Uji Fisis dan Mekanik pada Desain Struktur Keramik Forsterite (Mg2SiO4) dengan Teknik Sintering (Solid State-Reaction)

Abstract

Telah dilakukan penelitian tentang sintesis, uji fisis dan mekanik keramik forsterite dengan metode sol-id state reaction (sintering). Keramik forsterite disintesis dengan menggunakan powder silika dan magnesium oksida sintetik. Selanjutnya silika dan magnesium powder dicampur dan digerus hingga halus. Ke dalam cam-puran tersebut ditambah etanol dan ditirrer dengan magnetik stirrer agar menjadi homogen, dan dikalsinasi pada suhu 110oC hingga membentuk bubuk/serbuk. Selanjutnya serbuk digerus kembali dengan mortar dan pastel untuk menghasilkan serbuk forsterite. Serbuk dicetak menjadi pelet silinder dan kemudian disintering dengan suhu yang berbeda yaitu 850, 950 dan 1050oC. Selanjutnya dilakukan pengukuran/uji porositas, densi-tas dan konduktivitas, hardness/kekerasan dan fracture toughness/keretakan.

Hasil pengukuran menunjukkan bahwa densitas meningkat dengan seiring dengan kenaikan suhu sintering, sebaliknya porositas dan fracture toughness menurun dengan meningkatnya suhu sintering. Hasil analisis frac-ture toughness dengan SEM menunjukkan bahwa keretakan pada suhu sintering 850oC lebih besar dibanding-kan dengan sampel yang disintering pada suhu 950 dan 1050oC. Dengan kata lain, tingkat keretakan pada sampel yang disintering pada 850oC lebih besar dibandingkan dengan sampel yang disintering pada suhu 950 dan 1050oC. Fenomena ini menunjukkan bahwa butiran-butiran semakin besar disertai jumlah pori yang se-makin sedikit. Kekerasan meningkat seiring dengan kenaikan suhu sintering. Semakin tinggi suhu sintering, semakin tinggi kekerasan yang sesuai dengan meningkatnya densitas, serta diikuti menurunnya porositas. Pen-gukuran konduktivitas menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu sintering, konduktivitas semakin kecil yang se-suai dengan meningkatnya densitas dan menurunnya porositas. Berdasarkan karakteristik perubahan konduk-tivitas, keramik forsterite yang diperoleh dalam penelitian ini mendekati sifat isolator sehingga dapat diaplikasi-kan sebagai bahan isolator listrik.