PENYIAPAN SERBUK KOMPOSIT KORUNDUM - TITANIUM KARBIDA (AL2O3- TiC) SEBAGAI  BAHAN ABRASIF

Frank Edwin; Subari Subari

doi:10.30556/jtmb.Vol13.No3.2017.172

Penulis

Frank Edwin Balai Besar Keramik
Subari Subari Balai Besar Keramik

DOI:

https://doi.org/10.30556/jtmb.Vol13.No3.2017.172

Kata Kunci:

komposit korundum- titanium karbida, abrasif, reaksi aluminotermik

Abstrak

Produksi bahan abrasif belum ada di Indonesia dan bahan tersebut masih diimpor. Karena itu penelitian pembuatan komposit korundum - titanium karbida (Al₂O₃-TiC) sebagai bahan baku abrasif berupa serbuk telah dilakukan menggunakan campuran alumina dan titania melalui reaksi aluminotermik. Komposit dibuat dengan mereaksikan Al(OH)₃, Al₂O₃ dan serbuk logam Al sebagai sumber Al, dan TiO₂, Ti(OH)₄sebagai sumber Ti, serta sukrosa sebagai sumber karbon dengan variasi temperatur pembakaran reduksi pada suhu 1000 °C, 1300 °C dan 1450 °C. Secara visual komposisi (K-3) memberikan hasil terbaik dengan homogenitas warna abu-abu tua (indikasi adanya karbon bebas) pada suhu kalsinasi 800 °C. Hasil analisis X-RD terhadap kompositK-3 yang teridentifikasi ada 4 mineral utama yaitu korundum, rutil, anatase dan aluminium titanium oksida. Sedangkan fasa titanium karbida (TiC) pada komposit tersebut muncul dengan intensitas sangat kecil pada sudut 2q sekitar 36,4^odan 42^o. Hasil analisis SEM Mapping menunjukkan intensitas dari elemen aluminium, titanium dan karbon yang cukup tinggi pada suhu pembakaran optimum 1450 ^oC. Komposisi kimia yang diperoleh dari analisis SEM X-Ray secara kuantitatif terhadap komposit K-3 adalah: Al₂O₃ 18,74 %; TiO₂69,36 %;C 5,56 % dan sisanya sebesar 6,34 % adalah TiC yang diduga bersifat amorf. Komposit (Al₂O₃-TiC) yang dihasilkan masihbelum memenuhi harapan disebabkan kondisi suhu pembakaran reduksinya sulit dipertahankan sehingga kemungkinan Al₂O₃-TiC yang terbentuk semakin kecil dan cenderung membentuk Al₂O₃- TiO₂.

Referensi

Bowen, C. R. and Derby, B. (1996) “The formation of TiC/Al2O3 microstructures by a self-propagating high-temperature synthesis reaction,” Journal of Materials Science, 31(14), pp. 3791–3803. doi: 10.1007/BF00352794.

Cai, K. F., McLachlan, D. S., Axen, N. and Manyatsa, R. (2002) “Preparation, microstructures and properties of Al2O3–TiC composites,” Ceramics International, 28(2), pp. 217–222. doi: 10.1016/S0272-8842(01)00080-3.

Carter, C. B. and Norton, M. G. (2007) Ceramic materials: Science and engineering. New York, NY: Springer New York. doi: 10.1007/978-0-387-46271-4.

Dobrzanski, L. A. and Mikuła, J. (2005) “Structure and Properties of PVD and CVD Coated Al2O3+TiC Mixed Oxide Tool Ceramics for Dry on High Speed Cutting Processes,” in Dobrzañski, L. A., Katowice, and Gliwice (eds.) 13th International Scientific Conference on Achievements in Mechanical and Materials Engineering. Wisla, Poland: AMME, pp. 171–176.

Frischholz, P. (2004) Breviary technical ceramics. Germany: Verband der Keramischen Industrie e.V.

Garshin, A. P., Shumyacher, V. M., Pushkarev, O. I. and Kulik, V. I. (2015) “High Temperature Composites Sic-Al2O3-Ceramics with Al2O3-Matrix,” Journal of Powder Metallurgy & Mining, 4(1). doi: 10.4172/2168-9806.1000131.

Kaga, H. and Koc, R. (2007) “Formation of Al2O3-TiC composite nano-particles synthesized from carbon-coated precursors,” Journal of the American Ceramic Society, 90(2), pp. 407–411. Available at: http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-33846492948&partnerID=40&md5=7161818ddc92ad7210769dd14074c4d8.

Kamiya, F., Toda, H., Kobayashi, T., Takasu, M. and Okamoto, N. (2001) “Analysis of fracture toughness and TiC/Al2O3 composites,” Journal of The Japan Institute of Metals, 65(4), pp. 323–330.

Krell, A. and Klaffke, D. (1996) “Effects of grain size and humidity on fretting wear in fine-grained alumina, Al2O3/TiC, and zirconia,” Journal of the American Ceramic Society, 79(5), pp. 1139–1146. doi: 10.1111/j.1151-2916.1996.tb08565.x.

Patel, K. M., Pandey, P. M. and Rao, P. V. (2009) “Determination of an optimum parametric combination using a surface roughness prediction model for EDM of Al 2 O 3 /SiC w /TiC ceramic composite,” Materials and Manufacturing Processes, 24(6), pp. 675–682. doi: 10.1080/10426910902769319.

Pawar, P., Ballav, R. and Kumar, A. (2015) “An overview of machining process of alumina and alumina ceramic composites,” Manufacturing Science and Technology, 3(1), pp. 10–15. doi: 10.13189/mst.2015.030102.