PENGARUH PENAMBAHAN FRAKSI VOLUME ZrO2 (3Y-TZP) TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT Fe2O3/ZrO2

Pronanda Sultan, Ir. Muhammad Waziz Wildan M.Sc., Ph.D., IPU

2012 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh 3Y-TZP (Tetragonal Zirconia Polycrystals Stabilized 3% mole of Yttria) terhadap sifat fisis dan mekanis komposit dengan matrik hematite (Fe2O3). Fe2O3 telah digunakan pada industri keramik, besi dan baja, serta alternatif bahan baku magnet (ferromagnetic) dalam alat elektronik. Zirconia (ZrO2) yang dikenal sebagai bahan industri keramik yang sangat baik dan bisa digunakan sebagai media untuk meningkatkan ketangguhan bahan keramik lainnya. Dalam penelitian ini, serbuk 3Y-TZP dengan variasi fraksi volume dari 0, 5, 10, 15 dan 20% ditambahakan terhadap serbuk Fe2O3. Setiap komposisi dibuat green body berbentuk silinder dan balok dengan metode uniaxial pressing-double aciton dengan tekanan 50 MPa. Green body bentuk silindris disinter tanpa tekanan pada suhu variasi 1100, 1200, 1300 dan 1400°C untuk mendapatkan suhu sinter optimum. Sedangakan green body betuk balok disinter pada suhu sinter optimum. Sintering dilakukan selama 1 jam dengan laju pemanasan 5°C/menit. Densitas spesimen silindris diukur dengan teori Archimedes. Uji kekerasan dan dan ketangguhan dilakukan pada spesimen silindris dengan menggunakan masing masing metode Vickers dan crack identation. Untuk mengetahui kekuatan bending dilakukan uji bending dengan metode four-point bending terhadap spesimen balok. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa densitas rata-rata terbaik dari penambahan 3Y-TZP adalah spesimen yang disinter pada suhu 1200°C, yaitu 95,81%. Penambahan 3Y-TZP menyebabkan meningkatnya sifat mekanis pada komposit Fe2O3-ZrO2. Untuk nilai flexural strength dan flexural modulus tertinggi didapat pada penambahan 20% volume ZrO2, yaitu masing-masing 80,69 MPa dan 54,31 GPa. Sedangkan nilai Hv dan KIC tertinggi juga didapat pada penambahan 20% volume ZrO2, yaitu masing-masing 787,26 kg/mm2 dan 2,13 MPa.m1/2.

Kata Kunci : Fe2O3, hematite, ZrO2, zirconia, 3Y-TZP.