+ All Categories
Home > Documents > SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

Date post: 28-Oct-2021
Category:
Upload: others
View: 13 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
63
SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG SERBUK GERGAJI KAYU MAHONI DENGAN VARIASI SEKRAP ALUMINIUM TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Oleh: Stanislaus Wahyu Christanto NIM : 055214055 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2011 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Transcript
Page 1: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG SERBUK GERGAJI KAYU MAHONI DENGAN VARIASI

SEKRAP ALUMINIUM

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Oleh:

Stanislaus Wahyu Christanto

NIM : 055214055

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF PARTICLE COMPOSITE SAWDUST CHARCOAL OF MAHONI WOOD

WITH VARIATION OF ALUMINUM SCRAP

A Final Project

Presented as a meaning To Obtain The Sarjana Teknik Degree

In Mechanical Engineering

By:

Name : Stanislaus Wahyu Christanto

NIM : 055214055

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA

2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

vii

INTISARI

Pemanfaatan serbuk gergaji kayu mahoni terdapat pada aplikasi sederhana seperti media jamur merang, pembuatan briket, arang, dan lain-lain. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan hasil yang terbaik pada bahan alternatif pembuatan kampas rem dengan penambahan sekrap aluminium pada partikel arang serbuk gergaji kayu mahoni. Komposit partikel arang serbuk gergaji kayu dibuat dengan metode cetak tekan, pada tekanan 100 kg/cm². Dimensi serbuk yang digunakan maksimal 0,5 mm dengan fraksi volume partikel 50%, variasi penambahan sekrap aluminium adalah 1%, 2%, 3%. Dalam pengujian tarik mengacu pada standar JIS K 7113 (1981) menggunakan mesin Gotech Testing Machines Inc, pengujian impak Charpy mengacu pada standar ASTM D 5942 dan pengujian laju keausan menggunakan mesin Ogoshi High Speed Abrasion Tester. Hasil penelitian menunjukkan laju keausan terendah terjadi pada komposit arang serbuk gergaji kayu yang tanpa campuran sekrap aluminium yaitu 4,73 x 10 mm²/kg, hasil kekuatan tarik tertinggi terjadi pada komposit arang serbuk gergaji kayu yang dicampur sekrap aluminium 2% yaitu 1,27 kg/mm² dengan regangan tarik 0,48%, keuletan tertinggi terjadi pada komposit arang serbuk gergaji kayu yang dicampur sekrap aluminium 3% yaitu 2,85 joule/cm².

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

viii

PERSEMBAHAN

Kupersembahkan skripsi ini kepada:

Bunda Maria dan Tuhan Yesus Kristus yang selalu membimbingku di jalan

yang benar selama ini dan melindungiku dari segala marabahaya sehingga

menjadikanku orang yang benar-benar mengerti arti hidup ini.

Ayahanda Bonifatius Sutrisna dan Ibunda Maria Tercisia Agustina

Triwahyuni, yang telah memberikan segalanya terutama doa dan dukungan

moril, selalu mendukung dan memberikan kasih sayangnya serta

pengorbanannya yang tak terhingga sampai terselesaikannya Laporan Tugas

Akhir ini.

Kekasihku Theresia Dwi Sri Nuriana Meliawati, yang telah membuat hariku

berwarna dan memberikan semangat dalam hidupku.

Semua keluarga yang berdomisili di Yogyakarta, terima kasih atas

dukungannya baik moril maupun materiil.

Sahabat-sahabatku Arief Rahman Hakim dan Ahmad Noval, terima kasih atas

motivasi dan dukungannya.

Teman-teman kos Bu Amanah(167a), terima kasih atas motivasi dan

dukungannya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya hingga

terselesaikannya Laporan Tugas akhir ini dengan judul “SIFAT FISIS DAN MEKANIS

KOMPOSIT PARTIKEL ARANG SERBUK GERGAJI KAYU MAHONI DENGAN

VARIASI SEKRAP ALUMINIUM”.

Penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat meperluas pengetahuan masyarakat serta

meningkatkan minat perancang, meneliti dan industri untuk menampilkan produk yang ramah

lingkungan dan semoga memberikan manfaat yang tinggi nilainya, terutama bagi Bangsa dan

Negara.

Dalam penelitian ini, akan dibahas tentang penggunaan Komposit Rem Kendaraan

Bermotor dengan mengunakan bahan-bahan organik. Untuk perkembangan selanjutnya

diharapkan alat ini dapat disempurnakan dan dapat dipergunakan untuk pengganti bahan asbes

yang terdapat di rem kendaraan bermotor. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima

kasih atas segala bantuan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik, kepada:

1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Bapak I Gusti Ketut Puja, S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing.

4. Bapak Sunhaji dan Bapak Sriyanto selaku Laboran Laboratorium Universitas

Gadjah Mada Yogyakarta yang telah membantu untuk pengambilan data dan

pengujian keausan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

xi

DAFTAR ISI

Hal HALAMAN JUDUL …………………………………………………………. i TITLE PAGE …………………………………………………………………. ii HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING …………............................... iii HALAMAN PENGESAHAN ……………………………............................... iv PENYATAAN KEASLIAN KARYA………….…………………………….. v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN……………………………… vi INTISARI ……………………………………………………………………... vii PERSEMBAHAN……………………………………………………………... viii KATA PENGANTAR ………………………………………………………… ix DAFTAR ISI ………………………………………………………………….. xi DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………. xiii DAFTAR TABEL……………………………………………………………... xiv

BAB I ………………………………………………………………………….. 1 1.1 Latar Belakang ………………………………………………………… 1 1.2 Perumusan Masalah …………………………………………………… 3 1.3 Batasan Masalah ………………………………………………………. 3 1.4 Tujuan Penelitian ……………………………………………………… 4 1.5 Manfaat Penelitian …………………………………………………….. 4

BAB II …………………………………………………………………………. 5 2.1 Material Komposit …………………………………………………….. 5

2.2. Beberapa Bahan Material Komposit ………………………………….. 8

2.3 Material Kayu………………………………………………………...... 10 1. Strukur Makroskopis Kayu…………………………………………. 10

2. Sifat Mekanik Kayu………………………………………………… 11 3. Pengaruh Kayu Terhadap Suhu……………………………………... 12

4. Serbuk Kayu Sebagai Penguat……………………………………… 12 2.4 Material Polimer………………………………………………………... 13

2.5 Langkah-Langkah Pengujian…………………………………………... 15

BAB III ………………………………………………………………………… 20 3.1 Diagram Alir Proses …………………………………………………… 20 3.2 Prosedur Preparasi Spesimen…………………………………………… 21

1. Bahan Baku Komposit……………………………………………… 21

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

xii

2. Peralatan Percobaan………………………………………………… 23 3.3 Langkah Percobaan…………………………………………………….. 25

3.4 Pengujian Mekanik…………………………………………………....... 26 1. Prosedur Pengujian………………………………………………….. 26

BAB IV ………………………………………………………………………… 29

4.1 Hasil Uji Impak……………………………………………………....... 29 4.2 Hasil Uji Keausan……………………………………………………… 36

4.3 Hasil Uji Tarik…………………………………………………………. 39

BAB V………………………………………………………………………….. 47 4.1 Kesimpulan………………………………………………………. 47

4.2 Saran……………………………………………………………… 48

DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………….. 49

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

xiii

DAFTAR GAMBAR

Hal Gambar 2.1. Serat Komposit …………………………………………………... 6

Gambar 2.2. Penyusunan Serat (a) Serat kontinyu, (b) Serat tidak kontinyu,

(c) Serat acak ……………………………………………………. 6

Gambar 2.3. Komposit Laminat ……………………………………………….. 7

Gambar 2.4. Komposit Partikel ………………………………………………... 7

Gambar 2.5. Struktur Makroskopis Kayu ………….………………………….. 10

Gambar 2.6. Pengujian Dengan Piringan Berputar ……………………………. 18

Gambar 3.1. Diagram Alir Proses ……………………………………………... 20

Gambar 3.2. Oven ……………………………………………………………... 23

Gambar 3.3. Timbangan Digital ……………………………………………….. 23

Gambar 3.4. Mikroskop ………………………………………........................... 24

Gambar 3.5. Cetakan …………………………………………………………... 24

Gambar 3.6. Arang dan Serbuk Aluminium ……………………………………. 25

Gambar 3.7. Alat Uji Tarik ……………………………………………………... 26

Gambar 3.8. Alat Uji Impak ……………………………………………………. 27

Gambar 3.9. Kontruksi Laju Keausan ………………………………………….. 28

Gambar 4.0. Alat Uji Keausan …………………………………………………. 28

Gambar 4.1. Grafik Harga Keuletan …………………………………………… 36

Gambar 4.2. Grafik Rata-Rata Laju Keausan ………………………………….. 39

Gambar 4.3. Grafik Kekuetan Tarik ……………………………………………. 41

Gambar 4.4. Grafik Regangan Tarik …………………………………………… 44

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

xiv

DAFTAR TABEL

Hal Tabel 4.1. Hasil Uji Impak ...…………………………………………………... 35

Tabel 4.2. Pengambilan Data Uji Keausan …………………………………….. 37

Tabel 4.3. Hasil Perhitungan Uji Keausan ……………………………………... 38

Tabel 4.4. Hasil Perhitungan Uji Tarik ……………………………………….... 41

Tabel 4.5. Hasil Regangan Tarik ……………………………………………….. 44

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

1

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi pada masa globalisasi ini sangat berkembang dengan

cepat, sehingga banyak membutuhkan bahan yang akan dibuat dengan ketelitian dan

ketepatan dalam pemilihannya sebagai kebutuhan komponen-komponen teknologi.

Hal ini manusia dituntut untuk dapat berpikir lebih maju, untuk menemukan sesuatu

yang baru baik dalam hal mengembangkan, meneliti, dan lain-lainnya.

Komposit merupakan suatu struktur material yang tersusun dari kombinasi

dua atau lebih konstituen yang dikombinasikan secara makroskopik dimana

keduanya tidak saling melarut. Konstituen yang pertama disebut reinforcing phase

dan konstituen yang mengelilingi disebut matriks. Kelebihan dari material ini jika

dibandingkan dengan logam adalah perbandingan kekuatan terhadap berat/densitas

yang lebih baik serta sifat ketahanan korosinya, disamping penggunaan logam yang

semakin meningkat akan tetapi keterbatasan jumlahnya di alam yang semakin

menipis. Oleh karena itu, akhir-akhir ini banyak dikembangkan material alternatif

sebagai pengganti logam.

Saat ini komposit yang paling banyak dikembangkan adalah komposit jenis

PMC (Polymer Matrix Composite). Komposit jenis ini menggunakan polimer atau

plastik sebagai matrik, baik itu jenis thermoplastic maupun thermosetting.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

2

Thermoplastic dapat dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi bentuk

lain sedangkan jenis thermosetting bila telah mengeras tidak dapat dilunakkan

kembali. Plastik yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah jenis

thermoplastic karena dapat didaur ulang. Thermoplastic yang sering dugunakan

dalam industri adalah Polypropylene, Polyethylene, Polyvinylchloride, Polystyrene.

Bahan teknik secara garis besar dikelompokkan menjadi 4, yaitu:

a. Logam (contohnya ; baja, aluminium, tembaga)

b. Polimer (contohnya : PVC, teflon, polimer)

c. Keramik (contohnya : porselin, bata tahan api)

d. Komposit (contohnya : kevlar, plastik diperkuat serat kaca)

Komposit polimer yang diberi dengan filler menjadi menarik karena

aplikasinya yang luas dan harga yang relatif murah. Aplikasi komposit secara luas

dimanfaatkan dalam bidang otomotif, elektonik, industri konruksi, industri mekanik,

transportasi, kelautan dan sebagainya. Dalam bidang transportasi misalnya pada

industri pesawat terbang dipakai untuk sayap, baling-baling, dan bagian interior

pesawat. Pada industri mobil digunakan untuk body mobil dan bumper. Penggunaan

dalam industri kimia antara lain pipa, tangki dan vessel bertekanan. Dibidang

elektronik, komposit dipakai untuk papan sirkuit. Komposit juga digunakan pada

industri furniture yaitu pada pembuatan komposit kayu (ply wood, hard wood,dan

lain-lain).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

3

Adanya tren perubahan material teknik dari yang bersifat homogen seperti

logam dan kayu menuju ke bahan heterogen seperti komposit, membuat produksi

bahan jenis ini semakin bervariasi. Komposit merupakan bahan yang dihasilkan dari

penggabungan dua atau lebih bahan dasar yang disusun secara makroskopis.

Penggabungan dua atau lebih material ini diharapkan mempunyai sifat antara

(intermediate) bahan penyusunnya, sehingga sifatnya dimiliki menjadi lebih baik.

2. Perumusan Masalah

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam pemanfaatan serbuk gergaji

kayu mahoni sebagai filler dalam pembuatan komposit adalah jenis serbuk, ukuran

serbuk, serta ikatan antara serbuk dan plastik. Daya ikat antara filler dengan matriks

merupakan hal yang sangat mempengaruhi sifat mekanik komposit karena tidak

semua jenis filler dapat terikat dengan baik pada matriks. Untuk itu dilakukan

penelitian untuk menyelidiki bagaimana memvariasikan jenis serbuk gergaji kayu

mahoni untuk mendapatkan sifat mekanik material komposit serbuk gergaji yang

baik.

3. Batasan Masalah

1. Kandungan benda asing yang ikut terbawa pada proses pembuatan

diabaikan.

2. Distribusi komposit, dimensi, dan orientasi serbuk dianggap homogen dan

sesuai dengan yang direncanakan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

4

3. Ukuran filler yang digunakan seragam untuk semua komposit rem.

4. Dengan komposisi variasi sekrap aluminium 0%, 1%, 2%, 3% dan bahan

penguat komposit adalah arang serbuk gergaji kayu 49%, 48%, 47%.

4. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan hasil yang terbaik terhadap fraksi

volume dan filler, dengan matrik epoksi terhadap kekuatan tarik, keuletan dan laju

keausan pada material komposit polimer-arang serbuk gergaji kayu mahoni.

5. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan bisa digunakan sebagai referensi dalam menentukan

jenis arang dari bahan organik salah satunya adalah arang sekam yang dapat dipakai

untuk memperoleh kekuatan, keuletan, keausan yang diinginkan dari komposit

polimer arang sekam. Selain itu diharapkan bisa memberikan kontribusi terhadap

perkembangan material komposit alternatif yang harganya relatif murah, ringan dan

berkualitas.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Material Komposit

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari dua atau lebih material

pembentuknya melalui pencampuran yang tidak homogen, dimana sifat mekanik dari material

pembentuknya berbeda-beda. Dikarenakan karakteristik pembentuknya berbeda-beda, maka akan

menghasilkan material baru yaitu komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik

yang berbeda dari material- material pembentuknya.

Pada umumnya komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu

1. Penguat (reinforcement), yang mempunyai sifat kurang elastis tetapi lebih kaku

serta lebih kuat.

2. Matriks umumnya lebih elastic tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan dan

kekakuan yang lebih rendah.

Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang digunakan,

yaitu :

1. Komposit Serat merupakan jenis komposit yang hanya terdiri satu lamina atau satu

lapisan yang menggunakan penguat beberapa serat atau fiber. Fiber yang digunakan

bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers (poly aramid), dan sebagainya.

Fiber ini bias disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga

dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. Berdasarkan jenis seratnya

dibedakan atas :

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

6

a. Serat kontinyu

Dengan orientasi serat yang bermacam-macam antara lain arah serat satu arah

(unidireksional), serat dua arah (biaksial), serat tiga arah (triaksial).

b. Serat diskontinyu

Serat yang menyebar dengan acak sehingga sifat mekaniknya tidak terlalu baik

jika dibandingkan serat kontinyu.

Gambar 2.1. Serat komposit

(a) (b) (c)

Gambar 2.2. Penyusunan serat, (a) serat kontinyu, (b) serat tidak kontinyu , (c)

serat acak.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

7

2. Komposit Laminat merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih

yang di gabungkan menjadi satu dan setiap lapisanya memiliki karakteristik sifat

sendiri.

Gambar 2.3. Komposit Laminat

3. Komposit Partikel merupakan komposit yang menggunakan partikel atau serbuk

sebagai penguatnya pada semua luasan dan segala arah secara merata dalam

matriksnya.

campuran antara matriks dan partikel penguat yang ada pada material komposit.

Gambar 2.4. Komposit pertikel

material komposit dapat dibagi dalam beberapa jenis yaitu :

a. “Nonmetallic In Nonmetallic Particulate Composites”, yaitu : sistem material

komposit partikel yang dua atau lebih unsur pembentuknya tidak berupa material

logam, misal berupa ceramics matrix-glass particulate.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

8

b. “Metallic In Nonmetallic Particulate Composites”, yaitu : sistem material

komposit partikel yang memiliki matrik yang tidak berupa material logam,

misalnya aluminium powder dalam polyurethane atau polysulfide rubber.

c. “Matallic In Metallic Particulate Composites”, yaitu : sistem material komposit

partikel yang baik matrik maupun pertikel penguat berupa material logam, namun

tidak sama dengan model paduan logam, sebab penguat partikel logam tidak

melebur di dalam matrik logam.

d. “Nonmetallic In Metallic Particulate Composites”, yaitu : sistem material

komposit partikel yang matriknya berupa material logam, namun material penguat

tidak berupa material logam melainkan dari jenis nonlogam, misal ceramics

particulate dalam matrik stainless steel.

2.2 Beberapa bahan material komposit

1. Plastik diperkuat fiber:

a. Diklasifikasikan oleh jenis fiber :

1) Wood (cellulose fibers in a lignin and hemicellulose matrix)

2) Carbon-fibre reinforced plastic atau CRP

3) Glass-fibre reinforced plastic atau GRP (informally, "fiberglass")

b. Diklasifikasikan oleh matriks:

1) Komposit Thermoplastik

a) long fiber thermoplastics or long fiber reinforced thermoplastics

b) glass mat thermoplastics

2) Thermoset Composites

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

9

2. Metal matrix composite MMC:

a. Cast iron putih

b. Hardmetal (carbide in metal matrix)

c. Metal-intermetallic laminate

3. Ceramic matrix composites:

a. Cermet (ceramic and metal)

b. concrete

c. Reinforced carbon-carbon (carbon fibre in a graphite matrix)

d. Bone (hydroxyapatite reinforced with collagen fibers)

4. Organic matrix/ceramic aggregate composites

a. Mother of Pearl

b. Syntactic foam

c. Asphalt concrete

5. Chobham armour (lihat composite armour)

6. Engineered wood

a. Plywood

b. Oriented strand board

c. Wood plastic composite (recycled wood fiber in polyethylene matrix)

d. Pykrete (sawdust in ice matrix)

7. Plastic-impregnated or laminated paper or textiles

a. Arborite

b. Formica (plastic)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 24: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

10

2.3 Material Kayu

Sifat–sifat kayu yang penting sehubungan dengan penggunaannya meliputi sifat fisik,

sifat mekanik dan sifat kimia. Sifat kayu yang erat kaitannya dengan kekuatan kayu adalah sifat

mekaniknya. Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut sebagai

sifat – sifat mekaniknya.

2.4 Struktur Makroskopis Kayu

Kayu tesusun atas sel–sel yang memanjang, kebanyakan diantaranya berorientasi dalam

arah longitudinal batang. Mereka dihubungkan satu dengan lainnya melalui noktah. Sel–sel ini

yang bentuknya bervariasi tergantung pada fungsinya, memberikan kekuatan mekanik yang

diperlukan oleh pohon.

Gambar 2.5. Struktur Makroskopis Kayu

Unsur – unsur penyusun dari kayu salah satunya yang mempengaruhi adalah dinding sel

kayu. Dinding sel tersusun atas sejumlah lapisan, yaitu lamela tengah (M), dinding primer (P),

lapisan luar sekunder (S1), lapisan tengah dinding sekunder (S

2), lapisan dalam dinding sekunder

(S3), dan lapisan jerawat (W). Lapisan – lapisan ini berbeda satu sama lain dalam hal struktur

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

11

maupun komposisi kimia. Mikrofibril membelit sekeliling sumbu sel dalam arah yang berbeda

baik ke kanan (spiral Z) maupun ke kiri (spiral S). Penyimpangan terhadap arah orientasi

menyebabkan perbedaan fisik dan lapisan.

Lamela tengah terdapat di antara sel – sel dan berfungsi sebagai pengikat

sel menjadi satu. Dinding primer merupakan dinding tipis dengan ketebalan 0,1 – 0,2 mm, terdiri

atas selulosa, hemiselulosa, pektin dan protein yang tertanam seluruhnya pada lignin. Dinding

sekunder terdiri atas tiga lapisan, yaitu lapisan luar (S1) dengan tebal 0,2 – 0,3 mm membentuk

spiral S. Lapisan tengah (S2) membentuk bagian utama dari dinding sel dengan ketebalan 1 – 5

mm. Karakteristik lapisan S2

mempunyai pengaruh yang menentukan terhadap kekakuan serat.

Lapisan yang ketiga adalah lapisan dalam (S3) yang merupakan lapisan tipis dalam bentuk

2.5 Sifat Mekanik Kayu

Sifat-sifat kayu yang penting berhubungan dengan penggunaannya meliputi sifat fisik,

mekanik, sifat kimia dan keawetan alami. Sifat kayu yang erat kaitannya dengan kekuatan kayu

adalah sifat mekanik kayu. Kekuatan kayu dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu

bahan disebut sebagai sifat-sifat mekaniknya. Ketahanan terhadap perubahan bentuk menentukan

banyaknya bahan yang di manfaatkan, terpuntir atau kelengkungan oleh sesuatu beban di

kenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan bentuk elastis.

Sebaliknya jika perubahan berkembang perlahan-lahan sesudah dikenakan, disebut reologis atau

tergantung waktu.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

12

2.6 Pengaruh suhu terhadap kayu

Dalam banyak macam proses, kayu mengalami perlakuan pada suhu tinggi, misal

pengeringan, stabilisasi dimensi, pembuatan pulp, produksi papan partikel dan papan serat.

Proses-proses tersebut membutuhkan suhu yang biasanya tidak lebih dari 200ºC karena degradasi

termal tidak diharapkan. Perubahan sifat-sifat fisika, misal pengurangan penyerapan, berat

kering, dan dimensi kering kayu. Selama pemanasan bubuk kayu spruce selama 24 jam,

kehilangan berat mulai pada 120ºC sebesar 0,8%, dan naik hingga 15,5% pada 200ºC.

Penyusutan kayu selama pengeringan berasal dari penyusutan dinding sel. Dimensi dinding sel

berkurang dalam skala yang cukup besar. Menetukan penyusutan volumetrik dinding sel dalam

kayu awal spruce sebesar 26,5% dan dalam kayu akhir sebesar 29,5%. Penyusutan ini

menghasilkan penurunan volume pori dalam kayu awal dan kenaikan dalam kayu akhir.

2.7 Serbuk kayu sebagai penguat

Menurut Strak & Berger (1997) serbuk kayu memiliki kelebihan sebagai filler

dibandingkan dengan filler mineral seperti mika, kalsium karbonat, dan talk yaitu:

1. Temperatur proses lebih rendah (kurang dari 400ºF) dengan demikian

mengurangi biaya energi.

2. Dapat terdegradasi secara alami.

3. Berat jenisnya jauh lebih rendah, sehingga biaya per volume lebih murah.

4. Gaya geseknya rendah sehingga tidak merusak peralatan pada proses pembuatan.

5. Berasal dari sumber yang dapat diperbarui.

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam pemanfaatan serbuk kayu sebagai

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

13

filler dalam pembuatan komposit adalah : jenis kayu, ukuran serbuk, fraksi volume, dan

kandungan air. Pada penelitian ini digunakan fraksi volume sebesar 20%. Pemilihan ini

didasarkan pada penelitian Strak (1999) yang menggunakan fraksi volume 20% dan 40%. Selain

itu adalah penelitian Kokta (1989) dengan fraksi volume 0% sampai 40%. Pada umumnya, untuk

komposit thermoplastic berpenguat serbuk kayu digunakan fraksi volume antara 20% - 70%

(Gardner).

2.8 Material Polimer

Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit-unit berulang sederhana. Asal

kata polimer berasal dari bahasa Yunani yaitu “poly” yang berarti banyak dan “meros” yang

berarti bagian. Sehingga polimer adalah molekul yang besar (makro molekul) yang terbentuk

dari molekul-molekul kecil yang penggabungannya dengan ikatan kimia. Umumnya rantai

polimer itu panjang, seringkali terdiri dari ratusan unit, tapi polimer yang terdiri hanya beberapa

unit yang tergabung juga dikenal dan dapat bernilai komersial.

Matriks merupakan bahan yang berfungsi mengikat penguat yang satu dengan yang

lainnya. Matriks memiliki karakteristik lunak, ulet, dengan berat per satuan volume yang rendah

dengan modulus elastisitas yang rendah. Matriks harus memiliki kemampuan untuk mengikat

atau memberikan ikatan antar muka (interface bonding) yang kuat antara matriks dan reinforced.

Sifat ini lebih dikenal sebagai kompatibilitas kimia. Material polimer yang digunakan sebagai

material komponen matriks pada sistem material komposit dapat berupa jenis thermoplastics

(seperti polypropylene, polyetilen, polyvinyl chloride (PVC), nylon, polyurethane, poly-ether-

ether-ketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), dan polysulfone) atau jenis thermosettings

(seperti polyester (tak jenuh), polyamides, dan epoxies).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

14

Polimer jenis thermoplastics memiliki struktur molekul primer semikristalin yang dapat

linier atau bercabang, sedangkan struktur sekundernya dapat amorph (bentuk amorph memiliki

sifat jernih dan mudah patah) atau semikristalin (bentuk semikristalin memiliki sifat opak dan

ulet), mudah larut dalam solvent, dapat menyatu jika dipanaskan (fusible), dapat dilas (weldable),

titik lelehnya relatif rendah (mudah meleleh pada pemanasan temperatur tinggi), dan mudah

dibentuk ulang dengan perlakuan panas dan tekanan. Sedangkan polimer jenis termosetting

merupakan polimer ikat silang (crosslinked) kimia. Proses ikatan silang pada jenis polimer ini

adalah dengan terbentuknya ikatan antara polimer yang membentuk susunan tiga dimensi

sehingga ikatan yang dihasilkan sangat kuat dan tidak meleleh. Proses inilah yang disebut

dengan curing. Karakteristik polimer thermosetting antara lain sulit larut dalam solvent, tidak

dapat menyatu ketika dipanaskan (not fusible), tidak dapat disambung dengan pemanasan atau

pengelasan (not weldable), memiliki ikatan “network” yang rapat, dan mempunyai titik leleh

yang relatif tinggi.

Penggunaan material baru saat ini memberikan keuntungan yang menggunakan

plastik/polimer sebagai matriks yaitu :

1. Plastik dengan penguatan memiliki ketahanan korosi yang tinggi.

2. Kemudahan di cetak-injeksi karena memiliki fluiditas yang baik.

3. Praktis bebas dari deformasi keriput.

4. Biaya perubahan cetakan hanya 30% dibandingkan dengan cetakan pada proses pembentukan

lembaran baja.

5. Dapat mereduksi berat kendaraan sekitar 30 - 40%

6. Mampu didaur ulang.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

15

2.9 Langkah-langkah Pengujian

Untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan, tentu kita harus mengadakan pengujian

terhadap bahan tersebut.

Ada tiga jenis uji coba yang biasa dilakukan, yaitu uji tarik, uji impak dan uji keausan.

1. Uji Tarik

Hubungan antara tegangan dan regangan pada beban tarik ditentukan sebagai berikut.

Apabila beban P, luas penampang A dan tegangan σ maka:

P=σA atau σ=

dan dinyatakan dalam satuan N/m², MPa atau kgf/mm². Regangan dinyatakan sebagai:

ε=

dimana δι adalah deformasi dan lo panjang asal, maka ε dinyatakan dalam m/m atau mm/mm

bilangan tak berdimensi atau sering dinyatakan dalam persen. Deformasi di daerah elastic

menunjukkan sifat proporsional atau sebanding lurus dengan tegangan. Hubungan lurus ini

disebut modulus elastic, dan dalam hal deformasi tarik disebut modulus elastic memanjang atau

modulus young yang dinyatakan sebagai E.

E=

Satuannya sama dengan tegangan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

16

2. Uji Impak

Energi kejut yang dikenakan pada suatu bahan dapat dianalogikan dengan

keuletan(toughness) dari bahan tersebut. Pengukuran impak yang dilakukan dilaboratorium

biasanya menggunakan uji charpy. Prinsip dasar pengujian ini adalah ayunan beban yang

dikenakan pada benda uji (spesimen). Energi yang diperlukan untuk mematahkan specimen

dihitung langsung dari perbedaan energi potensial pendulum pada awal (dijatuhkan) dan akhir

(setelah menabrak spesimen). Untuk memastikan bagian spesimen yang patah, perlu dibuat

takikan pada spesimen tersebut.

Persamaan yang digunakan adalah:

Tenaga patah : G.R (cos β - cos α) joule

Harga Keuletan:

Joule/mm²

Dengan:

G : Berat pendulum/massa dikalikan percepatan gravitasi (N)

R : Radius pendulum (cm)

α : Sudut ayun awal/sudut yang dibentuk pendulum tanpa beban(benda uji)

β : Sudut ayun akhir/sudut yang dibentuk pendulum setelah mematahkan benda uji.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

17

3. Uji Keausan

Pada pergerakan relatif dengan tekanan, selalu terjadi friksi pada bidang kontak. Maka

abrasi akan berlanjut, dan merusak ketelitian komponen yang selanjutnya berkembang terus

menjadi lebih parah sampai pada suatu saat komponen mesin kehilangan fungsinya dan patah.

Goresan yang terjadi pada bahan yang keras menyebabkan permukaan kasar. Pemolesan

dengan bahan abrasi keras, kertas ampelas, atau campuran debu memberikan fenomena abrasi

disebut keausan goresan atau keausan permukaan licin. Sebagai perbandingan, keausan oleh

kertas ampelas mempunyai laju keausan spesifik yang maksimum, relatif terhadap keausan

abrasi.

Dalam mempertimbangkan contoh tes laju keausan, dimana potongan uji dibuat datar

untuk mendapatkan goresan dari piringan yang berputar dengan B adalah ketebalan dan 2r

adalah diameter dari piringan, P adalah beban dengan tekanan kontak permukaan, S adalah

menunjukan alur goresan. Dimana h adalah kedalaman akibat goresan dan b adalah panjang

goresan, jumlah laju keausan spesifik adalah W yang ditunjukan seperti gambar 2.6 dibawah ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

18

Gambar 2.6. Pengujian dengan piringan beputar

1. Hubungan antara kedalaman goresan h dan luasan akibat goresan b,

Bilamana benda uji dan piringan dalam kontak satu sama lain seperti ditampilkan pada gambar

2.5 diatas, deformasi elastis sangat kecil dibandingkan dengan h atau b. Sehingga mengabaikan

efek realisasi antara h dan b, dapat dibuat bentuk persamaan dengan pertimbangan dibawah ini:

h = r - 푟² − ( ) (1)

Gambar 2.6 menunjukan hasil dari perhitungan mendasar diatas putaran piringan untuk

30 mm diluar diameter pada macam-macam h dan b. Bilamana b adalah 2 mm, h adalah 0.03

mm. Dengan menggunakan mikroskop pembacaan lebar alur abrasi akan lebih akurat, dimana

alur goresan dari 1-2 mm yang dihasilkan. Jadi, hasil diatas menunjukan bahwa abrasi atau

goresan ditentukan oleh mesin. Dalam percobaan uji keausan dapat ditentukan pada 0.01-0.03

mm kedalaman dari permukaan benda uji. Dengan kata lain, variasi lapisan permukaan yang

diperlukan secara mekanis dengan ketebalan yang sama dapat dipakai untuk studi tentang

ketahanan laju keausan spesifik ini. Antara b dan h dari hasil persamaan (1).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

19

Dimana h/r < 1, memiliki persamaan,

b = 2√2.ℎ푟 (2)

Sebuah pengujian untuk abrasi dengan tekanan kontak tertentu, akan menentukan laju

keausan spesifik (Ws) dengan kecepatan tinggi dapat memakai mesin uji keausan, dimana

P = Po

Karena hubungan antara panjang alur abrasi dan jarak abrasi yang diberikan, l = 0 dan b = 0.

B b³/12r = 2 WsPo ( l³/lo ) ½ / 3 (3)

Jadi, melakukan abrasi selalu memakai jarak yang ditempuh piringan (lo) dan membiarkan lebar

alur goresan pada waktu penguji (bo), laju keausan spesifik (Ws) dari persamaan(3) menjadi:

Ws = (B x bo³)/8.r.Po.lo (4)

Namun Wo adalah jumlah yang terkelupas akibat laju keausan spesifik, dengan kata lain, ketika

beban akhir dan lebar alur abrasi untuk abrasi yang membentang diatas lo diukur dengan

membaca mikroskop atau cara lain yang sesuai pada akhir test, abrasi tertentu dapat dihitung dari

persamaan (4) itu juga dapat diperoleh dari:

P = Po/B bo (5)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

20

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Proses

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses

PEMILIHAN BAHAN

PEMBUATAN CETAKAN

PEMBUATAN ARANG

PENCAMPURAN BAHAN+VARIASI SEKRAP ALUMINIUM 0%, 1%, 2%,

3%+ARANG+EPOKSI

PROSES CETAK

UJI IMPAK

UJI KEAUSAN

UJI TARIK

PENGAMBILAN DATA

PEMBUATAN LAPORAN

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

21

3.2 Prosedur Preparasi Spesimen

3.2.1 Bahan Baku Komposit

1. Matriks

Pada penelitian ini jenis matriks dari material polimer dengan jenis epoksi dengan data

teknis sebagai berikut:

Density(ρ) = 1,26 g/ml

Temperature Process = 100 - 300ºC

Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar

(dominan). Matriks mempunyai fungsi sebagai berikut :

a) Mentransfer tegangan ke serat.

b) Membentuk ikatan koheren, permukaan matrik/serat.

c) Melindungi serat.

d) Memisahkan serat.

e) Melepas ikatan.

f) Tetap stabil setelah proses manufaktur.

Matriks yang digunakan adalaha jenis thermosetting plastic yaitu epoksi resin dengan

campuran epoksi resin dan epoksi hardener. Ciri-ciri epoksi hardener adalah berwarna kecoklat-

coklatan, sedangkan untuk epoksi resin berwarna bening yang biasa dikenal dengan sebutan

general purpose resin keruh.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

22

2. Reinforcement

Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi

sebagai penanggung beban utama pada komposit.

Berdasarkan bentuk dari reinforcement-nya, komposit dapat dibedakan menjadi :

a. Partikel sebagai penguat (Particulate composites)

Keuntungan dari komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel:

a) Kekuatan lebih seragam pada berbagai arah

b) Dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan kekerasan material

c) Cara penguatan dan pengerasan oleh partikulat adalah dengan menghalangi pergerakan

dislokasi.

b. Fiber sebagai penguat (Fiber composites)

Fungsi utama dari serat adalah sebagai penopang kekuatan dari komposit, sehingga tinggi

rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang digunakan, karena tegangan

yang dikenakan pada komposit mulanya diterima oleh matrik akan diteruskan kepada serat,

sehingga serat akan menahan beban sampai beban maksimum. Oleh karena itu serat harus

mempunyai tegangan tarik dan modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada matriks penyusun

komposit.

c. Fiber sebagai struktural (Structure composites)

Komposit struktural dibentuk oleh reinforce-reinforce yang memiliki bentuk lembaran-

lembaran. Berdasarkan struktur, komposit dapat dibagi menjadi dua yaitu struktur laminate dan

struktur sandwich, ilustrasi dari kedua struktur.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

23

3.2.2 Peralatan Percobaan

1. Oven

Fungsinya untuk menghilangakan kadar air pada serbuk kayu, agar didapatkan berat jenis

kering dari serbuk kayu tersebut.

Gambar 3.2. Oven

2. Timbangan

Timbangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah timbangan kecil yang memiliki

kapasitas 110 gr dengan tingkat ketelitian 1 gr, untuk menimbang berat matriks dan partikel kayu

yang dibutuhkan.

Gambar 3.3. Timbangan digital

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

24

4. Mikroskop

Digunakan untuk melihat struktur mikro.

Gambar 3.4. Mikroskop

3. Cetakan, Cetakan dibuat dari besi cor

Digunakan untuk mencetak campuran antara epoksi, aluminium dan arang

Gambar 3.5. Cetakan

4. Amplas

Fungsinya menghaluskan permukaan atau tepi-tepi pada sisi hasil cetakan.

5. Arang dan Serbuk alumunium

Sebagai campuran epoksi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

25

Gambar 3.6. Arang dan serbuk alumunium

6. Epoksi

Sebagai campuran dan penguat untuk membuat komposit, Epoksi terdiri dari 2 macam

yaitu epoksi resin dan epoksi hardener.

3.3 Langkah Percobaan

Untuk langkah percobaan yang dilakukan adalah mencampur arang, serbuk aluminium,

dan epoksi menjadi satu kemudian memasukannya ke dalam cetakan, Cetakan selanjutnya

ditutup kemudian diberi tekanan 100 kg/cm², Setelah 8 jam hingga 12 jam spesimen kering,

keluarkan spesimen dari cetakan.

3.4 Pengujian Mekanik

Komposit yang dihasilkan sudah berbentuk sesuai dengan standar masing-masing

pengujian (sesuai dengan bentuk dari cetakan) untuk selanjutnya dilakukan pengujian mekanik

untuk mengetahui properties dari masing-masing pengujian.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

26

3.4.1 Prosedur Pengujian

1. Uji Tarik

Uji tarik mungkin adalah cara pengujian bahan yang paling mendasar. Pengujian ini

sangat sederhana, Tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi di seluruh dunia, misalnya di

Amerika dengan ASTM E8 dan Jepang dengan JIS 2241. Dengan menarik suatu bahan kita akan

segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tarikan dan mengetahui sejauh

mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki

cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff).

Gambar 3.7. Alat uji tarik

2. Uji Impak

Pengujian impak adalah sebuah metode untuk mengevaluasi ketangguhan relatif dari

bahan-bahan teknik. Hal ini biasanya digunakan untuk menguji ketangguhan logam-logam.

Pengujian yang serupa dapat digunakan untuk polimer, keramik dan komposit. Adapun gambar

alat uji impak dapat dilihat pada gambar 3.8 dibawah ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

27

Gambar 3.8. Alat uji impak

3. Uji Keausan

Pada mesin uji keausan ini, kita bisa melihat kontruksi seperti pada gambar (6) adalah

diagram mekanisme mesin uji abrasi. Gambar (7) adalah pandangan secara keseluruhan dan

melihat gambar (8) gambar mekanisme luar. Dalam gambar (3) adalah putaran piringan 3 mm

dan 30 mm diameter luar. Terpasang pada poros vertikal tetap dan diputar. Sebuah benda uji (4)

kuat ditempat yang diwakili nomor (5) terletak dipusat. Nomor (17) tuas yang bebas disekitar

poros vertikal nomor (16). Rotasi ditransmisikan ke piringan yang berputar melalui pergantian

roda gigi pada nomor (2). Tingkat putaran dari piringan menurun oleh dua set roda-roda cacing

pada nomor (6) dan putaran disesuaikan secara profesional dengan jarak abrasi pada pergantian

gigi nomor 7, dan cam berbentuk seperti ditunjukan pada gambar (8) terpasang pada poros.

Sebagai hasil rotasi yang proposional dengan ½ kekuatan dari laju kekuatan spesifik dapat

terwujud, tetapi ditransmisikan ke pegas pada nomor (12) melalui gigi nomor (10) dan nomor

(11) adalah poros, adanya perubahan beban yang diteruskan melalui rak nomor (13) dan

penggantian gigi nomor (14). Membaca besaran beban (P) skala yang ditandai ditempat pegas.

Kecepatan abrasi dapat diubah-ubah dengan cara melebarkan jarak pully nomor (1), pergantian

gigi nomor (2). Tekanan kontak dapat disesuaikan dengan pergantian gigi nomor (14). Untuk

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

28

mengetahui alur goresan pada uji akhir, bahan-bahan yang tidak mudah menerima abrasi

memiliki panjang abrasi dengan menyesuaikan putaran cam melalui pergantian gigi nomor (7).

`

Gambar 3.9. kontruksi laju keausan

Gambar 4.0. alat uji keausan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

29

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil uji Impak

Hasil pengujian dengan mesin uji impak charpy terhadap arang sekam kayu yang di campur

dengan aluminium didapat data pengujian dan hasil perhitungan sebagai berikut:

Bahan komposit arang sekam kayu yang dicampur dengan aluminium 0% :

Spesimen 1 diketahui : α = 145º , β = 143º

G = 1,357 kg , R = 39,48 cm

Penampang patah l = 1 cm , t = 1 cm

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 143º – cos 145º )

= 1,29 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଵ,ଶଽ ௨ଵ ²

= 1,29 joule/cm²

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 44: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

30

Spesimen 2 diketahui : α = 145º , β = 143º

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 143º – cos 145º )

= 1,29 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଵ,ଶଽ ௨ଵ ²

= 1,29 joule/cm²

Spesimen 3 diketahui : α = 145º , β = 143º

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 143º – cos 145º )

= 1,29 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଵ,ଶଽ ௨ଵ²

= 1,29 joule/cm²

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 45: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

31

Bahan komposit arang sekam kayu yang dicampur dengan aluminium 1% :

Spesimen 1 diketahui : α = 145º , β = 142º

G = 1,357 kg , R = 39,48 cm

Penampang patah l = 1 cm , t = 1cm

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos142º – cos 145º )

= 1,95 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଵ,ଽହ ௨ଵ ²

= 1,95 joule/cm²

Spesimen 2 diketahui : α = 145º , β = 141º

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 141º – cos 145º )

= 2,62 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଶ,ଶ ௨ଵ ²

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 46: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

32

= 2,62 joule/cm²

Spesimen 3 diketahui : α = 145º , β = 143º

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 143º – cos 145º )

= 1,29 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଵ,ଶଽ ௨ଵ²

= 1,29 joule/cm²

Bahan komposit arang sekam kayu yang dicampur dengan aluminium 2% :

Spesimen 1 diketahui : α = 145º , β = 141º

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 141º – cos 145º )

= 2,62 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଶ,ଶ௨ଵ²

= 2,62 joule/cm²

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 47: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

33

Spesimen 2 diketahui : α = 145º , β = 142º

Tenaga patah = G x R (cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 142º - cos 145º )

= 1,95 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଵ,ଽହ௨ଵ²

= 1,95 joule/cm²

Spesimen 3 diketahui : α = 145º , β = 142º

Tenaga patah = G x R (cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 142º - cos 145º )

= 1,95 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଵ,ଽହ௨ଵ²

= 1,95 joule/cm²

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 48: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

34

Bahan komposit arang sekam kayu yang dicampur dengan aluminium 3% :

Spesimen 1 diketahui : α = 145º , β = 141º

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 141º – cos 145º )

= 2,62 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଶ,ଶ ௨ଵ ²

= 2,62 joule/cm²

Spesimen 2 diketahui : α = 145º , β = 141º

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 141º – cos 145º )

= 2,62 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଶ,ଶ ௨ଵ ²

= 2,62 joule/cm²

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 49: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

35

Spesimen 3 diketahui : α = 145º , β = 140º

Tenaga patah = G x R ( cos β – cos α )

= 1,357 x 39,48 ( cos 140º – cos 145º )

= 3,30 joule

Harga keuletan = ௧

௨௦ ௧

= ଷ,ଷ ௨ଵ ²

= 3,30 joule/cm²

Tabel 4.1 Hasil uji impak

Harga keuletan fraksi volume Al

0% 1% 2% 3%

spesimen 1 (joule/cm²) 1,29 1,95 2,62 2,62

spesimen 2 (joule/cm²) 1,29 2,62 1,95 2,62

spesimen 3 (joule/cm²) 1.29 1,29 1,95 3,3

rata-rata (joule/cm²) 1,29 1,95 2,17 2,85

Dengan perhitungan diatas dapat dibuat tabel hasil uji impak komposit arang sekam kayu

dengan campuran sekrap aluminium 0%, 1%, 2%, 3% seperti pada tabel 4.1 diatas.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 50: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

36

Dengan perhitungan diatas dapat dibuat grafik harga keuletan hasil uji impak dengan

campuran sekrap aluminium.

Gambar 4.1 Grafik harga keuletan

Grafik diatas menunjukan 3% = 2.85 joule/cm² adalah harga keuletan yang tertinggi yang baik

dari pada hasil 0%, 1%, dan 2%. Karena campuran sekrap aluminium 1% lebih sedikit dari

sekrap aluminium 3%.

4.2 Hasil uji keausan

Untuk menentukan partikel sebagai bahan pengisi pada komposit arang serbuk gergaji kayu

mahoni yang akan diaplikasikan rem kendaraan bermotor harus dilakukan uji keausaan. Uji

keausan atau spesifik abrasi berguna untuk mengetahui nilai abrasi atau keausan yang diharapkan

lebih baik pada komposit arang serbuk gergaji kayu yang dicampur aluminium dengan fraksi

volume 0%, 1%, 2%, 3%. Dalam uji keausan atau spesifik abrasi dengan beban 12,72 kg dan

jarak abrasi 400 m dan kecepatan putaran dari motor 1430 rpm dalam waktu 30 detik akan

memperoleh alur bekas abrasi dengan menggunakan mikroskop untuk melihat berapa panjang

goresan akibat abrasi. Hasil yang didapat dari pengujian keausan atau spesifik abrasi dapat

dilihat dalam tabel 4.2 pengambilan data uji keausan.

0.000.501.001.502.002.503.00

0% 1% 2% 3%

Har

ga k

eule

tan

(joul

e/cm

2)

Campuran Sekrap Aluminium

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 51: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

37

Tabel 4.2 Pengambilan data uji keausan

Bahan Komposit Waktu abrasi

Jarak piringan

yang ditempuh

Lebar hasil

goresan bo³ Beban % detik lo (m) bo Po (kg) 0% 30 400 1,8 5,83 12,72

30 400 2,3 12,17 12,72 30 400 2 8,00 12,72 30 400 2,1 9,26 12,72 30 400 2,2 10,65 12,72

30 400 2,3 12,17 12,72 1% 30 400 3,5 42,88 12,72

30 400 3,4 39,30 12,72 30 400 3,2 32,77 12,72 30 400 3 27,00 12,72 30 400 2,6 17,58 12,72 30 400 3 27,00 12,72

2% 30 400 3,7 50,65 12,72 30 400 3,6 46,66 12,72 30 400 3,6 46,66 12,72 30 400 2,8 21,95 12,72 30 400 3 27,00 12,72 30 400 2,6 17,58 12,72

3% 30 400 3,6 46,66 12,72 30 400 3,6 46,66 12,72 30 400 3,6 46,66 12,72 30 400 2,6 17,58 12,72 30 400 2,7 19,68 12,72 30 400 2,8 21,95 12,72

Dari hasil tabel 4.2 diatas yang diperoleh dari Laboratorium Bahan Teknik Universitas

Gadjah Mada, dapat dihitung spesifik keausan dibawah ini sebagai berikut:

Ws = .ୠ୭య

... ( mm2/kg )

Ws = 3 x 42,88

8 x15x12,72x400x10య

= 128,64

61056 x 104

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 52: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

38

= 2,10 x 10-7 mm2/kg

Dengan perhitungan diatas dapat dibuat tabel 4.3 dibawah ini:

Tabel 4.3 Hasil perhitungan uji keausan

Bahan Komposit

Jarak piringan

yang ditempuh

Lebar hasil goresan bo³ Beban Hasil Abrasi

% lo (m) bo (mm) Po (kg) Ws ( mm2/kg) 0% 400 1,8 5,83 12,72 2,86 x 10-8

400 2,3 12,17 12,72 5,98 x 10-8 400 2 8,00 12,72 3,94 x 10-8 400 2,1 9,26 12,72 4,50 x 10-8 400 2,2 10,65 12,72 5,23 x 10-8

400 2,3 12,17 12,72 5,98 x 10-8 1% 400 3,5 42,88 12,72 2,10 x 10-7

400 3,4 39,30 12,72 1,93 x 10-7 400 3,2 32,77 12,72 1,61 x 10-7 400 3 27,00 12,72 1,32 x 10-7 400 2,6 17,58 12,72 8,63 x 10-8 400 3 27,00 12,72 1,32 x 10-7

2% 400 3,7 50,65 12,72 2,48 x 10-7 400 3,6 46,66 12,72 2,29 x 10-7 400 3,6 46,66 12,72 2,29 x 10-7 400 2,8 21,95 12,72 1,07 x 10-7 400 3 27,00 12,72 1,32 x 10-7 400 2,6 17,58 12,72 8,63 x 10-8

3% 400 3,6 46,66 12,72 2,29 x 10-7 400 3,6 46,66 12,72 2,29 x 10-7 400 3,6 46,66 12,72 2,29 x 10-7 400 2,6 17,58 12,72 8,63 x 10-8 400 2,7 19,68 12,72 9,67 x 10-8 400 2,8 21,95 12,72 1,07 x 10-7

Dengan perhitungan diatas dapat dibuat tabel hasil spesifikasi keausan komposit partikel

arang serbuk gergaji kayu dengan campuran sekrap aluminium 0%, 1%, 2%, 3% seperti pada

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 53: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

39

tabel 4.3 diatas. Dari tabel diatas dapat dibuat rata-rata untuk 0% = 4,73 x 10 mm²/kg, 1% =

1,52 x 10 mm²/kg, 2% = 1,72 x 10 mm²/kg, 3% = 1,63 x 10 mm²/kg.

Gambar 4.2 Grafik rata-rata laju keausan spesifik

Grafik diatas menunjukan 0% = 4,73 x 10 mm²/kg laju keausan spesifik yang terbaik dari pada

campuran sekrap aluminium 1%, 2%, dan 3%. Karena 0% memiliki partikel yang lebih halus,

pada 1%, 2%, 3% tedapat campuran sekrap aluminium yang kasar.

4.3 Hasil uji tarik

Hasil pengujian tarik komposit pertikel arang serbuk gergaji kayu yang dicampur dengan

aluminium dengan resin epoksi berupa tegangan tarik dan pertambahan panjang sebagai berikut:

Spesimen 1 dengan campuran aluminium 0% :

σu= బ

= ଽ,ସଽ

= 1,004 kg/mm²

0.00E+00

5.00E-08

1.00E-07

1.50E-07

2.00E-07

0% 1% 2% 3%Rata

-rat

a la

ju k

eaus

an

spes

ifik

(mm

2/kg

)

campuran sekrap aluminium

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 54: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

40

Spesimen 1 dengan campuran aluminium 1% :

σu= బ

= ହ,ସଽ

= 0,65 kg/mm²

Spesimen 1 dengan campuran aluminium 2% :

σu= బ

= ଵଶ,ଶଽ

= 1,8022 kg/mm²

Spesimen 1 dengan aluminium 3% :

σu= బ

= ଵଵ,.ହଽ

= 1,27 kg/mm²

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 55: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

41

Tabel 4.4 Hasil perhitungan uji tarik

Komposit Beban (kg) Luas

penampang Kekuatan tarik (kg/mm²) 0% 1% 2% 3% (mm²) 0% 1% 2% 3%

Spesimen 1 90,4 58,4 162,2 114,5 90 1,00444 0,648889 1,80222 1,27

Spesimen 2 60,6 58,6 65,7 54,9 90 0,67333 0,651111 0,73 0,61

Rata-rata 0.83889 0.65 1.27 0.94

Dengan perhitungan diatas dapat dibuat tabel hasil kekuatan tarik komposit partikel arang

serbuk gergaji kayu dengan campuran sekrap aluminium 0%, 1%, 2%, 3% seperti pada tabel 4.4

diatas.

Gambar 4.3 Grafik kekuatan tarik

Grafik diatas menunjukkan Kekuatan tarik memiliki nilai tertinggi yang terbaik pada campuran

sekrap aluminium 2% senilai 1,27 kg/mm² dari pada 0%, 1% dan 3%. Karena campuran 2%

memiliki kepadatan yang baik.

0

0.5

1

1.5

2

0% 1% 2% 3%

Keku

atan

tari

k

Campuran sekrap Aluminium

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 56: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

42

Perhitungan regangan Tarik

Spesimen 1 (campuran aluminium 0%)

ε= ௱௶௶

=௧ ௨௨

= ,ସଵ

x100%

= 0,4%

Spesimen 1 (campuran aluminium 1%)

ε= ௱௶௶

=௧ ௨௨

= ,ହଵ

x100%

= 0,65%

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 57: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

43

Spesimen 1 (campuran aluminium 2%)

ε= ௱௶௶

=௧ ௨௨

= ,ସଵ

x100%

= 0,4%

Spesimen 1 (campuran aluminium 3%)

ε= ௱௶௶

=௧ ௨௨

= ,ଷଵ

x100%

= 0,38%

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 58: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

44

Tabel 4.5 Hasil regangan tarik

Komposit Panjang awal (mm)

pertambahan panjang Regangan (ε) 0% 1% 2% 3% 0% 1% 2% 3%

Spesimen 1 100 0,4 0,65 0,4 0,38 0,4 0,65 0,4 0,38

Spesimen 2 100 0,05 0,3 0,35 0,3 0,05 0,3 0,35 0,3

Rata-rata 0,23 0,48 0,38 0,34

Dengan perhitungan diatas dapat dibuat tabel hasil regangan tarik komposit partikel arang

serbuk gergaji kayu dengan campuran sekrap aluminium 0%, 1%, 2%, 3% seperti pada tabel 4.5

diatas.

Gambar 4.4 Grafik regangan tarik

Grafik diatas menunjukkan rata-rata regangan tarik yang campuran sekrap aluminium 1% senilai

0,48% yang tertinggi dari campuran sekrap aluminium 0%, 2% dan 3%. Karena 1% memiliki

persentase matriks yang lebih banyak.

Sedangkan untuk mendapatkan volume untuk campuran dapat kita hitung seperti dibawah

ini.

0.000.100.200.300.400.50

0% 1% 2% 3%

Rega

ngan

tari

k

Campuran sekrap Aluminium

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 59: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

45

Fraksi Volume

Volume = p x l x t

= 20 cm x 12 cm x 1 cm

= 240 cm³

Untuk arang 0%

Partikel 50% = 0,5 x 240 cm³ = 120 cm³

Massa arang = 1,2 gr/cm³ x 120 cm³ = 144 gr

Matriks 50% = 0,5 x 240 cm³ = 120 cm³ = 120 ml

Untuk aluminium 1%

Partikel 50% = ହଵ

x 240 cm³ = 120 cm³

Al 1%

0,01x 120 cm³ = 1,2 cm³

2,7 x 1,2 = 3,24 gr

Arang 49%

0,49 x 120 cm³ = 58,8 cm³

1,2 x 58,8 =70,56 gr

Matriks 50% = ହଵ

x 240 = 120 cm³ = 120 ml

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 60: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

46

Untuk aluminium 2%

Partikel 50% = ହଵ

x 240 cm³ = 120 cm³

Al 2%

0,02 x 120 cm³ = 2,4 cm³

2,7 x 2,4 = 6,48 gr

Arang 48%

0,48 x 120 cm³ = 57,6 cm³

1,2 x 57,6 = 69,12 gr

Matriks 50% = ହଵ

x 240 = 120 cm³ = 120 ml

Untuk aluminium 3%

Partikel 50% = ହଵ

x 240 cm³ = 120 cm³

Al 3%

0,003 x 120 cm³ = 3,6 cm³

2,7 x 3,6 = 9,72 gr

Arang 47%

0,47 x 120 cm³ = 56,4 cm³

1,2 x 56,4 = 67,68 gr

Matriks 50% = ହଵ

x 240 = 120 cm³ = 120 ml

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 61: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

47

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan dan pembahasan yang telah dilakukan, dapat ditarik

kesimpulan sebagai berikut :

1. Hasil dari rata-rata harga keuletan pada fraksi volume aluminium 1% sebesar 1,95

joule/cm², fraksi volume aluminum 2% sebesar 2,17 joule/cm², fraksi volume 3% sebesar

2,85 joule/cm². Pada hasil rata-rata harga keuletan mengalami kenaikan sebesar 0,22% -

0,68%, keuletan tertinggi terdapat pada serbuk gergaji kayu yang dicampur sekrap

aluminium 3% yaitu 2,85 joule/cm².

2. Rata-rata laju keausan spesifik yang terendah pada campuran sekrap aluminium 0%

senilai 4,73 x 10-8 mm²/kg.

3. Kekuatan tarik tertinggi tercapai pada campuran sekrap aluminium 2% senilai 1,27

kg/mm².

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 62: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

48

5.2 Saran

1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh terhadap sifat mekanis pada

filler dan matriks.

2. Agar diperoleh hasil partikel komposit yang baik menggunakan filler yang sesuai

terhadap matriksnya.

3. Semakin meningkatnya pemanasan global dapat diharapkan untuk penelitian selanjutnya

dapat menggunakan bahan-bahan yang ramah lingkungan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 63: SIFAT FISIS DAN MEKANIS KOMPOSIT PARTIKEL ARANG …

49

DAFTAR PUSTAKA

Annual Book of JIS Standar, K 7113, 396-407. (1981). Testing Method of Tensile Properties of Plastik, Japanese Industrial Standard.

Isaac M. D., Ori I.(1994), Engineering Mechanics of Composite Material,

NewYork Oxford, Oxford University Press. Surdia, T., Shinroku, S., (1984), Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta, Pradnya

Paramita. Tokyo Testing Machine MFG. CO.,LTD. Ogoshi High Speed Universal Wear

Testing Machine (Type OAT-U). Wirsanto, 2010. Pengaruh Jenis Serbuk Kayu Terhadap Sifat Mekanik Komposit

Polyethylene/Serbuk Kayu. Penelitian FTI-ITS Surabaya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI


Recommended