PENGARUH KOMPOSISI TANAH LIAT, KAOLIN DAN KWARSA SERTA SUHU PEMBAKARAN TERHADAP SIFAT KERAMIK TRADISIONAL

PANDHU SETYO WIBOWO, Dr. R. Rachmat A. Sriwijaya ST., MT.,

2013 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari komposisi kaolin dan kwarsa dalam CMC (Ceramic Matrix Composite) yang matriknya berbasis tanah liat.Kaolin merupakan material keramik yang memiliki kekuatan tinggi jika dibakar pada suhu tinggi. Semakin tinggi suhu pembakaran akan meningkatkan kekuatan keramik.Kwarsa berfungsi sebagai material pengisi yang dapat meningkatkan kekerasan pada material keramik sekaligus mengurangi susut pada saat dibakar. Penelitian dilakukan dengan membuat 5 (lima) macam komposisi campuran yang akan dibandingkan nilai porositas, susut bakar, kekerasan, bending, dan keausannya dengan tanah liat murni. Kaolin dan kwarsa akan ditambahkan dengan persentase 30%-0%, 20%-10%, 15%-15%, 10% - 20%, 0%- 30% dengan presentase tanah liat sebesar 70%. Setiap campuran diaduk dan ditambahkan air, lalu diperam selama 3 (tiga) hari. Lalu dicetak dan dibiarkan mengering. Setelah mengering, material dibakar dengan suhu 8000C, 10000C, dan 12000C. Susut bakar, porositas, kekerasan, bending, dan keausan akan diuji. Hasil pengujian menunjukan bahwa nilai susut bakar, kekerasan, bending, dan keausan meningkat dengan naiknya suhu pembakaran. Pengaruh penambahan kaolin dan kwarsa juga berpengaruh terhadap susut bakar, porositas, dan kekuatan mekanik material.Pada suhu 12000C susut bakar terendah dicapai oleh campuran kaolin-kwarsa 10%-20% dengan nilai 4,93%, kekerasan tertinggi oleh tanah liat 100%, adalah 224,21 kg.mm-2, bending maksimal oleh 20% kaolin – 10% kwarsa dengan nilai 19,13 MPa , dan nilai keausan terendah dicapai oleh campuran 10% kaolin - 20% kwarsa sebesar 9,8×10-3 mm3.kg-1.m-1.

The aims of this research are to investigate the effect of composition of kaolin and quartz in ceramic matrix composite (CMC) where clay as the base of matrix. Kaolin is a ceramic material whith high strength property when it processes at high temperature. The strength of this material increases as the temperature increasing.Quartz is used as filler material which can increase the hardness of material and also reduce the shrinkage of material when it is fired in higher temperature. In this research, the speciments vary in five compositions of kaolin-quartz-clay: 30%- 0%-70%, 20%-10%-70%, 15%-15%-70%, 10%-20%-70%, and 0%-30%-70%. Each composition was mixed by hand, a traditional way, and given additional water, then wrapped by plastic for 3 (three) days. Then it formed to shape of specimen and let it dry. After that process, compound was fired at 8000C, 10000C, and 12000C, depends on specimen. Firing shrinkage, porosity, Vickers microhardness, bending strength and specific wear of the compound were tested. The results show that the shrinkage, hardness, bending strength, and wear resistance increase with increasing the firing temperature. And the effect of additional material (kaolin and quartz) gave contribution to the shrinkage, porosity, and mechanical strength of clay based material. Maximum point was at 12000C firing. Lowest shrinkage, reached by compound with high percentage of quartz (10% kaolin-20% quartz-70% clay) with 4,93% of volume shrunk. Maximum hardness was reached by 100% clay with 224,21 kg.mm-2, maximum bending strength by 20% kaolin - 10% quartz-70% clay with 19,13 MPa, and wear resistance by 10% kaolin – 20% quartz with 9,8×10-3 mm3.kg-1.m-1.

Kata Kunci : Tanah liat, kaolin, kwarsa, keramik tradisional