pada suhu tinggi, titik tuang yang rendah, indeks ketahanan beban yang cukup

tinggi, serta tetap cair pada suhu rendah.

Keunggulan minyak jarak sebagai pelumas yang bahan dasarnya berasal

dari nabati ini antara lain (PPPTMGB Lemigas, 1998):

1. Sebagai alternatif pengganti minyak pelumas yang berasal dari minyak bumi,

sehingga mengurangi ketergantungan terhadap minyak bumi.

2. Bahan baku yang tersedia relatif mudah diperoleh, karena biji tanaman jarak

(Ricinus communis L.) tumbuh baik di iklim Indonesia dan bukan komoditas

pangan.

3. Minyak jarak bersifat ramah lingkungan dalam arti limbahnya tidak mencemari

lingkungan.

Page 4: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

7

2.2 Pelumas

Pelumas merupakan zat kimia (cairan) yang diberikan di antara dua benda

bergerak dan saling bersinggungan yang bertujuan untuk mengurangi gaya gesek

yang terjadi antara keduanya. Menurut Jasin (2003), pelumas dibuat dari minyak

dasar (base oil) ditambah aditif dengan perbandingan tertentu, sesuai spesifikasi

yang diinginkan. Bahan aditif yang ditambahkan bukan berasal dari minyak bumi

melainkan bahan kimia yang dapat berfungsi meningkatkan kualitas. Diharapkan

pelumas yang dihasilkan dapat melayani pelumasan pada mesin atau peralatan

sesuai dengan spesifikasi.

2.2.1 Fungsi Pelumas

Menurut Wartawan (1998), secara umum pelumas memiliki fungsi dasar

sebagai berikut:

1. Mengurangi gesekan

Pelumas dapat mengurangi koefisien gesekan dengan cara membentuk lapisan

di antara dua permukaan logam yang bergerak dan saling bergesekan.

2. Menurunkan suhu

Pelumas membantu menyerap panas pada daerah suhu tinggi dan

memindahkannya ke bagian yang suhunya lebih rendah.

3. Mengendalikan korosi

Pelumas dapat mengendalikan korosi dengan cara membentuk lapisan

pelindung untuk menetralkan bahan yang korosif dan membasahi permukaan

logam.

4. Mencegah keausan

Pelumas memegang peranan penting untuk mengatasi tiga hal penyebab

keausan, yaitu abrasi, korosi, dan kontak antara dua permukaan logam.

5. Meredam kejutan

Pelumas dapat berfungsi sebagai fluida peredam kejutan melalui dua

mekanisme. Pertama dengan proses pemindahan tenaga mekanik ke tenaga

Page 5: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

8

fluida, seperti dalam peredam kejut otomotif (shock absorber), dan yang kedua

dengan adanya kenaikan viskositas terhadap kenaikan tekanan.

6. Menghilangkan kotoran

Pelumas akan membawa kotoran yang timbul pada permukaan logam ke

permukaan aktif dari filter atau sentrifugasi untuk menghilangkannya. Kotoran

yang tidak tertangkap oleh filter, didispersikan oleh aditif dispersan yang

terdapat dalam pelumas.

2.2.2 Pelumas Dasar

Umumnya pelumas memiliki komposisi yang terdiri atas 90% minyak

dasar dan 10% zat tambahan. Pelumas dasar dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu

minyak mineral, organik, dan sintetis. Minyak nabati merupakan pelumas dasar

yang berasal dari komponen lemak tumbuh-tumbuhan (nabati) dan hewan (hewani).

Minyak sintetis berasal dari bahan kimia yang mengalami proses sintetis

hidrokarbon (misalnya polyaolefin, golongan ester, atau golongan alkylated

naphtalene) (Misriyanto, 2009).

Berikut adalah penjelasan mengenai minyak mineral, minyak nabati, dan

minyak sintetis yang merupakan minyak dasar dari pelumas:

2.2.2.1 Minyak Mineral

Minyak mineral merupakan satu jenis yang banyak digunakan pada saat

ini. Pelumas dasar ini merupakan hidrokarbon yang mengalami serangkaian proses

permunian dan dapat digolongkan menjadi empat jenis, yaitu parafinik, olefin,

naftenik, dan aromatik. Kandungan lain di dalam minyak mineral adalah sulfur,

nitrogen, dan logam.

Menurut Wartawan (1998), minyak mineral memiliki beberapa kelebihan

di antaranya:

1. Harga relatif murah dan tersedia dalam jumlah yang cukup besar.

2. Daerah suhu operasi cukup lebar, meliputi hampir seluruh pemakaian pada

industri, mesin-mesin transportasi, alat-alat berat, dan mesin-mesin lainnya.

Page 6: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

9

3. Mudah dicampur dengan bahan aditif, sehingga bisa meningkatkan mutu dan

kinerja.

4. Tidak merusak sekat (seal) dan saluran (gland).

5. Stabil selama penyimpanan.

Pengolahan minyak mineral dapat menghasilkan beberapa jenis minyak

pelumas dengan tingkat viskositas dan sifat fisik yang berbeda satu dengan yang

lainnya. Selain memiliki kelebihan, minyak mineral juga memiliki beberapa

kelemahan, yaitu:

1. Minyak mineral cenderung membentuk bola-bola kecil (sphere) di atas

permukaan pelat.

2. Kemampuan minyak mineral untuk melumasi permukaan logam terbatas pada

suhu tertentu saja dan kemampuan melumasi akan menurun pada suhu lebih

tinggi.

3. Sulit membentuk emulsi dengan air.

2.2.2.2 Minyak Nabati

Minyak nabati adalah komponen lipid yang berasal dari tumbuh-

tumbuhan. Penyusun utama minyak nabati adalah trigliserida asam lemak. Asam

lemak yang membentuk trigliserida terdiri dari dua jenis yaitu asam lemak jenuh

(ikatan tunggal) dan asam lemak tidak jenuh (ikatan rangkap). Asam lemak jenuh

bersifat lebih stabil daripada asam lemak tidak jenuh.

Beberapa tanaman penghasil minyak nabati yang dapat dijadikan bahan

dasar pelumas, seperti bunga matahari, kedelai, kelapa sawit, kelapa, kapuk, dan

jarak. Selain sifat pelumasannya dapat menyamai minyak mineral, minyak nabati

juga lebih mudah terurai secara biologis (biodegradable) seperti pada tabel 2.2.

Tabel 2.2. Tingkat biodegradasi dari beberapa minyak pelumas dasar.

Minyak (Oil) Biodegradability (%) Renewability (%)

Minyak nabati (vegetable oil) 70 – 100 100

Minyak mineral (mineral oil) 20 – 40 0

Page 7: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

10

Polyaolefin (PAO) 20 – 60 0

Alkyl benzene 5 – 20 0

Diesters 40 – 80 0 – 80

Aromatic esters 5 – 70 0

Polyol esters 20 – 99 0 – 85

Complex esters 20 – 90 0 – 100

Polyalkylglicol (PAG) 10 – 70 0

Jika berada dalam pelat logam, minyak nabati berbeda dengan minyak

mineral. Minyak nabati akan mengalir ke bagian pelat logam yang paling panas,

sedangkan minyak mineral tetap ditempat semula (tidak mengalir). Sifat minyak

nabati tersebut disebabkan karena penurunan tegangan permukaan yang begitu

cepat akibat kenaikan suhu, sehingga meningkatkan daya penetrasi dan sifat

menyebar (spreading property) minyak pada permukaan pelat logam.

Menurut La Puppung (1986), minyak nabati mempunyai kelebihan

sebagai berikut:

1. Minyak nabati mudah mengalir dari suhu lebih rendah ke bagian pelat bersuhu

tinggi, karena kekentalan minyak bertambah kecil akibat pertambahan suhu.

2. Minyak nabati mudah membentuk emulsi dengan air jika dibubuhi emulsifier

dan emulsi yang terbentuk relatif stabil.

3. Daya lumas minyak nabati lebih baik daripada minyak mineral.

La Puppung (1986) juga menyebutkan kelemahan minyak nabati, yaitu:

1. Minyak nabati mengandung asam lemak tidak jenuh yang bersifat labil dan

mudah teroksidasi sehingga membentuk senyawa-senyawa yang dapat

mengakibatkan mesin berkarat.

2. Minyak yang kontak dengan panas pada suhu tinggi akan menghasilkan

sejumlah senyawa polimer yang ditandai dengan warna minyak menjadi lebih

gelap dan meningkatnya berat jenis dan nilai kekentalan, serta daya lumasnya

berkurang.

Page 8: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

11

3. Minyak dan lemak nabati dapat dirusak oleh mikroorganisme, terutama selama

penyimpanan, sehingga minyak sering dibubuhi dengan zat anti mikroorganisme

atau minyak harus selalu dalam keadaan steril.

2.2.2.3 Minyak Sintetis

Pelumas sintetis adalah pelumas yang dibuat dengan proses kimiawi

dengan menggabungkan beberapa bahan aditif. Pada awalnya, pelumas yang

digunakan pada kendaraan jaman dulu adalah berasal dari minyak bumi, pada

perkembangannya tidak mampu melayani mesin-mesin dengan teknologi tinggi

sehingga dilakukan penambahan bahan aditif. Selanjutnya, hasil penelitian

menunjukkan bahwa pelumas konvensional berasal dari minyak bumi yang telah

ditambah dengan bahan aditif tidak mampu mendukung kinerja mesin baru,

sehingga dilakukan penggantian dengan bahan lain yang bukan berasal dari minyak

bumi. Bahan ini merupakan bahan kimia yang memiliki kemampuan lebih unggul

dibandingakan dengan minyak mineral dalam semua sifat dasar yang diperlukan,

sehingga terbentuklah pelumas sintetis (Nugroho, 2005)

Pelumas sintetis dikelompokkan dalam dua kelas, yaitu ester organik dan

hidrokarbon yang diolah secara sintetis, baik yang berasal dari petrokimia maupun

oleokimia. Beberapa pelumas dasar sintetis adalah Polyaolefin (PAO), ester

sintetis, seperti monoester, diester, esterphtalat, poliolester (POE), dan ester

kompleks, serta polialkilenglikol (PAG), yaitu polimer petrokimia yang dihasilkan

dari reaksi antara etilen oksida dan propilen oksida (Askew, 2004).

2.3 Teori Keausan

Definisi keausan menurut ASTM adalah kerusakan permukaan benda yang

secara umum berhubungan dengan peningkatan hilangnya material yang

disebabkan oleh pergerakan relatif benda dan sebuah substansi kontak. Pada

umumnya keausan yang lebih besar akan terjadi pada benda yang kekerasannya

lebih rendah. Berbagai faktor yang mempengaruhi keausan adalah kecepatan gerak,

besarnya beban, profil permukaan, serta kekerasannya (hardness) dari material itu

sendiri. Gesekan antar permukaan juga akan menimbulkan panas yang juga

Page 9: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

12

mempengaruhi keausan, karena kekerasan material akan berkurang seiring

meningkatnya temperatur. Dampak dari gesekan antara dua material bisa dikurangi

dengan memberikan pelumasan pada permukaan benda yang mengalami kontak.

Selain faktor-faktor yang dapat mempengaruhi keausan, keausan juga dapat terjadi

pada suatu material yang disebabkan oleh adanya beberapa mekanisme yang

berbeda dan terbentuk oleh beberapa parameter yang bervariasi meliputi bahan,

lingkungan, kondisi operasi, dan geometri permukaan benda yang terjadi keausan.

2.3.1 Jenis-Jenis Keausan dan Penyebabnya

Mekanisme keausan dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu

keausan yang penyebabnya didominasi oleh perilaku mekanis dari bahan dan

keausan yang penyebabnya didominasi oleh perilaku kimia dari bahan, sedangkan

menurut Koji Kato, tipe keausan terdiri dari tiga macam, yaitu mechanical,

chemical and thermal wear.

2.3.1.1 Keausan Yang Disebabkan Perilaku Mekanis (Mechanical)

Keausan yang disebabkan oleh perilaku mekanis digolongkan menjadi

abrasive, adhesive, flow and fatigue wear.

1. Abrasive wear

Keausan ini terjadi jika partikel keras atau permukaan keras yang kasar

menggerus dan memotong permukaan sehingga mengakibatkan hilangnya

material yang ada di permukaan tersebut (earth moving equipment). Contoh :

micro-cutting, wedge forming, dan ploughing yang ditunjukkan pada gambar 2.4

dan 2.5.

Gambar 2.4. Abrasive wear oleh micro-cutting

Page 10: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

13

Gambar 2.5. Contoh mekanisme pada abrasive wear

2. Adhesive Wear

Keausan ini terjadi jika partikel permukaan yang lebih lunak menempel

atau melekat pada lawan kontak yang lebih keras, seperti pada gambar 2.6 dan

2.7.

Gambar 2.6. Adhesive wear karena adhesive shear dan transfer

Gambar 2.7. Proses perpindahan logam karena adhesive wear

3. Flow Wear

Keausan ini terjadi jika partikel permukaan yang lebih lunak mengalir

seperti meleleh dan tergeser plastis akibat kontak dengan yang lain, seperti pada

gambar 2.8.

Page 11: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

14

Gambar 2.8. Flow wear oleh penumpukan aliran geseran plastis

4. Fatigue Wear

Fenomena keausan ini didominasi akibat kondisi beban yang berulang

(cyclic loding). Ciri-cirinya perambatan retak lelah biasanya tegak lurus pada

permukaan tanoa deformasi plastis yang besar, seperti : ball bearings, roller

bearings dan lain sebagainya seperti pada gambar 2.9, 2.10, dan 2.11.

Gambar 2.9. Fatigue wear karena retak dibagian dalam dan merambat

a. Permulaan retak sebagai hasil dari proses fatigue

b. Retak primer merambat sepanjang bidang slip

Page 12: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

15

c. Retak tambahan dari permulaan retak

d. Tambahan retak merambat dan terbentuklah partikel keausan

Gambar 2.10. Skema penggambaran proses retak dari awal retak dan

merambatnya retak permukaan

Gambar 2.11. Contoh terbentuknya partikel keausan pada aus lelah

Crack initiation

Release of

wear particle Crack propagation

Page 13: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

16

2.3.1.2 Keausan Yang Disebabkan Perilaku Kimia

1. Oxidative Wear

Pada peningkatan kecepatan sliding dan beban rendah, lapisan oksida tipis,

tidak lengkap, dan rapuh tebentuk. Pada percepatan yang jauh lebih tinggi,

lapisan oksida menjadi berkelanjutan dan lebih tebal, mencakup seluruh

permukaan. Contoh : permukaan luncur di dalam lingkungan yang oksidatif.

2. Corrosive wear

Mekanisme ini ditandai oleh batas butir yang korosif dan pembentukan

lubang. Misalnya permukaan sliding di dalam lingkungan yang korosif. Pada

gambar 2.12 dan 2.13 ditunjukkan contoh-contoh dari corrosive wear.

Gambar 2.12. Corrosive wear karena patah geser pada lapisan lentur

Gambar 2.13. Corrosive wear karena pengelupasan pada lapisan yang rapuh

2.3.1.3 Keausan Yang Disebabkan Perilaku Panas (Thermal Wear)

1. Melt Wear

Keausan yang terjadi karena panas yang muncul akibat gesekan benda

sehingga permukaan aus meleleh.

Page 14: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

17

2. Diffusive Wear

Terjadi ketika ada pancaran (diffusion) elemen yang melintasi bidang

kontak, misalnya pada perkakas baja kecepatan tinggi.

2.3.2 Rumus Yang Berkaitan Dengan Pengujian Keausan

Laju keausan dinyatakan dengan jumlah kehilangan atau pengurangan

material (massa, volume, atau ketebalan) tiap satuan panjang luncur spesimen

dengan satuan waktu. Laju keausan dinyatakan dengan :

𝑊 =𝑉𝑖−𝑉𝑓

𝑡=

𝑉

𝑡 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(1)

Dimana :

Vi : volume awal spesimen (mm3)

Vf : volume akhir spesimen setelah pengausan (mm3)

t : waktu atau lama pengausan (menit)

V : volume goresan yang hilang (mm3)

Volume goresan yang hilang (V) pada spesimen uji (block) ditentukan

dengan persamaan :

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(2)

Dimana :

B : tebal disk (mm)

r : radius disk (mm)

b : lebar keausan yang diperoleh dari pengamatan melalui mikroskop

pada bekas alur

Page 15: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

18

Keausan dapat juga diungkapkan dengan keausan spesifik. Keausan

spesifik dihitung berdasarkan lebar keausan benda uji yang termakan oleh

pengausan yang berputar. Keausan benda uji yang termakan oleh pengaus yang

berputar. Keausan spesifik (Ws dalam mm3/kg) dinyatakan dengan :

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3)

Dimana :

B : lebar disk (piringan) pengaus (mm)

b : lebar keausan pada benda uji (mm)

r : radius piringan pengaus (mm)

Po : beban tekan pada saat pengausan (kg)

lo : jarak tempuh dari proses pengausan (mm)

2.4 Tribometer

Tribometer adalah suatu instrument yang mengukur jumlah tribological,

koefisien dari gesekan, kekuatan gesekan dan volume keausan, antara dua

permukaan yang saling bergesekan. Hal ini ditemukan oleh ilmuan Belanda pada

abad ke-18 yaitu Musschenbroek. Tribometer adalah nama umum yang diberikan

kepada mesin atau alat yang digunakan untuk melakukan tes dan simulasi keausan,

gesekan dan pelumasan pada studi tribologi. Tribometer difungsikan dan

direkayasa oleh produsen yang menginginkan untuk menguji dan menganalisa

kinerja jangka panjang produk mereka.

2.4.1 Jenis-Jenis Tribometer

Jenis tribometer ada banyak, tiga diantara jenis tribometer yang sering

digunakan adalah sebagai berikut:

Page 16: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

19

2.4.1.1 Tribometer Pin-on-Disc

Tribometer pin-on-disc adalah tribometer yang menggunakan pin dan disc

dalam bentuk lempengan plat datar sebagai material yang bergesekan. Disc akan

berotasi dan pin diberikan beban agar permukaan pin menekan pada permukaan

disc. Pada sebagian tribometer, pin dikondisikan untuk diam tetapi pada tribometer

yang lain juga ada yang menggerakkan pin ketika diberi beban agar terjadi sliding.

Gambar 2.14 menunjukkan tribometer jenis pin-on-disc.

Gambar 2.14. Tribometer pin-on-disc Sumber : Tim Wolda, 2010

2.4.1.2 Tribometer Pin-on-Ring

Tribometer pin-on-ring merupakan jenis tribometer yang menggunakan

ring dan pin sebagai material yang berkontak. Ring melakukan rotasi sedangkan pin

diberikan beban agar menekan ring. Sebagian tribometer pin-on-ring, pada bidang

kontak dapat diberikan pelumas untuk mengukur nilai dari karakteristik minyak

pelumas yang akan diuji. Gambar 2.15 menunjukkan tribometer jenis pin-on-ring.

Gambar 2.15. Tribometer pin-on-ring

Page 17: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

20

2.4.1.3 Tribometer Block-on-Ring

Pada tribometer block-on-ring material yang digunakan sebagai spesimen

adalah sebuah block dan ring. Ring melakukan rotasi sedangkan block diberikan

beban agar menekan ring. Sebagian tribometer block-on-ring, pada bidang kontak

dapat diberikan pelumas untuk mengukur nilai dari karakteristik minyak pelumas

yang akan diuji. Pada tribometer jenis ini, untuk mengukur bagian yang akan

berkontak relatif lebih susah karena permukaan kontaknya lebih besar. Gambar

2.16 menunjukkan tribometer jenis block-on-ring.

Gambar 2.16. Tribometer block-on-ring

2.5 Scanning Electron Microscopy (SEM)

Scanning Electron Microscopy (SEM) digunakan untuk mengetahui

morfologi permukaan bahan. Karakteristik bahan yang menggunakan SEM

dimanfaatkan untuk melihat struktur topografi permukaan, ukuran butir, cacat

struktural, dan komposisi pencemaran suatu bahan. Hasil yang diperoleh dari

karakteristik ini dapat dilihat secara langsung pada hasil SEM berupa Scanning

Electron Micrograp yang menyajikan bentuk tiga dimensi berupa gambar atau foto.

Mikroskop ini digunakan untuk mempelajari struktur permukaan objek, yang secara

umum diperbesar antara 1.000−40.000 kali. SEM memfokuskan sinar elektron

(electron beam) di permukaan objek dan mengambil gambarnya dengan medeteksi

elektron yang muncul dari permukaan objek (Anonymous, 2012). Hasil SEM yang

berupa gambar topografi menyajikan bentuk permukaan bahan dengan berbagai

lekukan dan tonjolan.

Page 18: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

21

2.5.1 Prinsip Kerja SEM

Prinsip kerja alat ini adalah sumber elektron dari filamen yang terbuat dari

tungsten memancarkan berkas elektron. Jika elektron tersebut berinteraksi dengan

bahan (spesimen) maka akan menghasilkan elektron sekunder dan sinar-X

karakteristik. Scanning pada permukaan bahan yang diinginkan dapat dilakukan

dengan mengatur scanning generator coils. Elektron sekunder hasil interaksi antara

elektron dengan permukaan bahan ditangkap oleh detektor SE (Secondary

Electron) yang kemudian diolah dan diperkuat oleh amplifier dan selanjutnya

divisualisasikan dalam monitor sinar katoda (CRT). Skema dasar disajikan pada

gambar 2.17.

Gambar 2.17. Skema dasar SEM (Scanning Electron Microscopy) Sumber : Smallman, 2000:157

Page 19: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarakeprints.umm.ac.id/40910/3/jiptummpp-gdl-yeyenikawi-50364-3-babii.pdf · Ricinus dalam bahasa latin berarti serangga, ... Retak primer merambat

22

2.5.2 Kebelihan dan Kekurangan SEM

Adapun kelebihan teknik SEM menurut Prasetyo (2011), yaitu terdapat

sistem vakum pada electron optical column dan sample chamber yang bertujuan

antara lain:

1. Menghilangkan efek pergerakan elektron yang tidak beraturan karena adanya

molekul gas pada lingkungan tersebut, yang dapat mengakibatkan penurunan

intensitas dan stabilitas.

2. Meminimalisasi gas yang dapat bereaksi dengan sampel atau mengendap pada

sampel, baik gas yang berasal dari sampel ataupun mikroskop. Karena apabila

hal tersebut terjadi, maka akan menurunkan kontras dan membuat gelap detail

pada gambar.

Sedangkan menurut Material Cerdas (2009), menyebutkan kekurangan dari

teknik SEM antara lain:

1. Memerlukan kondisi vakum.

2. Hanya menganalisa permukaan.

3. Resolusi lebih rendah dari TEM.

4. Sampel harus bahan yang konduktor, jika tidak konduktor maka perlu dilapisi

logam seperti emas.