Takahashi, 5 Menit Menuju ke Surga

Kuringgu… kuringgu …. kuringgu!!! (kring …kring …kring..). Suara telepon rumah Muhammad berbunyi nyaring.

Muhammad: Mosi mosi? (Hallo?)

Takahashi: Mosi mosi, Muhammad san imasuka ? (Apakah ada Muhammad?)

Muhammad: Haik, watashi ha Muhammad des. (Iya saya).

Takahashi: Watashi ha isuramu kyo wo benkyou sitai desuga, osiete moraemasenka? (Saya ingin belajar agama Islam, dapatkah Anda mengajarkan kepada saya?)

Muhammad: Hai, mochiron. (ya, sudah tentu.)

Percakapan pendek ini kemudian berlanjut menjadi pertemuan rutin yang dijadwalkan oleh dua manusia ini untuk belajar dan mengajar agama Islam.

Setelah beberapa bulan bersyahadat, Takahashi kian akrab dengan keluarga Muhammad. Dia mulai menghindari makanan haram menurut hukum Islam.

Memilih dengan hati-hati dan baik, mana yang boleh di makan dan mana yang tidak boleh dimakan merupakan kelebihannya. Terkadang tidak sedikit, keluarga Muhammad pun mendapatkan informasi makanan-makanan yang halal dan haram dari Takahashi.

“Pizza wo tabenaide kudasai. cheese ni ra-do wo mazeterukara.. (Jangan makan pizza walau pun itu adalah cheese, karena di dalamnya ada lard, lemak babi)”, nasihatnya di suatu hari. Takahashi mengetahui informasi semacam ini karena memang kebiasaan tidak membeli pizza, atau makanan produk warung di Jepang memang sudah terpelihara sebelumnya di keluarga Muhammad.

Toko kecil makanan halal milik keluarga Muhammad, menjadi tumpuan Takahashi dalam mendapatkan daging halal. Suatu ketika Takahashi ingin makan daging ayam kesukaannya, tapi dia ngeri kalau melihat daging ayam bulat (whole) mentah yang ada di plastik, dan tidak berani untuk memotongnya. Dengan senang hati, Muhammad memotong ayam itu untuk Takahashi. Dia potong bagian pahanya, sayapnya, dan badannya menjadi beberapa bagian.

Setiap pekan, Takahashi terkadang memesan sosis halal untuk lauk, bekal makan siang di kantor. Setiap pagi ibunya selalu menyediakan menu khusus (baca: halal) untuk pergi ke kantor tempat dia bekerja. Sebagai ukuran muallaf Jepang yang dibesarkan di negeri Sakura, luar biasa kehati-hatian Takahashi dalam memilih makanan yang halal dan baik. Terkadang Muhammad harus belajar dari Takahashi tentang keimanan yang dia terapkan dalam kehidupan sehari-harinya.

Pernah dalam suatu percakapan tentang suasana kerja, Takahashi menggambarkan bagaimana terkadang sulitnya menjauhi budaya minuman sake di lingkungan tempat kerjanya. Di Jepang, suasana keakraban hubungan antara atasan dan bawahan atau teman bekerja memang ditunjukkan dengan saling memberikan minuman sake ke gelas masing-masing.

Dalam kondisi hidup ber-Islam yang sulit, Takahashi ternyata terus melakukan dakwah kepada ibunya. Beberapa bulan kemudian akhirnya ibunya pun menjadi muallaf dengan nama Qonita, nama pilihan Takahashi sendiri buat ibu yang dia cintainya. Sampai saat ini, bagaimana dia mendapatkan nama itu, tidak ada seorang pun yang tahu, kecuali Takahashi.

Beberapa bulan berlalu, pertemuan kecil-kecilan berlangsung …terlontar dari mulutnya suatu kalimat.

“Watashi ha kekkon simasu (Saya mau menikah)….”, ujarnya.

Dengan proses yang panjang, akhirnya dia mendapatkan jodohnya, wanita Jepang yang cantik, yang dia Islamkan sebelumnya. Setahun kemudian, suatu hari Takahashi datang ke rumah Muhammad dengan istrinya yang berkerudung, ikut serta juga buah hati mereka yang telah hadir di dunia ini.

Pada suatu hari, iseng-iseng Muhammad bertanya kepada Takahashi, “Apa yang menyebabkan Takahashi lebih tertarik dengan Islam?”

“Sebenarnya saya belajar juga Kristen, Budha dan Todoku (Agama moral) selain Islam,” Takahashi menjelaskan.

“Masih ingat dengan telepon kita dulu? Waktu pertama kali aku telepon ke Muhammad beberapa bulan dulu”, sambungnya.

“Iya ingat sekali”, jawab Muhammad.

“Kita waktu itu membuat perjanjian untuk bertemu di suatu tempat bukan?”, tanya Takahashi.

“Iya benar sekali”, sambung Muhammad lagi sambil mengingat-ingat kejadian saat itu.

“Saya sungguh ingin mantap dengan Islam, karena Muhammad datang 5 menit lebih dulu dari pada waktu yang kita janjikan, dan Muhammad datang terlebih dahulu dari pada aku. Muhammad pun menungguku waktu itu”, jawab Takahashi beruntun.

“Karena itu aku yakin, aku akan bersama dengan orang-orang yang akan memberikan kebaikan”, sambungnya lagi.

Jawaban Takahashi membuat Muhammad tertegun, Astaghfirullah sudah berapa kali menit-menitku terbuang percuma, gumam Muhammad.

Begitu besar makna waktu 5 menit saat itu untuk sebuah hidayah dari Allah SWT. Subhanallah, 5 menit selalu kita lalui dengan hal yang sama, akan tetapi 5 menit waktu itu sungguh sangat berharga sekali bagi Takahashi.

Bagaimana dengan 5 menit yang terlewat barusan, milik Anda? []

Takahashi, 5 Menit Menuju ke Surga
Kaifa Ihtada
26/4/2010 | 13 Jumadil Awal 1431 H |
Oleh: Muhammad Yusuf Efendi
dakwatuna.com

Metal ... Vv

Hmmm,,, bingung juga mau nulis darimana...

Ni soalnya telat banget ngentri tulisannya,,

Mana catetan ga karu-karuan..

Ya sudahlah...

Seadanya saja ...

Ditulis apa yang diingat..

Kalo misalnya ada yang tidak sesuai mohon kritik dan sarannya...

First Meeting...

Masi bahas masalah pengertian dasar..

Tapi temen2 termasuk saya sendiri masi plonga-plongo..

Bingung mau njawab apa..

Pengertian :

- Ion : atom yang bermuatan

- Atom : bagian terkecil dari suatu materi yang tidak bisa dibagi-bagi lagi dan terdiri dari inti (proton+neutron) dan elektron.

- Unsur : terdiri dari atom-atom sejenis, e.g :O2, N2

- Molekul: terdiri dari atom-atom tidak sejenis , e.g : H2O

- Proses ionisasi : proses untuk menjadikan ion bermuatan

- Ukuran atom : dari inti ke kulit terluar

- Kalo kita main tebak-tebakan, lebih besar mana ukuran suatu atom yang netral , bermuatan +, atau yang bermuatan - ??

Hmmmm... jelas jawabannya atom yang bermuatan - , karena disitu atom yang bermuatan – akan cenderung menangkap elektron sehingga ukurannya akan menjadi lebih besar ^_^

For the next meeting (until the final test came... it was the resume... cekidot !!!! ) 

- Masalah grain dan grain boundary ...

Apaan tuh ??

Grain ituuuuuu kumpulan bidang kristal yang orientasinya sama.

Kalo......

Grain Boundary adalah batas daerah yang menunjukkan perbedaan orientasi bidang kristal

- Grain Boundary disini akan menghalangi pergerakan dislokasi ...

So, dengan begituuuuu kalo grain boundary nya semakin banyak berarti kan akan semakin susah tu buat mengalami dislokasi sehingga nantinya juga akan semakin sulit mengalami deformasi plastis (posisi atom tidak pada tempatnya, sehingga akan terjadi perubahan struktur atom akibatnya akan terjadi perubahan dimensi pada material yang dimaksud) . Selanjutnya material yang sulit mengalami deformasi plastis menunjukkan bahwa material tersebut memiliki sifat mekanik yang keras (seperti kita tahu tentang definisi kekerasan yaitu ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis) . Karena sifat yang keras inilah seperti halnya logam akan semakin mudah mengalami korosi ... (untuk penjelasan korosi saya masih harus memperdalamnya di mata kuliah korosi semester 6) 

Resume Kuliah Kapita Selecta..

Proses Perlakuan Mekanik Pada Bahan :

a.       Proses Casting

·  Casting : peleburan (dalam keadaan mengalir)

·  Dilakukan di atas temperatur melting point (super heat)

·  Misalnya pada aluminium => aluminium merupakan bahan yang mudah teroksidasi ( mudah bereaksi dengan O_2.

·  Dalam suatu aliran bahan liquid sangat identik dengan viskositasnya dimana hal ini berkaitan gaya ikat antar atom.

Dimana : - semakin kental (viskositas tinggi & gaya ikat lemah) akan semakin sulit mengalir

   -semakin encer(viskositas rendah & gaya ikat kuat) akan semakin mudah    mengalir

·  Kelemahan proses casting:

-pada pengendalian pengotoran (impuritas)

 Misalkan pada sisa baja (scrab) => impuritas tinggi

 Kendala dalam proses casting adalah fluiditas rendah, sehingga tidak dapat mengisi tempat seharusnya mengakibatkan produk gagal.

b.      Proses Forging

·         Forging : ditempa

·         Syarat terjadinya korosi

-          Ada medium korosif

-          Ada anodik – katodik (potensial keelektronegatifan yang berbeda)

·         Bahan murni (tanpa paduan) misalnya aluminium murni tidak akan terkorosif

·         Yang mudah terkorosif biasanya adalah bahan paduan

·         Misalnya : Mg dan Si mudah membentuk pasangan anodik dan katodik

·         Dalam suatu kasus yaitu pada bagian pinggir tutup botol mudah korosi terjadi Stress Corrosion Creek sehingga mudah mengalami korosi (karena ada pelekukan pada tutup botol maka akan mengakibatkan perubahan orientasi struktur sehingga menyebabkan adanya potensial keelektronegatifan)

c.       Proses Welding

·         Welding : pengelasan

·         Syarat pengelasan : benda yang di las harus sama

Jominy Test

Pengamatan Mikrostruktur dan Pengukuran Kekerasan dengan Metode Jominy Test pada Bahan Besi Alloy

                                                                     

Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan B5 yang bertujuan untuk mengukur kekerasan besi alloy sebagai fungsi jarak dari ujung besi karbon yang didinginkan setelah diberikan perlakuan panas sebelumnya Percobaan dilakukan dengan menggunakan prinsip jominy  test, yaitu dengan memberikan perlakuan panas terhadap besi karbon sampai 750ºC dengan menggunakan tube furnace,kemudian dilakukan holding time selama 1 jam. Setelah itu, salah satu bagian ujung dari besi karbon  tersebut didinginkan dengan cara menyemprotkan air secara konstan sampai suhu besi alloy menurun mendekati suhu kamar berkisar 30ºC . Diamati mikrostruktur batang pada tiga titik yang sudah ditentukan. Dari percobaan yang telah dilakukan, diperoleh data rata-rata kekerasan besi karbon sebelum dilakukan pemanasan sebesar 178,35 kg/mm². Sedangkan data nilai rata-rata kekerasan yang diperoleh setelah dilakukan pemanasan dan pendinginan terhadap besi karbon, antar lain, pada ujung besi karbon yang tidak terkena semprotan air sebesar 122,10 kg/mm², pada bagian tengah besi karbon sebesar 125,97 kg/mm², dan kekerasan pada bagian ujung besi karbon yang disemprot air sebesar 132,13 kg/mm²           

Kata kunci : jominy tes, besi alloy, mikrostruktur

PENDAHULUAN

             Heat treatment dilakukan untuk merubah sifat dari suatu bahan seperti halnya perlakuan panas dengan metode jominy test yang digunakan dalam praktikum ini. Terdapat beberapa perlakuan panas yang dapat dilakuakan untuk merekayasa suatu bahan. Perlakuan tersebut dilakukan sesuai dengan sifat apa yang akan direkayasa dari bahan tersebut dengan melihat beberapa parameter yang diperlukan untuk merubah

sifat dari suatu bahan. Misalkan, suhu, waktu dan beberapa parameter yang lain.

            Perlakuan panas untuk merubah sifat suatu bahan juga tergantung dari proses pendinginan. Misalkan pada proses normalizing dilakukan pendinginan dengan udara, quenching dengan media air atau oli dan beberapa proses lain yang memiliki cara pendinginan yang berbeda-beda. Hal tersebut menunjukkan bahwa proses pendinginan pada perlakuan panas tehadap suatu bahan juga mempengaruhi sifat dari suatu bahan. Untuk itu, beberapa tes yang berhubungan dengan pendinginan juga perlu dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh proses pendinginan terhadap mikrostruktur suatu bahan yang mempengaruhi sifat bahan tersebut.

TEORI

Makna nilai kekerasan suatu material berbeda untuk kelompok bidang ilmu yang berbeda. Bagi insinyur metalurgi nilai kekerasan adalah ketahanan material terhadap penetrasi sementara untuk para insinyur disain nilai tersebut adalah ukuran dari tegangan alir, untuk insinyur lubrikasi kekerasan berarti ketahanan terhadap mekanisme keausan, untuk para insinyur mineralogi nilai itu adalah ketahanan terhadap goresan, dan untuk para mekanik work-shop lebih bermakna kepada ketahanan material terhadap pemotongan dari alat potong. Begitu banyak konsep kekerasan material yang dipahami oleh kelompok ilmu, walaupun demikian konsep-konsep tersebut dapat dihubungkan pada satu mekanisme yaitu tegangan alir plastis dari material yang diuji. 

Pada percobaan Jominy, kecepatan pendinginan tidak merata. Hal tersebut disebabkan karena hanya satu bagian/ujung

(bagian bawah) dari benda uji diquench dengan semprotan air sehingga kecepatan pendinginan yang terjadi menurun sepanjang benda uji, dimulai dari ujung yang disemprot air.

Pada percobaan jominy pelaksanaannya menggunakan dua metode, dimana cara pendinginan untuk ujung yang bawah dengan cara menyemprotkan air langsung yaitu quench sedangkan untuk ujung yang lain dilakukan dengan cara normalizing. Pendinginan di ujung yang disemprot dengan air pendinginannya lebih cepat daripada ujung yang satunya karena bantuan udara. Jadi laju pendinginan terbesar terjadi di ujung benda uji yang disemprot air.

Logam yang didinginkan dengan kecepatan yang berbeda-beda misalnya dengan media pendingin yang berbeda, air, udara atau minyak  akan mengalami perubahan struktur mikro yang berbeda. Setiap struktur mikro misalnya fasa martensit, bainit, ferit dan  perlit merupakan hasil transformasi fasa dari fasa austenit. Masing-masing fasa tersebut terjadi dengan kondisi pendinginan yang berbeda-beda dimana  untuk setiap paduan bahan dapat dilihat pada diagram Continous Cooling Transformation (CCT) dan Time Temperature Transformation (TTT) diagram.

Masing-masing suatu fasa  mempunyai nilai kekerasan yang berbeda. Dengan pengujian Jominy maka dapat diketahui laju pendinginan yang berbeda akan menghasilkan kekerasan bahan yang berbeda.  Pada percobaan Jominy ini , mampu keras dari suatu baja yang sama akan bervariasi  karena dipengaruhi oleh komposisinya, dimana komposisi tersebut merupakan komposisi kimia dan terdapat ukuran-ukuran dari setiap benda uji atau spesimen. Spesimen yang biasa digunakan dalam percobaan Jominy test ini adalah baja karbon. Pada baja,pendinginan yang cepat dari fasa austenit menghasilkan fasa martensit yang tinggi kekerasannya. Sedangkan pendinginan yang lambat kan menghasilkan fasa austenit yang cenderung yang kekerasannya rendah.

METODE PERCOBAAN

a.      Pengujian kekerasan

·         Sebelum dilakukan pemanasan

                Sebelum dilakukan pengujian kekerasan, besi karbon dipotong sepanjang 3,5 cm dan diiris melintang pada bagian sisi lingkarannya sehingga besi karbon tidak berbentuk tabung tapi setengah tabung yang memiliki permukaan  lurus memanjang. Setelah itu, besi karbon di haluskan dengan menggunakan grinder sampai halus. Pengujian kekerasan sebelum pemanasan dan pendinginan, dilakukan dengan menggunakan alat vickers hardnes.   vickers hardnes dapat menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap intan berbentuk piramida dengan sudut puncak 136^ο yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut. Intan pada vicker hardnes dengan berat 2 kg akan membebani besi karbon dengan waktu pembebanan 15 detik sehingga akan timbul bekas pembebanan pada besi karbon. Dari bekas pembebanan tersebut, akan diperoleh diameter bekas pembebanan sehingga dengan data diameter akan diperoleh nilai kekerasan pada besi karbon secara otomatis pada alat. Percobaan dilakukan sebanyak tiga kali pada tempat yang berbeda, sehingga diperoleh tiga data nilai kekerasan yang nantinya dirata-rata untuk mendapatkan nilai kekerasan uniform dari besi karbon.

·         Setelah dilakukan pemanasan dan pendinginan

                Pengujian kekerasan setelah dilakukan pemanasan dan pendinginan sama dengan pengujian kekerasan sebelum dilakukan pemanasan dan pendinginan terhadap besi karbon. Namun, bagian yang dilakukan pengujian kekerasan berbeda. Yaitu terdiri dari bagian ujung, bagian tengah dan bagian dekat ujung yang disemprot air. Pengujian pada masing-masing bagian dilakukan sebanyak tiga kali sehingga diperoleh data nilai kekerasan rata-rata dari masing bagian tersebut.

a.      Jominy tes

Besi karbon dimasukkan kedalam tube furnace, kemudian tube furnace dihidupkan dan tunggu sampai suhu tube furnace mencapai suhu 750ºC. Setelah mencapai 750ºC, besi karbon ditahan suhunya selama kurang lebih 1 jam. Selanjutnya, besi karbon diambil dengan menggunakan penjepit, kemudian salah satu bagian ujungnya didinginkan dengan cara menyemprotkan air secara konstan sampai suhu besi karbon menurun mendekati suhu kamar yaitu sebesar 38ºC. untuk mengetahui suhu besi karbon menurun sampai suhu kamar digunakan thermometer digital sehingga suhu besi karbon dapat diketahui. Setelah itu dilakukan pengujian kekerasan pada bagian ujung besi karbon, bagian tengah besi karbon dan bagian ujung besi karbon dekat yang disemprot air dengan menggunakan Vickers hardnes.

b.      Pengujian mikrostruktur

             Pengujian dilakukan terlebih dahulu dengan membuat halus permukaan irisan melintang dari besi karbon yang sudah di panaskan dan didinginkan sampai mengkilap dengan menggunakan grinder. Setelah itu, dilakukan proses eksa terhadap besi karbon yang sudah dihaluskan dengan cara mencelupkan besi karbon tersebut kedalam larutan HCL 10% selama 5 detik agar grain dan grain boundarynya dapat diamati. Kemudian besi karbon di amati mikrostrukturnya dengan menggunakan mikroskop optik, diatur jarak lensanya sehingga diperoleh pengamatan mikrostruktur antara graind dan graind boundary yang jelas. Pengamatan dilakukan di tiga tempat yang berbeda, yaitu pada bagian ujung besi karbon, bagian tengah besi karbon dan bagian ujung besi karbon dekat yang disemprot air. Sehingga nantiya diperoleh pengamatan mikrostruktur dari besi karbon yang berbeda-beda. 

HASIL DAN PEMBAHASAN

            Percobaan yang telah dilakukan bertujuan untuk untuk mengukur respon pengerasan sebagai fungsi jarak dari ujung besi karbon yang didinginkan setelah diberikan perlakuan panas sebelumnya. Dari percobaan tersebut, diperoleh data kekerasan besi karbon sebelum dan nasesudah dilakukan pemanasan dan pendinginan. Terdapat perbedaan nilai kekerasan antara sebelum dan sesudah dilakuakan perlakuan panas dan pendinginan terhadap besi karbon. Data nilai rata-rata kekerasan sebelum perlakuan, diperoleh sebesar 178,35 kg/mm². sedangkan data nilai rata-rata kekerasan setelah perlakuan, sebesar 122,10 kg/mm² pada ujung besi karbon, 125,97 kg/mm² pada bagian tengah besi karbon, dan kekerasan pada bagian ujung besi karbon yang disemprot air sebesar 132,13 kg/mm². dari data tersebut, teridentifikasi bahwa nilai rata-rata kekerasan besi karbon munurun setelah dilakukan perlakuan pemanasan dan pendingin.

                Penurunan kekerasan terjadi karena terdapat perubahan mikrostruktur akibat proses pemanasan dan pendinginan yang dilakukan terhadap besi karbon. Hal tesebut terjadi karena proses austenisasi yang terjadi hampir pada semua bagian besi karbon meskipun pada salah satu bagian ujung besi karbon dilakukan pendinginan  secara langsung dengan menyemprotkan air secara konstan sampai suhu besi karbon menurun mendekati suhu kamar. Pada keadaan tersebut terjadi proses normalizing, yaitu proses pemanasan besi karbon yang diikuti dengan pendinginannya diudara terbuka. Proses tersebut akan memperbaiki dan memperhalus butir karena terjadi proses austenisasi yang membentuk Austenit yang homogen pada besi karbon dan terjadi graind growth yang menyebabkan besi karbon menjadi lebih ducktile namun kekerasannya menurun. Pertumbuan graind, dapat diidentifikasi dari pengamatan mikrosrtuktur besi karbon yang telah diberikan perlakuan pemanasan dan pendinginan dengan mikroskop optik terlihat bahwa grain dari besi karbon memiliki perbandingan yang cukup besar daripada grain boundarynya.

            Proses pendinginan dengan media air pada salah satu bagian ujung besi karbon tidak terjadi proses quenching sehingga besi karbon cenderung lebih ductile dari pada sebelumnya. Hal tersebut terjadi Karen kecepatan pendinginan yang kurang cepat, sehingga pada besi karbon masih bisa terjadi proses pengintian dan pertumbuhan austenit, selain itu, saat besi karbon yang disemprot dengan air terjadi di udara, dan memungkinkan terjadi normalizing.

                Perlakuan pendinginan pada salah satu bagian ujung besi karbon yang telah dipanaskan dengan menyemproykan air secara konstan  menyebabakan besi karbon memiliki nilai kekerasan yang berbeda pada setiap bagiannya. Hal tersebut terjadi karena proses pendinginan yang tidak merata menyebabkan pembentukan fasa yang berbeda pada setiap bagiannya. Pada bagian besi karbon yang tidak disemprot air, terjadi proses pengintian dan pertumbuhan austenit yang relatif lama dari pada bagian besi karbon yang terkena semprot air. Sehingga pada bagian yang tidak terkena semprot air, terjadi grain growth yang menyebabkan pada bagian tersebut lebih ductile dan kekerasannya lebih rendah daripada bagian yang disemprot air, karena pada bagian yang disemprot air tersebut hampir tidak melibatkan pengintian dan pertumbuhan yang dicirikan dengan kontrol difusi atom. Dan kemungkinan terjadi sedikit Pembentukan martensit yang didasari pada proses pergeseran atom yang melibatkan penyusutan dari struktur kristal akibat adanya pendinginan langsung dengan semprotan air di udara. Struktur martensit merupakan konsekwensi langsung dari tegangan disekitar matriks yang timbul akibat mekanisme geser. Pada bagian tersebut juga terjadi pertumbuhan graind yang relatif lambat, sehingga hampir  tidak

terjadi pengintian graind dan membuat besi karbon relatif britle dan tidak ductile daripada bagian yang tidak terkena semprotan air secara langsung.

Perbedaan kekerasan pada ketiga bagian besi karbon tersebut dapat ditinjau dari pengamatan mikrostruktur yang telah dilakuakan. Dari pengamatan yang telah dilakukan, terlihat bahwa mikrostruktur pada bagian ujung besi karbon yang tidak terkena semprotan air, memiliki graind yang lebih besar dari pada mikrostruktur pada bagian ujung besi karbon yang terkena semprotan air yang lebih banyak memiliki graind bondary. Hal tersebut terjadi karena pada bagian ujung besi karbon yang tidak terkena semprotan air mengalami austenisasi atau pertumbuhan graind yang lebih banyak dari pada bagian ujung besi karbon yang terkena semprotan air, sehingga pada ujung besi karbon yang tidak terkena semprotan air cenderung lebih ductile sedangkan pada bagian besi karbon yang terkena semprotan air lebih keras.

KESIMPULAN

            Kesimpulan yang terdapat dalam percobaan ini antara lain

1.      kekerasan rata-rata besi karbon sebelum dilakukan perlakuan panas dan pendinginan adalah sebesar 178,35 kg/mm², sedangkan kekerasan rata-rata setelah dilakukan pemanasan dan pendinginan antara lain pada ujung besi karbon sebesar 122,10 kg/mm², pada bagian tengah besi karbon kekerasannya sebesar 125,97 kg/mm², dan kekerasan pada bagian ujung besi karbon yang disemprot air sebesar 132,13 kg/mm²

2.      Besi karbon setelah dilakukan perlakuan panas dan pendinginan mengalami penurunan kekerasan.

3.      kecepatan suatu pendinginan mempengaruhi kekerasan besi karbon, hal tersebut dapat dilihat dari nilai kekerasan ujung besi karbon yang didinginkan dengan menyemprotkan air lebih keras dari pada ujung besi karbon yang didinginkan dengan udara.

DAFTAR PUSTAKA

B.H. Amstead, Phillip F.Ostwald, Sriati DJaprie; 1985, Teknologi Mekanik Jilid 1, Jakarta:Erlangga

http://gregoriusagung.wordpress.com/2009/11/22/uji-kekerasan-dan-jominy-test/

           

                 

My Assignment

TUGAS FISIKA BAHAN LANJUT

NANOSCIENCE & NANOTECHNOLOGY

OLEH :

                                                 FAHMI ASTUTI (1108100015)      

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2011

1.      Mengapa material dengan struktur nanometer  mempunyai sifat yang lebih unggul ?

Jawaban :

Jika kita tinjau dari struktur permukaan, material dengan struktur nanometer  berpeluang menjadi reinforcement (penguatan) yang  lebih besar daripada material dengan struktur yang lebih besar seperti halnya material berukuran mikron. Struktur berukuran sangat kecil seperti material nano akan menampakkan sifat-sifat yang lebih unggul diakibatkan oleh fraksi interfasa (permukaan yang lebih besar). Jika kita bayangkan, seperti halnya pada Atomic Packing Factor ( APF ), misalkan pada susunan atomnya terdapat kekosongan sebesar 2 mikron,  jika kita sisipkan atom berukuran mikro maka akan cukup terisi 2 atom, namun tidak halnya jika kita sisipkan atom berukuran nano, maka akan dibutuhkan sekitar 2.000 atom untuk mengisi kekosongan tersebut. Semakin sedikit kekosongan yang ada pada suatu material akan memberikan sifat yang lebih unggul pada material tersebut. Ikatan antar partikel yang terjadi pada material nano memainkan peran penting dalam peningkatan dan pembatasan sifat material. Partikel-partikel yang berukuran nano itu mempunyai luas permukaan interaksi yang tinggi. Makin banyak partikel yang berinteraksi, kian kuat pula material. Inilah yang membuat ikatan antarpartikel makin kuat, sehingga sifat mekanik materialnya bertambah dan sifatnya akan menjadi lebih unggul.

2.      Jelaskan mekanisme pembentukan nanostruktur dari nanomaterial yang anda ketahui !

Jawaban :

Mekanisme pembentukan nanostruktur dari nanomaterial :

a.       Mechanical Alloying (MA)

Dalam mekanisme mechanical alloying, material dihancurkan sampai menjadi bubuk dan dilanjutkan dengan penghalusan butiran partikelnya sampai berukurun puluhan nm. Kemudian, bubuk yang telah halus disinter  dengan kondisi tertentu sehingga didapatkan material final yang memiliki sifat-sifat dan performan yang sangat unggul berbeda dengan bulk material aslinya. Sebagai contoh, nanobaja diperoleh dari penghalusan partikel bubuk besi dan karbon dengan teknik MA sampai berukuran 30 nm, kemudian disinter pada suhu mendekati suhu eutectoid (sekitar 723°C) pada tekanan 41 MPa dalam suasana gas nitrogen. Nano baja berstruktur halus (mencapai beberapa puluh nm) memiliki kekuatan dan umur 2 kali lipat. Teknologi ini sangat sederhana dan tidak memerlukan peralatan tertentu untuk pembuatannya.

b.      Ball Milling

Salah satu cara pembuatan partikel nano adalah dengan menggunakan teknologi ball mill, yaitu menggunakan energi tumbukan antara bola-bola penghancur dan dinding wadahnya. Untuk mendapatkan partikel nano dalam jumlah banyak dan dalam waktu relatif pendek, dilakukan inovasi pada mesin ball mill, dengan merubah putaran mill menjadi berlintasan planet (planetary) di dalam wadahnya yang memiliki tuas pada kedua sisi, untuk mengatur sudut putaran yang  optimal.

c.       Metode Sonikasi

Prosesnya dengan cara menggunakan gelombang ultrasonik dengan rentang frekuensi 20 kHz-10 MHz yang ditembakkan ke dalam medium cair untuk menghasilkan cavitation bubble yang dapat membuat partikel memiliki diameter dalam skala nano.
Gelombang ultrasonik bila berada di dalam medium cair akan dapat menimbulkan acoustic cavitation. Selama proses cavitation akan terjadi bubble collapse (ketidakstabilan gelembung), yaitu pecahnya gelembung kecil akibat suara. Akibatnya akan terjadi peristiwa hotspot yang melibatkan energi yang sangat tinggi. Hotspot adalah pemanasan lokal yang sangat intens yaitu sekitar 5000 K dengan tekanan sekitar 1000 atm, laju pemanasa dan pendinginannya bisa sangat cepat yaitu 1010 K/s.

3.      Jelaskan proses untuk identifikasi bahwa material yang disintesis betul pada daerah nanometer !

Jawaban :

@ Contoh sintesis nanomaterial BiMnO₃ melalui metode copresipitasi

Metode Sintesis

Peralatan yang digunakan dalam sintesis BiMnO₃ dengan metode kopresipitasi ini diantaranya adalah :

·         Gelas beker

·         Gelas ukur

·         Pipet

·         Timbangan digital

·         Kertas saring ukuran 40

·         Alat pemanas

·         Pengaduk magnetik (hot place and magnetic stirrer)

Kemudian bahan-bahan yang digunakan dalam sintesis BiMnO₃ ini adalah:

·         BiO(OH)₉(NO₃)₄

·         HCl

·         MnCl₂. 4H₂O

·         NH₄OH

·         DI water 

Selain itu, beberapa peralatan yang digunakan untuk mengkarakterisasi sampel adalah :

·         XRD untuk karakterisasi fase dan struktur

·         Kapasitansi meter digital 

Metode yang digunakan dalam sintesis BiMnO₃ ini adalah metode kopresipitasi. Mula-mula Bi₅O(OH)₉(NO₃)₄ direaksikan dengan MnCl₂. 4H₂O. Setelah diaduk beberapa lama hingga benar-benar tercampur, kemudian larutan KOH dimasukkan ke dalam campuran tersebut dengan cara meneteskannya sebanyak 5 tetes setiap 10 menit. Pencampuran bahan-bahan tersebut dilakukan dengan menggunakan magnetic stirrer pada suhu 80 ^oC. Larutan yang dihasilkan dari reaksi tersebut disaring dengan menggunakan kertas saring ukuran 40. Endapan yang dihasilkan dicuci dengan menggunakan DI water sampai tidak berbau dan sampai DI water pencucinya menjadi jernih. Endapan tersebut dikeringkan kemudian diannealing dengan variasi suhu 500, 750 dan 1000 ^oC selama 1 jam. Annealing tersebut akan menghasilkan naopartikel BiMnO₃ yang berupa serbuk. Untuk  keperluan karakterisasi XRD, sampel nanomaterial BiMnO₃ dibentuk menjadi serbuk. Hal ini bertujuan untuk mengetahui seluruh kemungkinan puncak difraksi yang ada. Karakterisasi XRD metode serbuk dilakukan untuk mengindentifikasi terbentuk atau tidaknya nanomaterial BiMnO₃, serta mengetahui adanya fase-fase yang terbentuk dalam sampel dan untuk keperluan analisis struktur kristal.

4.      Jelaskan salah satu aplikasi nanomaterial dan mekanisme fisis yang terjadi !

Jawaban :

Salah satu contoh aplikasi nanomaterial adalah pada nanokomposit.

Nanokomposit merupakan material padat multi fase, dimana setiap fase memiliki satu, dua, atau tiga dimensi yang kurang dari 100 nanometer (nm), atau struktur padat dengan dimensi berskala nanometer yang berulang pada jarak antar bentuk penyusun struktur yang berbeda. Material-material dengan jenis seperti itu terdiri atas padatan anorganik yang tersusun atas komponen organik. Nanokomposit dapat ditemukan di alam, contohnya adalah kulit tiram dan tulang.Ikatan antar partikel yang terjadi pada material nanokomposit memainkan peran penting dalam peningkatan dan pembatasan sifat material. Partikel-partikel yang berukukuran nano itu mempunyai luas permukaan interaksi yang tinggi. Makin banyak partikel yang berinteraksi, kian kuat pula material. Inilah yang membuat ikatan antarpartikel makin kuat, sehingga sifat mekanik materialnya bertambah. Namun penambahan partikel-partikel nano tidak selamanya akan meningkatkan sifat mekaniknya. Ada batas tertentu yang mana saat dilakukan penambahan, kekuatan material justru makin berkurang. Namun pada umumnya, material nanokomposit menunjukkan perbedaan sifat mekanik, listrik, optik, elektrokimia, katalis, dan struktur dibandingkan dengan material penyusunnya.
Pembuatan material nanokomposit dapat dilakukan dengan melakukan pendekatan-pendekatan yang mudah dan kompleks. Salah satunya adalah menggunakan pendekatan simple mixing. Dalam metode ini, peningkatan kekuatan mekanik material terjadi akibat penambahan nanopartikel SiO2 pada epoxy resin. Permukaan nanopartikel yang sangat luas berinteraksi dengan rantai polimer, sehingga mereduksi mobilitas rantai polimer. Interaksi ini meningkatkan kekuatan mekanik komposisit tersebut jauh di atas kekuatan polimer itu sendiri. Hasil yang diperoleh adalah material yang ringan dengan kekuatan tinggi. Makin banyak jumlah SiO2 yang dimasukkan, kekuatan material nanokomposit juga bertambah sampai titik kritisnya.