SINTESA AWAL KOMPOSIT ALUMINIUM HASIL PROSES CROSS SECTION

ACCUMULATIVE ROLL BONDING (C – ARB) UNTUK APLIKASI PERALATAN

MILITER

Muhammad Imansyah, Slamet Wiyono, ST., MT, Anistasia Milandia, ST., MTJurusan Teknik Mesin Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

Jl. Jendral Sudirman km 03, Cilegon 42435Email: miSyah3@gmail.com

ABSTRAK

Perkembangan material baru pada perangkat dan peralatan militer dibutuhkan sifat yang lebih unggul, hal ini sejalan dengan definisi komposit yang merupakan gabungan dari dua material atau lebih untuk mendapatkan sifat yang lebih unggul, perkembangan material komposit saat ini berkembang dengan sangat pesat. Tujuannya untuk meningkatkan kualitas material dan kekuatan dengan yang telah ada. Material dari logam umumnya digunakan pada aplikasi di industri otomotif dan juga untuk peralatan militer seperti body tank (Agus Pramono, 2014). Pada penelitian ini membahas proses cross section accumulative roll bonding (C-ARB) untuk material komposit yang menggunakan plat aluminium seri 1xxx sebagai matriks dan alumina (Al2O3) dalam bentuk continous fiber, short fiber, dan particle sebagai penguat atau (reinforce). Proses pengerolan C-ARB dilakukan dengan reduksi dan penekanan pada roll sebesar 50% dengan dua arah yaitu arah melintang dan arah tegak lurus serat. Pada tahap awal proses pengerolan dilakukan dengan pengerolan melintang, berikutnya sampel yang telah di roll searah melintang tersebut, di roll kembali dengan searah serat. Pemilihan bentuk alumina sebagai penguat berpengaruh pada karakterisasi material, hal ini dikarenakan bentuk material yang tepat untuk metode C-ARB ini adalah alumina yang dapat menutup bidang kontak sehingga meminimalisir rongga udara pada material saat proses pengerolan. Alumina serat sangat tepat untuk metode ini, karena saat dilakukan proses roll pertama arah melintang alumina serat dapat bertambah panjang dan pada saat pengerolan kedua alumina terjadi pelebaran sehingga meinimalisir rongga yang terjadi dan meningkatkan kerapatan. Nilai densitas dan kekerasan material berbanding terbalik dengan nilai porositas, semakin tinggi nilai porositas maka densitas dan kekuatan material semakin menurun serta didapat unsur yang terdapat pada aluminium komposit yang tertinggi adalah unsur aluminium (Al) dan beberapa persennya terdapat unsur alumina (Al2O3).

Kata Kunci: cross section accumulative roll bonding (C-ARB), komposit aluminium, alumina, alumina reinforce dan bodi tank.

1. Pendahuluan

Perkembangan material baru pada perangkat dan peralatan militer dibutuhkan sifat yang lebih unggul, hal ini sejalan dengan definisi komposit yang merupakan gabungan dari dua material atau lebih untuk mendapatkan sifat yang lebih unggul, perkembangan material komposit saat ini berkembang dengan sangat pesat. Tujuannya untuk meningkatkan kualitas dari produk dan kekuatan dengan produk yang telah ada. Material dari logam umumnya digunakan pada aplikasi di industri otomotif dan juga untuk peralatan militer seperti body tank. Untuk meningkatkan kualitas dari body tank itu, maka material yang

dikembangkan harus memiliki sifat mekanik yang lebih baik. Komposit merupakan material potensial dapat digunakan untuk memenuhi permintaan material body tank dengan sifat lebih baik daripada material yang telah digunakan sekarang. (Agus Pramono, Kompasiana, Komposit manufaktur sebagai trend teknologi masa depan).

Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber composite). Bahan komposit partikel terdiri dari partikel–partikel yang diikat oleh matrik. Bentuk partikel ini dapat bermacam–macam seperti bulat, kubik, tetragonal atau bahkan berbentuk yang tidak

beraturan secara acak. Sedangkan bahan komposit serat terdiri dari serat – serat yang diikat oleh matrik. Bentuknya ada dua macam yaitu serat panjang dan serat pendek (eatrenkz.blogspot.co.id). Berdasarkan jenisnya terdapat beberapa bentuk pada komposit yaitu:a. Komposit Partikel

Dalam struktur komposit, bahan komposit partikel tersusun dari partikel–partikel disebut bahan komposit partikel (particulate composite) menurut definisinya partikel ini berbentuk beberapa macam seperti bulat, kubik, tetragonal atau bahkan berbentuk yang tidak beraturan secara acak, tetapi rata–rata berdimensi yang sama. Bahan komposit partikel umunya digunakan sebagai pengisi dan penguat bahan komposit keramik (ceramic matrik composites). Bahan komposit partikel pada umunya lebih lemah dibanding bahan komposit serat. Bahan komposit partikel mempunyai keunggulan, seperti ketahanan terhadap aus, tidak muda retak dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik.

Gambar 1 komposit partikel(www.everychina.com)

b. Komposit SeratUnsur utama komposit adalah serat

yang mempunyai banyak keunggulan, oleh karena itu bahan komposit serat yang paling banyak dipakai. Bahan komposit serat terdiri dari serat–serta yang terikat oleh matrik yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continous fiber) dan serat pendek (short fiber dan whisker). Penggunaan bahan komposit serat sangat efesien dalam menerima beban dan force. Karena itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat. Komposit serat dalam dunia industry mulai dikembangkan dari pada menggunakan bahan partikel. Bahan komposit serat mempunyai keunggulan yang utama yaitu strong (kuat), stiff (tangguh), dan lebih

tahan terhadap panas pada saat didalam matrik (Schwartz, 1984). Dalam penggembangan teknologi pengolahan serat, membuat serat sekarang semakin diunggulkan dibandingkan material–material yang digunakan. Cara yang digunakan untuk mengkombinasi serat berkekuatan tarik tinggi dan bermodulus elastisitas tinggi dengan matrik yang bermasa ringan, berkekuatan tarik renda, serta bermodulus elastisitas rendah makin banyak dikembangkan guna untuk memperoleh hasil yang maksimal. Komposit pada umumnya mengunakan bahan plastik yang merupakan material yang paling sering digunakan sebagai bahan pengikat seratnya selain itu plastic mudah didapat dan mudah perlakuannya, dari pada bahan dari logam yang membutuhkan bahan sendiri.

Gambar 2 komposit serat

(www.princeton.edu)

2. Proses C-ARBDalam penelitian ini, untuk

memperbaiki properieties dari proses Accumulative Roll Bonding (ARB), maka metode Cross Section Accumulative Roll Bonding digabungkan bersama dengan metode Accumulative Roll Bonding (ARB) untuk memperbaiki sifat mekanik yang dihasilkan.

Proses C-ARB digunakan sebagai metode yang efektif untuk perbaikan struktur mikro dan perbaikan sifat mekanik. Beberapa jurnal menunjukkan hasil Uji Mikro yang Struktur Mikro memiliki distribusi yang sangat baik dari hasil proses C-ARB.

Paduan aluminium dipilih sebagai matrik dan alumina sebagai bahan penguat dengan temperatur pemanasan sebesar 3500C. Setelah material uji sudah siap, tumpuk dua aluminium yang diantara tumpukan aluminium di beri penguat alumina, setelah itu diikat pada kedua ujungnya dengan kawat, pengikatan ini bertujuan agar material uji tetap pada posisinya. Proses C-ARB dilakukan tidak memerlukan pelumasan seperti oli atau pelumas jenis lainnya.

(Mohammad RezaKamaliArdakani, 2014)

Proses pengerolan C-ARB dilakukan dengan reduksi/ penekanan pada roll sebesar 50% dengan dua arah yaitu arah melintang dan arah tegak lurus serat. Pada tahap awal proses pengerolan dilakukan dengan pengerolan melintang, berikutnya sampel yang telah di roll searah melintang, di roll kembali dengan searah serat. Poin penting pada proses C-ARB adalah ketika dilakukan pengerolan, material mengalami penekanan dengan reduksi yang diberikan, sehingga ada pengurangan dimensi material uji, jumlah peneknan/ reduksi yang diberikan adalah sebesar 50%. Ilustrasi skematik dari proses C-ARB ditunjukkan pada Gambar 3 (Mohammad RezaKamaliArdakani, 2014).

Gambar 3 Metode C-ARB(www.Snipview.com)

Proses C-ARB terfokus pada tebal dan tipisnya batas interface yang terbentuk, tebal dan tipisnya interface yang terbentuk menyatakan baik atau tidaknya persatuan antara penguat dengan matriknya. Interface merupakan daerah dengan ketebalan hanya beberapa mikron dan pada daerah ini terjadi perubahan sifat dari matrik ke penguat. Interface matrik dan penguat. Pengertian klasik dari interface yaitu permukaan yang terbentuk diantara matrik dan penguat dan mengalami kontak dengan keduanya dengan membuat ikatan antara keduanya untuk perpindahan beban. (Maman kartamana, 2010)

Gambar 4 Skematik interface matrik dengan penguat

(Maman karamana, 2010)

Interface dari komposit sangat menpengaruhi karakteristik komposit, karena interface berpengaruh terhadap proses tranfer beban antara matrik dan penguat. Interface yang kuat memberikan kekuatan yang tinggi begitu juga sebalikanya. Sifat-sifat seperti ketahanan creep, kekuatan fatik dan ketahanan korosi juga dipengaruhi oleh interfacenya. (Maman kartamana, 2010).

3. Metodologi Penelitian3.1 Diagram air

3.2 Alat dan bahanAdapun bahan – bahan

yang digunakan dalam melakukan percobaan C-ARB adalah sebagai berikut:a. 2 lapis plat alumunium

murni X3 dengan ukuran (20 X 230 mm).

b. Alumina (Al2O3).c. Cairan kimia aseton.d. 4 potong kawat

tembaga/ baja sebagai

pengikat.

3.3 Alat – alat yang digunakanAdapun alat – alat yang

digunakan dalam melakukan percobaan sandwich roll bonding metode menggunakan proses C-ARB ini adalah:a. Grinda potong.b. Amplas.c. Kain pembersih.d. Tang.e. Penggaris.f. Hand bor.g. Stopwacth.h. Muffle/ furnace/ tungku

pemanas.i. Ragum.j. Mesin roll.k. Sikat baja automatic.

4. Hasil dan Pembahasan4.1 Hasil Uji Densitas

Hasil Pengujian densitas pada spesimen hasil proses C-ARB dapat dilihat tabel 4.1.1 dibawah ini.

Table 4.1.1 Hasil uji densitas material komposit

Tabel 4.1.2 memperlihatkan bahwa densitas cross section accumulativ roll bonding berkisar antara 2.730 g/cm2 – 2.924 g/cm2 Berdasarkan teori densitas matrial alumunium adalah 2.7 g/cm2. Faktor yang menyebabkan peningkatan densitas adalah perubahan bentuk butir dari bulat menjadi pipih pada saat pengerolan. Pengerolan adalah suatu proses yang digunakan untuk memadatkan dan menghaluskan bentuk butir dari material.

Gambar 4.1.2 Diagram densitasDari gambar digram batang

densitas terendah adalah Al seri 1xxx C2, hal ini disebabkan bidang kontak berpenguat alumina serbuk ini lebih renggang dan terisi ruang oleh udara, sehingga menurunkan nilai densitas, Al seri 1xxx C3 memiliki nilai densitas yang tertinggi yang disebabkan oleh kerapatan bidang kontak, hal ini dikarena saat proses pengerolan pertama arah melintang bidang kontak alumina serat memanjang, dan saat proses pengerolan kedua, arah sejajar bidang kontak melebar. Hal ini dapat meminimalisir porositas dalam material dan memiliki nilai kerapatan tertinggi sehingga densitas meningkat. Al seri 1xxx C1 memiliki nilai densitas sebesar 2.8 g/cm2, hal ini disebabkan bidang kontak alumunium berpenguat alumina fiber ada perenggangan, dikarenakan saat pengerolan melintang alumina mengalami pemanjangan yang menyebabkan perluasan bidang kontak, sedangkan pada saat proses roll kedua arah sejajar alumina melebar dan terjadi perpotongan alumina tersebut, hal inilah yang menyebabkan kerapatan dan menurunkan nilai densitas.

4.2 Hasil Uji Porositas Hasil porositas terhadap material komposit logam aluminium dengan penguat alumina dapat dilihat pada tabel 4.2.1 dibawah ini.

Table 4.2.1 Hasil uji porositas material komposit

No Sampel Uji Densitas

1 Fiber (C1) 2.803

2 Serbuk (C2) 2.730

3 Serat (C3) 2.924

Tabel 4.2.1 memperlihatkan nilai porositas aluminium hasil proses C-ARB berpenguat alumina fiber yang memiliki nilai porositas sebesar 0.059%, sampel hasil proses C-ARB berpenguat alumina serbuk memiliki nilai porositas yang tertinggi, sebesar 0.086% dan sampel hasil proses C-ARB berpenguat alumina serat memiliki nilai porositas yang terendah, sebesar 0.031%. Dari data diatas dapat dibuat diagram batang untuk perbandingan tingkat porositas dapat dilihat pada gambar 4.2.2:

Gambar 4.2.2 Diagram porossitas

Gambar 4.4.2 menunjukan Al seri 1xxx C2 memiliki tingkat porositas tertinggi karena jenis alumina yang digunakan adalah serbuk, maka bidang kontak alumunium memiliki kerenggangan dan ruang udara, sehingga menyebabkan meningkatnya nilai porositas dan menurunnya densitas serta kekuatan material. Aluminium seri 1xxx C2 memiliki nilai porositas cukup rendah, hal ini dikarenakan alumina yang digunakan adalah fiber dan memiliki ruang kerapatan yang masih kurang akibat proses pengerolan, sehingga masih ada ruang udara yang tersimpan. Hal ini dapat menurunkan nilai kekuatan serta densitas material tetapi meningkatkan nilai porositas material. Sedangkan Al seri 1xxx C3 memiliki nilai porositas terendah

diantara yang lain. Hal ini dikarenakan bentuk alumina yang digunakan adalah serat, sehingga pada proses pengerolan bidang kontak aluminium terisi rapat oleh alumina dan mengurangi ruang udara yang ada pada bidang kontak tersebut. Hal ini dapat menurunkan nilai porositas tetapi dapat meningkatkan kekuatan serta densitas material.

Porositas didefenisikan sebagai perbandingan volume rongga udara (volume yang ditempati oleh gas) terhadap volume total material (volume benda uji). Besarnya rongga pada material umumnya terjadi akibat metode yang digunakan dan proses pemanasan material, semakin tinggi tingkat densitas maka semakin besar kekuatan material, sebaliknya semakin besar porositas material, maka kekuatan material semakin kecil. (Eche, 2013).

4.3 Hasil Uji Kekerasan (Vickers)Pengujian kekerasan dilakukan 5

titik penetrasi yang berbeda. Dari hasil 5 titik penetrasi tersebut dapat ditentukan nilai rata – rata pada setiap materialnya, adapun hasil pengujian kekerasan yang telah dilaksanakan dapat dilihat pada tabel 4.3.1 dibawah ini.

Tabel 4.3.1 Hasil uji kekerasan micro-vickers hardeness

Tabel 4.3.1 memperlihatkan kekerasan sampel hasil proses C-

No Sampel Uji Porositas (%)

1 Fiber (C1) 0.06

2 Serbuk (C2) 0.09

3 Serat (C3) 0.03

No Sampel Uji

Kekerasan

(VHN)

1 Fiber (C1) 38.62

2 Serbuk (C2) 36.98

3 Serat (C3) 39.86

ARB berpenguat alumina fiber memiliki tingkat kekerasan sebesar 38.62 VHN, sampel hasil proses C-ARB berpenguat alumina serbuk memiliki tingkat kekerasan yang rendah sebesar 36.98 VHN dan sampel hasil proses C-ARB berpenguat alumina serat dengan metode roll sandwich material memiliki tingkat kekerasan yang tinggi sebesar 39.86 VHN. Dari data diatas dapat dibuat diagram batang perbandingan rata – rata pada setiap sampel yang dapat dilihat pada gambar 4.3.2:

Gambar 4.3.2 Diagram kekerasanGambar 4.3.2 memperlihatkan

sampel C3 (hasil proses C-ARB berpenguat alumina serat) memiliki nilai kekerasan yang tinggi sebesar 39.86 VHN, sampel C1 (Hasil proses C-ARB berpenguat alumina fiber) dengan nilai kekerasan sebesar 38.62 VHN dan sampel C2 (Hasil proses C-ARB berpenguat alumina serbuk) memiliki nilai kekerasan yang rendah dengan nilai kekerasan sebesar 36.98 VHN. Jika reduksi ditingkatkan maka kepadatan material meningkat, sehingga nilai densitas naik. Nilai densitas sebanding dengan nilai kekerasannya. Peningkatan densitas ini mempengaruhi nilai kekerasan dari material komposit yang terbentuk, besarnya reduksi yang diberikan sangat berpengaruh terhadap kekuatan material, hal ini dikarenakan ketika material diberi reduksi pada saat pengerolan dapat merubah dimensi ketebalan menjadi lebih tipis dari ketebalan awal ditambah dengan terdifusinya material dapat meningkatkan kekuatan material komposit aluminium berpenguat alumina. Disamping proses pengerolan, pemilihan bentuk alumina juga berpengaruh penting dalam

pertambahan kekuatan material karena ketika alumina dapat merapatkan bidang kontak makan rongga udara menurun dan kerapatan material meningkat.

Gambar 4.3.3 Jejak indentor Vickers pembesaran 500x

Gambar 4.3.4 menunjukan pengaruh reinforce terhadap nilai kekerasan material, pada pengujian vicker terdapat perbedaan lokasi penekanan saat uji vicker, titik pertama pada gambar 4.3.4 terlihat indentor tepat menginjak interface material komposit sehingga nilai kekerasan tinggi, pada titik ke 2 indentor saat menekan masih menyentuh batas interface sehingga nilai kekerasannya masih dipengaruhi oleh interface dan pada titik ke 3 indentor menakan cukup jauh dari interface, sehingga ada perbedaan nilai kekerasan.

4.4 Hasi Uji MetalografiDari hasil pengujian struktur

mikro ini dapat di analisa perekatan dua material sehingga terbentuknya interface antara matrik dan reinforce. Untuk melihat morfologi yang terjadi pada sampel diperlukan uji struktur mikro untuk analisa. Adapun hasil morfologi struktur mikro dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 4.4.2 pembesaran mikro optik 200x (A) Al 1xxx berpenguat

alumina fiber (B) Al 1xxx berpenguat alumina serbuk (C) Al

1xxx berpenguat alumina serat

Uji struktur mikro pada proses C-ARB untuk mengetahui interface yang terjadi antara matriks Al terhadap penguat Al2O3 dengan perbesaran 200X. Perbesaran ini dilakukan untuk mengetahui batas interface yang terbentuk pada material hasil proses C-ARB. Batas interface adalah batas daerah/ zona dua material aluminium yang diantara kedua material tersebut diberi penguat alumina.

Pada sampel C1 (material komposit Al 1xxx berpenguat alumina fiber) terlihat adanya penurunan besar rongga udara, porositas pada material akan lebih kecil serta kekuatan material C1 akan meningkat dengan semakin menipisnya batas interface antara dua material akan membuktikan proses pengerolan proses C-ARB ini sangat dipengaruhi oleh bentuk alumina yang digunakan sebagai penguat, pada sampel C2 (material komposit Al 1xxx berpenguat alumina serbuk) terlihat jelas batas interface antara dua material serta mulai terlihat rongga udara yang terjadi pada aluminium. Porositas adalah kekosongan berisi gas/ udara yang disebabkan bentuk alumina yang digunakan masih memiliki rongga udara yang dapat menurunkan kekuatan material, ketika material tersebut diproses pengerolan, alumina serbuk tidak memperluas bidang kontak sehingga timbulnya rongga udara dan pada sampel C3 (material komposit Al 1xxx berpenguat alumina serat) terlihat interface yang baik, hal ini dibuktikan bidang kontak interface material aluminium dengan Al2O3 terlihat lebih tipis. Gambar 4.4.2 menunjukan bahwa material C3 terlihat adanya penipisan porositas. Dengan melakukan proses pengerolan C-ARB dapat meningkatkan kekuatan material uji dan tejadinya penipisan rongga udara yang terisi gas atau udara dapat terminimalisir akibat campuran alumina serat yang memperluas bidang kontak material sehingga porositas berkurang.

Gambar 4.4.2 Batas Interface Al-Al2O3 hasil proses C-ARB

Dari hasil pengamatan, aluminium komposit berpenguat alumina serat memiliki porositas yang lebih rendah dan batas interface antara dua material menipis, hal ini membuktkan bahwa dengan menggunakan proses pengerolan C-ARB ini dipengaruhi oleh bentuk alumina yang digunakan sehingga bidang kontak tertutup rapat oleh alumina sehingga meningkatkan nilai kekerasa material.

4.5 Hasil Uji TarikData hasil uji tarik terhadap

material komposit logam aluminium dengan penguat alumina, dapat ditunjukan pada tabel dibawah ini.

Gambar 4.5.1 hasil uji tarik material komposit berpenguat alumina

Grafik 4.5.1 memperlihatkan elongasi sampai titik putus pada alumunium komposit berpenguat alumina serbuk dengan proses pengerolan C-ARB cukup panjang, ketika material komposit berpenguat alumina serbuk di ganti menjadi material komposit berpenguat alumina serat dengan proses pengerolan C-ARB terlihat penambahan panjang yang sangat signifikan sehingga kekuatan alumunium akan bertambah lebih tinggi sehingga material memiliki

sifat keras dan ulet, tetapi ada penurunan pada aluminium komposit berpenguat alumina fiber, jarak elongasi sampai titik putus ini lebih pendek dibanding material komposit berpenguat alumina serbuk dan serat, hal ini menyatakan bahwa material komposit berpenguat alumina fiber memiliki keras dan sifat getas.

Kerapatan alumina memperluas bidang kontak aluminium pada proses pengerolan sehingga meningkatkan kekuatan material, ketika material diberi pembebanan material mampu menahan beban sampai titik patah, sehingga bentuk alumina yang digunakan dan proses pengerolan C-ARB ini sangat mempengaruhi karakteristik material aluminium komposit berpenguat alumina.

Tabel 4.5.2 hasil analisa uji tarik

Tabel 4.5.2 menunjukan nilai tegangn tarik sampel C1 (komposit aluminium berpenguat alumina fiber) sebesar 12.0626 N/mm2, pada material ini, aluminium memiliki batas elastisitas yang tinggi dan elongasi yang pendek, sehingga dapat disimpulkan bahwa material C1 ini memiliki sifat material yang keras tapi getas. Hal ini disebabkan oleh penggunaan bahan komposit serat panjang (fiber continue) sangat efesien dalam menerima beban dan gaya, oleh karena itu bahan komposit fiber sangat kuat dan kaku jika diberi pembebanan searah serat (fiber), sebaliknya sangat lemah jika diberi pembebanan dalam arah tegak lurus arah serat, sedangkan sampel C2

(komposit aluminium berpenguat alumina serbuk) didapat nilai tegangan tarik sebesar 11.9939 N/mm2. Pada material ini, memiliki sifat kekuatan material yang rendah dengan elongasi terhadap deformasi plastis yang cukup tinggi, sehingga dapat disimpulkan bahwa material C2 ini memiliki kekerasan yang rendah tetapi ulet. Hal ini disebabkan bahan komposit partikel pada umunya lebih lemah dibanding bahan komposit serat. Komposit partikel mempunyai keunggulan, seperti ketahanan terhadap aus, tidak muda retak dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik dan pada sampel C3 (komposit aluminium berpenguat alumina serat) didapat nilai tegangan tarik sebesar 19.6623 N/mm2. Pada material ini, aluminium memiliki sifat kekuatan material yang tinggi dan memiliki sifat elongitas terhaap deformasi plastis yang tinggi, sehingga dapat disimpulkan bahwa material C3 ini memiliki sifat material yang keras dan ulet. Hal ini disebabkan fungsi utama dari serat adalah sebagai peningkat kekuatan dari material komposit, sehingga tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang digunakan, karena tegangan yang dipakai pada komposit awalnya 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 matrik penyusun komposit.

4.6 Hasil Uji XRDDari proses metode C-ARB

berpenguat Alumina (Al2O3) dilakukan uji XRD untuk mengetahui unsur yang terkandung pada alumunium komposit berpenguat alumina. Adapun hasil XRD dapat dilihat pada gambar 4.6.1.

No

Sampel

Uji

UTS Yield

Strenght

Brake

Strain

(mm) (N/mm2) (%)

1 Fiber 12.0626 10.8760 1.942

2 Serbuk 11.9939 9.2370 4.099

3 Serat 19.6623 13.5370 9.917

Dari hasil analisa XRD material aluminium komposit berpenguat alumina hasil proses C-ARB didapat unsur yang terdapat pada aluminium komposit yang tertinggi adalah unsur aluminium (Al) dan beberapa persennya terdapat unsur alumina (Al2O3). Hal ini membuktikan bahwa ketika sinar X ditembak ke material uji terdeteksi unsur – unsur yang terdapat pada material uji. Sehingga terditeksi oleh peak pada gambar 4.6.1. Alumina yang terkandung pada aluminium murni 1XXX ini hanya sebesar 0.1% sampai 1% saja dan sisanya adalah kandungan aluminium murni sebesar 99% sampai 99.9

Gambar 4.6.1 memperlihatkan perbedaan pada intensitasnya, intensitas ini adalah suatu kemampuan mesin XRD untuk mendeteksi adanya kandungan unsur pada material uji, sehingga ketika peak intensitasnya tinggi, mesin XRD membutuhkan energi lebih besar untuk mendeteksi unsur yang terdapat pada material uji. Penurunan nilai persentase alumina disebabkan bentuk alumina yang tersebar merata saat dilakukan pengerolan arah melintang. Saat proses C-ARB, alumina terpotong dan tersebar merata pada bidang kontak aluminium dan yang menentukan besar atau kecilnya nilai persentase alumina adalah besar kecilnya alumina yang terkandung hasil perpotong saat proses C-ARB.

Bentuk alumina sangat berpengaruh dalam persentase yang terditeksi oleh mesin XRD, untuk serbuk bentuk yang halus mengakibatkan saat ditembak kandungan alumina sangat kecil, sedangkan alumina fiber dengan diameter dan bentuk yang cukup besar ini ketika ditembak XRD kandungan alumina cukup tinggi.

5. Hasil Penelitian5.1 Kesimpulan

Penelitian komposit Aluminium berpenguat Alumina (Al2O3) hasil proses metode Cross Section Accumulative Roll Bonding dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut:A. Pemilihan bentuk alumina

sebagai penguat berpengaruh pada karakterisasi material, hal ini dikarenakan bentuk material yang tepat untuk metode C-ARB ini adalah alumina yang dapat menutup bidang kontak sehingga meminimalisir rongga udara pada material saat proses pengerolan. Alumina serat sangat tepat untuk metode ini, karena saat dilakukan proses roll pertama arah melintang alumina serat dapat bertambah panjang dan pada saat pengerolan kedua alumina terjadi pelebaran sehingga meinimalisir rongga yang terjadi dan meningkatkan kerapatan. Nilai densitas dan kekerasan material berbanding terbalik dengan nilai porositas, semakin tinggi nilai porositas maka densitas dan kekuatan material semakin menurun.

B. Pada sampel C1 terjadi penurunan rongga udara, porositas pada material akan lebih kecil serta kekuatan material C1 akan meningkat dengan semakin menipisnya batas interface, pada sampel C2 terlihat jelas batas interface dan mulai terlihat rongga uara yang terjadi pada aluminium dan pada sampel C3 terlihat interface yang baik, hal ini

dibuktikan bidang kontak interface terlihat lebih tipis.

C. Hasil analisa XRD material C-ARB didapat unsur yang terdapat pada aluminium komposit yang tertinggi adalah unsur aluminium (Al) dan beberapa persennya terdapat unsur alumina (Al2O3). Alumina yang terkandung pada aluminium murni 1XXX ini hanya sebesar 0.1% sampai 1% saja dan sisanya adalah kandungan aluminium murni sebesar 99% sampai 99.9.

5.2 SaranProses roll sandwich material dengan metode C-ARB untuk komposit aluminium berpenguat alumina bukan final dari proses, oleh karna itu perlu adanya penelusuran lebih lanjut terkait parameter dan variable proses untuk menciptakan material yang lebih sesuai dengan properties aplikasi.

Daftar Pustaka

Pramono, Agus, Komposit sebagai trend teknologi masa depan, Kompasiana: 2014.

Schwartz, M. M, Composite Material Handbook, New York: 1991.

www.everychina.com.https://ramatawa.wordpress.com/2008/11/23/

komposit-part-definisiklasifikasiaplikasi/

http://www.infometrik.com/2009/09/mengenal-uji-tarik-dan-sifat-sifat-mekanik-logam/

http://wahyuandfriends.blogspot.co.id/2010/11/pengertian-komposit.html.

www.princeton.edu.http://cdeworld.com.http://classconnection.s3.amazonaws.com.http://eatrenkz.blogspot.co.id/2012/06/bab-ii-

pengertian-komposit-secara-luas.html.

https://fitransyah.wordpress.com/2013/10/22/fungsi-matrik-komposit/

B, Daniel, ASM International Handbook Vol 21, USA: ASM International 2001.

http://wanxinyuanaluminum.en.made-in-china.com

Ms. Met. E, Ir. Tata Surdia, Pegetahuan Bahan Teknik, Jakarta: Pradnya Paramita, 1999.

Syahbuddin, Paduan Al A356 Setengah Padat Dengan Menggunaan Las Asetelin Dan Las Listrik, Jakarta: Uiversitas Gunadarma.

http://zircarzirconia.com.Sinaga, Herman, Definisi Material Komposit,

Medan: 2015.Elsayed, Ibrahim M, Characterization of Fine

Grained Aluminum Alloy Sheets Produced By Accumulative Roll- Bonding (ARB) Process, Egypt: Cairo University, 2007.

Kartamana, Maman, Fabrikasi Komposit Al/Al2O3 Coated Dengan Metode Stir Casting Dan Karakterisasinya, Depok: 2010.

http://awritesof573.blogspot.co.id.http://pengetahuanmiliter.blogspot.com.http://cintabelanegara.blogspot.com.http://indonesia.weldedsteel-pipe.com.http://ronggolawee.file.wordpress.com.http://raditboyza.blogspot.com.http://id.wikipedia.org/wiki/pengecoran.http://smkn2kandangan.forumid.net/t190-

proses-mesin-press.http://4.bp.blogspot.com.http://garudamiliter.blogspot.com.Segment, Downstream, Tank Inspection,

Repair, Alteration, and Reconstruction, America: American Petroleum Intitute, 2003

Tsuji, Nobuhiro, Y. Saito., S. H. lee, ARB (Accumulative Roll-Bonding) and other new Techniques to Produce Bulk Ultrafine Grained Materials, Utsunomiya: Advanced Engineering Materials, 2003.

Dian P, Kharisma, Tugas Matakuliah Material Teknik, Malang: 2013.

www.struers.com.http://erulmesin09.blogspot.com.D. Callister, William, Materials Science and

Engineering: An Introduction, American: Department of Metallurgical Engineering the University of Utah, 2007.

Ahmad, Khaire rafezi, Penghasilan Dan Pencirian Komposit Aluminium Tulen/Partikel Alumina Melalui

Kaedah Metalurgi Serbuk, Malaysia: 2009.

Kamali A, M. Reza, Cross accumulative roll bonding — a novel mechanical technique for significant improvement of stir-cast Al/Al2O3 nanocomposite properties, Iran: 2014.

http://central-laboratory.um.ac.id.Ratnasari, Dina, Tugas Kimia Fisika X-Ray

Diffraction (XRD), Surakarta: Universitas Sebelas Maret, 2009.

Askarotillah S, Asmaa, Pengaruh Komposit Core Berbasis Limbah Kertas Dengan Pencampur Sekam Padi Dan Serabut Kelapa Terhadap Kekuatan Bending Panel, Surakarta: Universitas Sebelas Maret, 2010.

Laboratorium Metalurgi Fisik, Laporan Akhir Praktikum Material Teknik Pengujian Metalografi Dan HST, Jakarta: Departemen Metalurgi Dan Material FTUI, 2010.