Preparasi Sampel

• Dari rumus, didapat Massa(gram) Fraksi Volum komposit Cu-Al2O3

• Penimbangan massa Cu dan Al2O3 dengan menggunakan timbangan digital

Vf (%) Vm (%) mf (gr) mm (gr)

2 98 0,1682 18,8046

4 96 0,3363 18,4208

6 94 0,5045 18,0371

8 92 0,6727 17,6533

Ethanol+Cu Al2O3

Temperatur 70C selama 45 menit

Pro

ses

Mix

ing

Proses Kompaksi

• Dies : silinder

diameter 14 mm & tinggi 14 mm

• Kompaksi dingin

F = 20 kN

Proses Sintering

Spesimen dimasukkan dalam furnace

Presintering pada temperatur 300°C ditahan selama 1 jam

Sintering dengan variasi temperatur 600, 700 dan 800°C ditahan selama 6 jam

Tabel Desain Eksperimen

Modulus

Elastisitas

Fraksi Volume

Al2O3 (%)

Temperatur Sintering ( 0C )

600 700 800

2

4

6

8

Modulus

Elastisitas

HASIL DAN PEMBAHASAN

Distribusi Al2O3 di dalam maktriks Cu pada

komposit Cu/Al2O3

Berdasarkan hasil SEM dengan perbesaran 5000x dengam fraksi volum 2%

Al2O3 dan temperatur sintering

(a) 6000C; (b)7000C; (c)8000C dan fraksi volum

8% Al2O3 dengan temperatur sintering (a)

6000C; (b)7000C; (c)8000C.

Pengaruh Fraksi Volume Penguat Al2O3 dan Temperatur Sintering Terhadap Densitas Sinter

Komposit Cu/Al2O3

1

Grafik hubungan antara densitas sinter dan densitas teoritik terhadap fraksi volum penguat komposit

Cu/Al2O3.

Grafik hubungan antara temperatur sintering terhadap densitas sinter komposit Cu/Al2O3

Pengaruh Fraksi Volume Penguat Al2O3 dan Temperatur Sintering Terhadap Porositas

Komposit Cu/Al2O3

Grafik hubungan antara fraksi volum penguat terhadap porositas komposit Cu/Al2O3

• Porositas terjadi karena perbedaan bentuk antara serbuk penguat dan serbuk matrik.

• Akan tetapi hal yang sangat penting adalah kehomogenan campuran, karena akan mempengaruhi porositas komposit

Grafik hubungan antara temperatur sintering terhadap porositas komposit Cu/Al2O3.

Pengaruh Fraksi Volume Penguat Al2O3 dan Temperatur Sintering Terhadap Modulus Elastisitas Komposit Cu/Al2O3,

Modulus elastisitas menyatakan nilai kekakuan

(stiffness) suatu bahan. Kekakuan adalah

kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan/

beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan

bentuk atau deformasi.

Pengaruh fraksi volum Al2O3 terhadap modulus elastisitas komposit Cu/Al2O3.

Pengaruh temperatur sintering terhadap modulus elastisitas komposit Cu/Al2O3

Analisa Antar Muka Komposit Cu/Al2O3

• Daerah antar muka merupakan daerah yang dapat mengidentifikasi ikatan antara matrik dan penguat setelah proses sintering, sehingga dapat menunjukkan perbedaan daerah antar muka pada komposit.

Pada fraksi volum 2% Al2O3, dengan temperatur sintering 6000C, terlihat distribusi Al2O3 merata pada matriks Cu

sehingga porositas yang terjadi sedikit, terlihat dari hasil SEM

Porositas

Hasil EDAX pada komposit

Cu/Al2O3.dengan fraksi volum 2%

Al2O3 dan temperatur

sintering 6000C.

Semakin tinggi fraksi volum Al2O3,maka distribusi Al2O3 di dalam matriks Cu menjadi semakin tidak merata, dan

semakin tinggi temperatur sintering, maka semakin banyak terjadi aglomerat pada Al2O3 , seperti terlihat dari hasil SEM

Porositas

Porositas komposit

Cu/Al2O3 pada fraksi

volum 8% Al2O3 dengan

temperatur sintering 8000C

Ikatan antar muka yang terjadi antara

Al2O3 terhadap matriks Cu, pada fraksi volum 8%

Al2O3 dengan temperatur

sintering 8000C

Terbentuknya Fasa Baru

• Pada fraksi volum 8% Al2O3 dengan temperatur sintering 8000C, terjadi fasa baru berupa Cu2O. Fasa ini terbentuk dengan persamaan reaksi

• 6Cu + Al2O3 → 3Cu2O + 2Al

Berdasarkan hasil XRD pada spesimen dengan fraksi volum 8% Al2O3 dengan temperatur sintering 8000C didapatkan

KESIMPULAN

• Dari variasi fraksi volum 2, 4, 6 dan 8% Al2O3, didapatkan fraksi volum 2% Al2O3 dan temperatur sintering 6000Cmenghasilkan nilai modulus elastisitas tertinggi yaitu 334609.7 Mpa.

• Dari variasi temperatur 600, 700 dan 8000C, temperatur sintering 6000C dengan fraksi volum 2% Al2O3, menghasilkan nilai modulus tertinggi yaitu 334609.7 Mpa.

• Fraksi volum penguat 2% Al2O3 memperlihatkan distribusi Al2O3 yang homogen dalam matrik Cu.

• Fraksi volum penguat berbanding terbalik dengan nilai modulus elastisitas dimana semakin tinggi fraksi volum penguat Al2O3 nilai modulus elastisitas komposit Cu/ Al2O3 semakin menurun

Saran

• Proses mixing harus dilakukan dengan baik dan terkontrol agar partikel penguat tersebar merata pada matrik.

• Pada proses kompaksi misalnya saat memasukkan serbuk pada dies, penekanan dilakukan perlahan-lahan, sehingga kepadatan setiap bagian dapat merata (uniform). Pemberian lubricant secukupnya sehingga tidak memicu porositas tertutup.

Darftar Pustaka• Anđid, Z., Korac, M., Tasic, M., Kamberovic, Z., Dan Raic, K.

“Synthesis and Sintering of Cu-Al2O3 Nanocomposite Powders Produced by a Thermochemical Route ”. AMES 669.37-152-492.2.8:669.712.

• Chandrawan, David, dan Ariati, Myrna. 2000. “Metalurgi Serbuk: Teori dan Aplikasi”. Jilid I. Jakarta

• Chawla, K. Krishan. 1987. “Composite Material: Science and Engineering”. London Paris Tokyo: Springer-Verlag New York Berlin Heidelberg.

• German.R.M 1984, “ Powder Metallurgy Science” Metal powder ndustries federation, priceton, Nj

• Hausner, H. H. dan Mal, M. K. 1982. Handbook of Powder Metallurgy. New York : Chemical Publishing Co., Inc.

• Hongming Li, 2005. Impact Of Cohesion Forces On Particle Mixing And Segregation. University of Pittsburgh : Disertation

• Hwang, Seung. J. dan Lee, J. H. 2005.Mechanochemical Syntesis of Cu-Al2O3 nanocomposites. Elsevier .Daejin University

• J.C. Lee, Jung-Ill Lee and Ho-In Lee, 1996. “Methodologies To Observe And Characterize Interfacial Reaction Products In (Al2O3)/Al And SiC/Al Composites - Using SEM, XRD, TEM”. Scripta Material, Vol. 35, No. 6, pp. 721-726, 1996, 1359-6462(96)00206.

• Jones, W.D. 1960” Fundamental Principles of Powder Metallurgy” Edward Arnold ltd, London, England.

• Kol. CTP Drs. Umar S. Tarmansyah, Strategi Inovasi dan Pengembangan Iptek dan Industri Pertahanan. (Puslitbang Indhan Balitbang Dephan).

• Kang. Suk-Joong., 2005. Sintering : Densifikasi, Grain Growth and Microstructures. Elseviere - Butterworth. Heinemenn.

• Kartikasari, Rike, 2010. Sintesis MMCs Cu-Al2O3 Melalui Proses Metalurgi Serbuk dengan Variasi Fraksi Volume Al2O3 dan Gaya Tekan Kompaksi Sebagai Alternatif Bahan Kelongsong Peluru. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi. Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

• Kruft, Jr., J. G. 2007. Pressureless Sintering Of Powder Processed Graded Metal Ceramic Composites Using A Nanoparticle Sintering Aid And Bulk Molding Technology. University of Maryland : Thesis

• Lee, D. W., Ha, G. H., dan Kim, B. K. 2001. “Synthesis of Cu-Al2O3 Nanocomposite Powder”. Scripta Materialia 44, 8-9: 2137-2140.

• M K Surappa, 2003. Aluminium matrix composites: Challenges and Opportunities. S¯adhan¯a Vol. 28, Parts 1 & 2, February/April 2003, pp. 319–334. © Printed in India

• Pratapa, S. 2004. Prinsip-Prinsip dan Implementasi Metode Rietvield Untuk Analisis Data Difraksi. Surabaya.

• Rajkovid, V., D. Božid, M., Popovid, M., Jovanovid, D., 2009. Properties Of Cu-Al2O3 Powder And Compact Composites of Various Starting Particle Size Obtained by High-Energy Milling. AMES, Belgrade, Serbia.

• Waldron, M. B. and Daniell, 1978. “Sintering”. Heyden, London• Widyastuti, Anne Z, M. Zainuri, ”Development of Metal Matrix

Composite (MMCs) by powder Metallurgy Method to Improve Mechanical Properties Of Gear, KITECH, 2006

• Widyastuti et al, ”Identification Of Particle Shapee Al, SiC and Al2O3 According Anisometry and Bulkiness Value Proceeding of 9th International Conference Quality in Research.

• Widyastuti, Siradj S. S., Priadi. D., Zulfia. A., 2008. “Kompaktibilitas Komposit Anisotropik Al/Al203 dengan Variabel Waktu Tahan Sinter”.Makara Sains 12, 2:113-119.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH