ISSN: 1693-6 930                                                       83      Keram i k Porselen Berba s is Feldsp ar Se bagai Bah an  Isolator…… (Eva Indiani )  KERAMIK PORSELEN BERBASIS FELDSPAR SEBAGAI  BAHAN ISOLATOR LI STRIK      Ev a  Indiani,  Ngura h   A y u Ketut  Umia ti   Jurusan Fi sika Universita s Dipo nego ro,  Semara ng In done sia   ngurahayu k et utumiati@ya h oo.com       A b st r a ct  Electri c  solid  insul a tor ba sed on ce ram i cs po rcelai n had bee n m ade by u s ing l o cal raw  m a terials: 68 % feldspar, 1 0 % kaolinite  and  22% qu artz, and al so added 0%,  5%, 10%, 1 5 %,  20%, 25% cullet (From  total m a ss). T he form ing  p r ocess of the  porcelain  was cond ucte d  by  m illing the ra w m a terial s  u s ing  ball  m ill and  scre ene d  usi ng  200  m e sh  screeni n g . The  sam p les   were form ed  by u s ing the  dry-p r e ss m e thod with the  pre s sure of  50MPa, then  the sam p les is   sintered  at tem perature  of  1000 o C, 105 0 o C, 110 0 o C,  1150 o C for 2  hou rs. T he p r ope rtie s of t he  sam p les h ad  been a nal yze d  for their  shrin k ag e,  de nsity, be ndin g  stre ngt h an d re sisti v ity. The  result of the exp e rim ent show ed that the optim um   valu e wa s re ach ed b y  ceram i c whi c h  wa s  adde d by 15 % cullet and  sintere d  at tem perature o f  1100 o C.  Th is ce ram i c h ad sh rin k ag e  of  9,70%, den si ty of 2,4 4  g/ cm 3 , bending  strength  of  86,73 MP a  a nd the  re si stivity  at 25 o C is   2,32x10 8   Ω cm    Key w ord :  Solid insul a tor, ceram i c, porcelaine, feldspar      A b st r a k  Telah  dila ku kan p e m buata n  isolator list r ik   be rba han  da sar kera m i k porseli n  deng an   m engguna ka n baha n ba ku lokal: 68% f e ldspar, 1 0 % kaolin d an 2 2 % kua r sa serta ditam b a h ka n  0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% cull et (da r i tota l  m a ssa b aha n m u rni). Prose s  p e m bentuka n   dilakukan de ngan m enggi ling baha n b a ku m engg u nakan ball  m ill hingga lolos a y a k a n  200  m e sh. Pem b entukan ben d a  uji dilaku ka n denga n m e tode ceta k tekan   de nga n teka nan sebe sar  50MPa dan sela njutn y a dilakukan sin t ering pad a suh u   10 00 o C, 1050 o C, 1 100 o C, 115 0 o C  selam a  2  jam .  Untu k m eng etahui  ka ra kt eristi k  bend a  uji yang  dib u at m a ka  dila kuka n p eng uji a n   seb agai be ri kut: su sut bakar, den si tas, kuat  p a tah dan re sisti v itas. Ha sil pen gu kuran  m enunjukka n  bahwa nilai o p tim u m dicap a i oleh keram i k porseli n ya ng dibe ri aditi f cullet seb e sar  15% deng an  suhu  sinte r i ng 110 0 o C.  Keram i k tersebut m e m iliki susut ba kar 9,70%, den sitas   2,44 g/cm 3 , kuat patah 86, 73 MPa dan resi stivita s  pa da su hu 25 o C sebe sa r 2,32 x10 8   Ω cm .    Kata kunci :  Is olator padat, k e ramik ,  pors elin, felds p ar      1. PEN DA HU LU AN  Salah satu contoh nyata  peng guna an  kerami k  adal ah se bag ai isolator li strik t egan gan   rend ah  hing ga tinggi  d an apli k a s i  railgun  [1,2, 3 ]. Dalam  p e mbuata n   kerami k, feld spa r   meru pa kan  b ahan  ba ku t e rpentin g  ked ua  setela h le mpung.  Dal a m hal i n i feld spa r  di gun akan  seb agai b a h an pen cai r   u n tuk mem b e n tuk fase ka ca pa da tem peratu r  dib a w ah 1 100 o C [1,2] ,   dan seba gai  sumb er al kali  dan alumin a pada p e lapi san ka ca [1,2]   Kerami k po rselen yang di buat memp u n yai perband ingan  kom p o s isi b aha n b a ku yaitu   35% feldsp ar, 35% kaolin dan 30% sili ka . Sebagai a d itif digunaka n  alumina (Al 2 O 3 ). Penelitian  serupa  juga  telah dil a ku kan  Mulja di, P seb a yan g  dan  E Wi bawati [4,5,6]. Kesemua n y a   mengg una ka n  ba han   ba ku be rup a  kaolin, feldsp ar dan kua r sa. Sebag ai  aditif digunaka n   kal s ium karb onat [6].  Pada pe neliti an ini diu s ul kan dila ku kan  pem bu atan kerami k  yang terbuat  d a ri kerami k  porsele n jeni s  tria xial bo d y , yaitu kera mik po rselen  deng an ba ha n baku utam a berupa feld spa r ,  lempun g d a n  ku arsa. S e bagai   flux  di guna ka n b a h an  cullet . ya ng d apat  me nuru n kan  su hu  sinteri n g   se hi ngga  en ergi  li stri k dal am  prose s   sint e r in g  jug a  d apat  dired u ksi. Ke untung an  bah an  cullet  adal ah   harga  ya ng tidak  te rlalu  mahal se hing ga  d apat dib uat  kera mik porsele n  d e n gan  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                 ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 7, No. 2,  Agustus 2 009 :  83 - 92   84 harg a  p r od uksi yang  lebih  mura h.  Dala m makalah  i n i ini dila ku kan up aya ba gaiman a  me nca r i   komp osi s i p enamb aha n  baha n  flux   cullet  yang t epat se hing g a  dapat di h a sil k an  ke ra mik   porsele n den gan re si stivitas yang cukup  baik, den gan  suhu  sinteri n g  yang tidak t e rlalu ting gi.    1.1. Isolator  Listr i k  Bahan i s ol asi bergun a  se bagai  suatu  penye k at  a n tara  dua  bu a h  pe ngh anta r  yang   mempu n yai  perb eda an te gang an, dim ana di dalam  baha n ini el e k tron  teri kat  kuat p ada  atom  nukl e u s nya, sehing ga kond uksi oleh el ektron tidak a k a n  terjadi [7].  Isolator li stri k merupa kan  suatu alat  penting yang  diguna kan  pada ja ring a n  listrik.   Berda s a r kan  keg una annya ,  isolator me mpunyai du a fungsi, yaitu :  a.  Fung si  keli st ri kan   Sebagai p e n y ekat aru s  listrik, sehi ngg a  arus lis t r ik ti dak me ram b at pada ben d a  lain selain   jaring an yang  suda h ditent uka n .  b. Fung si  me ka nik  Sebagai te m pat berta mba t nya kon d u k tor, yang a k a n  melind ungi  dari b e rbag ai ke ndala  di   lapan gan  sep e rti: peruba h an cua c a, pe ruba han  su h u , hujan, a ngi n dan  se bag ainya, dalam   wa ktu yang cuku p lama.     1.2. Keramik    Kata ke rami k dibentu k  da ri kata Latin ‘ ker a m o s ’ yan g  berarti tem b ika r  atau p e r alatan  yang te rbuat   dari l e mp ung  dan  me ngal ami p r o s e s   si ntering .  Baha n ba ku  kera mik ya ng  pali n g   awal  digun akan ad alah le mpung. L e m pung tel ah  d i definisi k an  sebag ai tanah  yang menj a d i   koh e re n dan  leng ket bila d i camp ur d e n gan air; ketika basah, tan ah ini muda h  dibentu k , tetap i   jika dikeri ngkan maka aka n  menjadi ke ras d an ra pu h serta me m pertah a n k an  bentu k nya [8].  Tembi k ar te rbuat dari lem pung d an ba han mine ral l a in yang me ngan dung  sili ka yang dib a k ar  pada temp eratur anta r a 9 0 0 o C– 1 200 o C [9].  Salah satu je nis lem pun g  yang me rupa kan  alumu n iu m silikat terhi d ra si (xAl 2 O 3 . ySiO 2 .  zH 2 O )  ad ala h  kaoli n . Jen i s ini merupa kan h a sil p e l apu kan d a ri  feldsp ar, yan g  dise but jug a   pro s e s  kaolin isa s i. Proses kaolini s a s i i n i terjadi ol e h  naiknya la rutan ata u  u ap pan as ya ng   menga ndu ng  CO 2  dan   SO 2  melalui  re kah an b a tua n  feld spati k   pada  tempe r atur d an te kanan   tinggi. Kristal  kaoli n  murni memiliki  kom posi s i (O H) 4 Al 2 Si 2 O 5 .    1.2.1. Sifat-sifa t  ke ramik  a. Densi t as   Den s ita s  merupa kan suatu  ukuran ma ssa per  unit volume dan diny ataka n  dalam  gram   per  centim eter kubi k (g/cm 3 ) atau p o u nd pe r in ch  kua d rat  (lb/in 2 ). Pengu kuran de nsita s   yang  dilakukan ad alah jeni s de nsita s  ru ah ( b u l k  de ns ity ) berd a sarkan  metode Archimede s dim ana   perb eda an b e rat di uda ra dibandi ng kan deng an  ber atnya di  dalam air. P e rsama an u n tu k   menghitu ng d ensita s  ru ah  diberi k a n  pad a persam aan  (1) [10].       air kw g b k b ρ ) m (m m m ρ  (1)     deng an  b  m e rup a kan  b u l k  den sit y  (g/ c m 3 ),  air  meru pakan de nsit as ai r (1 g/cm 3 ), m b  me r u pak a n   massa  ba sa h (g ), m k   merup a kan ma ssa ke ring (g),  m g  meru pakan m a ssa   ketika b e ban  digantu ng dal am air (g ), da n m kw   merupa kan ma ssa kawat pe ngg a n tung (g ).     b.  Kua t  Pata h ( Bending Str e ngth )  Pengu ku ran  ke kuata n   p a tah  dil a kukan deng an peng ujian  T r ipl e  P o int Bendi ng  Strength   dan men ggu nakan alat uj i  Universal T e sting M a chine  ( UTM ).  Nilai ke kuata n  patah dihitu ng  deng an pe rsa m aan seba ga i berikut [10]:      2 f 2b d 3PL σ    (2)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930    ■     Keram i k Porselen Berba s is Feldsp ar Se bagai Bah an  Isolator…… (Eva Indiani )  85 deng an  f  m e rup a kan ke kuata n  patah  sampel b a l o k (Pa ) , P  meru pa kan  besarnya b e ban   samp ai patah  (N), L meru pakan jarak  antara d ua tumpua n (m),  b merupa ka n lebar be nd a uji  (m), da n d merup a kan ting gi bend a uji (m).      c. Resis t iv itas   Re sistivitas a dalah  be sa rn ya tegan gan   y ang di beri k a n  terh ada p lu as  pen ampa n g  suatu  baha n tertent u dibagi b e sa rnya arus yan g  mengali r  da n panja ng ba han terseb ut [11].      l RA ρ  (3)     deng an   ρ  me rupa ka n re si stivitas bahan  ( Ω cm),   l meru pa ka n panj ang  baha n (cm),  R  meru pa kan h a mbatan b a h an ( Ω ), dan A  merup a kan l uas p enam pa ng bah an (cm 2 ).  Re sistivitas li stri k suatu b ahan me ru pa kan u k u r an  kemamp uan b ahan terse b u t  untuk  men- trans p ort  muatan li st rik  di b a wa h  peng aruh  medan  lis tri k  [12]. Stand ar i s olato r  li stri k   tegang an re ndah b e rd asarkan resi sti v it asnya me miliki re si stivitas ~1 0 7   Ω cm, untuk iso l ator  listrik tegangan m ene ngah maka haru s m e miliki  resistivitas 10 9 - 10 14   Ω cm, d an u n tuk i s ol ator  listrik teg ang an tinggi ma ka resi stivitasn y a haru s  lebi h besar da ri 1 0 14   Ω cm.     1.2.2. Keramik  Por selen   Porselen ad a l ah baha n an orga nik d eng an el ekt r on -e lektro n pad a atom penyu s unnya  terikat de nga n kuat se hin gga ion - ionn ya tidak  berdifusi. Oleh  karena itu kerami k po rse l en  banya k  dig u n a ka n seba gai  baha n i s olat or li strik.  B a h an  keramik p o rselen  mem punyai  ke kua t an  meka nik yan g  tinggi, d an  pada  umu m n y a memp uny ai ketaha nan  termal ya ng ti nggi ju ga.  Un tuk  menda patkan  bahan i s olat or listri k  yang  baik, st ruktu r  badan p o rse l en yang tela h diba kar  harus  menga ndu ng  10-2 0 % kua r sa,  10-20%  kri s tal mullit,  matrik  gela s  dan  sisa ba han b a ku ya ng   masih  tetap  meru pa kan  kristal  asal. Porselen  pad a  umumnya  terbu a t da ri  campu r an  bah an  baku b e rupa   feldsp ar [(K,  Na)AlSi 3 O 8 ],  l e mpun g ka olinit (Al 2 O 3 -2SiO 2 -2 H 2 O), da n kua r sa (SiO 2 ).  Kompo s isi ini  akan me nem patka n porsel en dalam  sist em fase [(K, Na) 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 ] [13].      1.3. Feldspar   Feldspa r  hing ga saat ini m e rup a kan g r u p  mine ral de ngan ju mlah  paling b e sar  di ke ra k  bumi, memb entuk  se kitar 60% batuan  terre strial.  K ebanya k a n  feldspar ya ng  terse d ia be rupa   sodi um feld spar, p o tassiu m feldspar d an feld spa r   campu r an.   F e l d sp ar ke bany aka n   dig una kan   pada a p likasi - apli k a s i indu stri yang m e mbutuh kan  kandu ngan fel d sp ar yan g  beru pa alu m i na  dan al kali. Sebagia n  besar  prod uk yan g  digun akan  se hari - ha ri terb uat dari feld spar: gela s  unt uk  minum, gela s  seba gai p e n gaman, fibe rglass seba ga i isolato r , lan t ai keramik,  bak m andi d an  peral atan ma kan.    Rumu s kimia  f e ldsp ar se ca ra  um um  a d a l ah  X A l (A l, S i ) S i 2 O 8  deng an  X adala h  pot asium,  sodi um, kal s ium atau ba rium. Seca ra  khu s u s  ru mus  kimia feldspar d a p a t dilihat pa da    Tabel 1 [8].    Tabel 1. Je ni s-je nis feld sp ar [8]  Jenis feldspar   Rumus kimia   Albite  Na(Si 3 Al)O 8   Anorthite   Ca(Si 2 Al 2 )O 8   Orthoclase   K(Si 3 Al)O 8   Celsian  Ba(Si 2 Al 2 )O 8     1.4. Cullet  Cullet  ad alah  serpihan  ka ca yang  san gat ke cil. Kaca me rup a ka n bend a pad at  am orf ,  biasanya an o r gani k, dib ent uk mel a lui p r ose s  p e mad a t an dari  pele bura n  tanp a  kri s talisasi [1 4].  Kaca  kada ng -ka dan g   da p a t dian gga p   se bag ai  ca i r an   yang    sa ngat   kental (viskos) ka re na  bukan   kri s tali n  atau  am orf . Akan teta pi   hanya   beb erapa je nis  cai r an   dap at m e mbentu k   ka ca.  Pada  suh u  yang ting gi, kaca  merupa kan cairan  se j a ti. Pada fa se cai r  ini  stru ktur  dari  ba h an- baha n ano rg anik  belum  b e ratu ran  dan  atom-atom n ya sel a lu be rg era k  terus-m enerus [1 4]. Pada   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                 ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 7, No. 2,  Agustus 2 009 :  83 - 92   86 penelitian  ini  jenis  ka ca  yang dig u n a ka n ad alah  jenis  so da -l im e glass  at au yang  bia s a  digun akan sebag ai ka ca  jendela.  So da-Lim e  gla s s  merupa ka n  salah  satu  jenis d a ri ge las  kome rsil den gan un su r pe nyusu n  terbe s arnya adal a h  SiO 2  (72%).        2. METODE  PENELITIAN  Ada b ebe rap a  taha pan  p enting ya ng  mempe nga ru hi sifat - sifat  akhi r  pro d u k  ke rami k  yakni taha pa n pra komp aksi, tahapa n kompa ksi d an  sinteri n g .     2.1. Tahapan  Pra Kompak si  Tahap an ini  meru pa kan  tahapa n p e rsi apa n dal am pen ang a nan  serbu k  seb e lum   dimasukka n  ke dalam ceta kan. Bebe ra p a  pr o s e s  pra komp aksi ad alah seba gai  beri k ut:  a. Penca m pu ra n  ( mi x i n g )  Proses ini  pe nting dila ku kan untu k  me ndap atka n campu r an m a terial b aha n b a ku  ke rami k  deng an pe ng aturan  ko mp osi s i da n u k u r an b u tir hi ng ga hom oge n. Selain itu p r ose s  ini j uga  dapat m enin g kat k an  den sitas da ri  ke ra mik d an  ju ga  meng ura ngi  porosita s  ya ng terdap at  dalam  ke ra mik te rsebut.  Metode  pe ncam pu ran  yang p a ling  umum  digu nakan  adala h   pen camp uran  ba sah  den g an me ngg un aka n   ballm ill .  Ballm ill  terdiri da ri  wad a h  bah an b a ku  yang be rb ent uk  silind e r  be rtutup, terbua t dar i  ke rami k yang  dii s i d enga n me dia  peng halu s   berb entu k  bol a-bol a atau si linder yan g  ju ga terbu a t da ri ke rami k.  b. Penge ringa n    Pada um umn y a, penge rin gan  zat p ada t bera r ti pe mi sah an  seju ml ah  kecil  air a t au zat cai r   lain d a ri  bah an p adat,  se hingg a me ng uran gi  kan d u ngan  si sa  za t cai r  di  dala m  zat pa dat  terse but. Pro s e s  ini ha ru s diko ntrol, ka r ena melibat kan pen ekan an  yang diakibatka n  oleh   perb eda an  shr i nk age  ata u  tekana n g a s  dapat  me nyebab ka n cacat  pad a p r odu k ya ng   diha silkan [15 ] .    2.2. Tahapan  Kompaksi   Proses  selan j utnya merup a ka n pro s e s  pembentu k a n  denga n ca ra men e ka n serb u k   material. Pen e ka nan m e ru pakan suatu  pro s e s  dim a n a  se rbu k  kera mik dima su kkan dala m  su a t u   wad ah beron gga den gan  bentu k   te rten tu  dan   dite ka n dal am  ara h  uni aksial  sehing ga  se rb uk  aka n  me ngal ami kon s olid asi  dan  mem iliki b entuk yang  se su ai d enga n  ceta ka nnya. Pro s e s  ini   juga di sebut  pene ka nan  kering ata u  ko mpaksi uni aksial.     2.3. Sintering  Proses  si ntering   ad alah   suatu  p r o s e s  pemad atan d a ri se kump ul an serbu k   p a da suhu  tinggi mend e k ati titik lebu rnya hing ga  terj adi pe rub ahan  stru ktur mikro  sep e rti pengurang an  jumlah  dan  uku r an  po ri,  pertum buh an  butir, p enin g kata n de nsi t as d an p e n y usutan. P r o s e s   sinteri n g  kera mik ada b ebe rapa tah apa n  yaitu [15]:  a. Tahap an  a w a l   Pada ta hap  i n i pa rtikel-p a r tikel  kera mik akan  saling   konta k   setel a h p r o s e s  p e n c eta k an.  Di  sini serb uk d a lam ke ada a n  beba s.   b. Tahap an  mul a i  sinteri n g   Adalah ta hap  pem bentu k a n  ikatan, di m ana  sint e r ing  mulai  be rla k u da n p e rm u k aa n  konta k   ked ua pa rtike l  sema kin leb a r. Perub aha n uku r an b u tiran maup un p o ri belu m  terj adi   c. Tahap an  pe rt enga han  sint ering     Meru pa kan ta hap anta r  pe mbentu k an b a tas butiran.   d. Tahap an  a k hi r  sint e r ing               Pada tahap i n i terjadi de nsifikasi da n  e liminasi p o r i sep anja n g  batas butir,  yaitu terjadi  pembe sa ra n  ukuran but iran samp ai kanal -kanal  pori tertutu p  dan sekaligus terj adi   penyu s utan b u tiran, dan te rbentu k la h fasa ba ru.   Selanjutnya  dalam ma kal ah ini pro s ed ur pen elitian yang telah di laku ka n dapa t dilihat  pada G a mba r  1. Kerami k yang dibuat  pada pe neliti an ini adala h  porselen  tria xial bod y  de n gan  kan dun gan b ahan  ba ku 6 8 % feldsp ar,  10% lemp u ng, 22% kua r sa  (d alam  % massa).  Dari   komp osi s i terseb ut kem u d i an ditamba h k an  cullet  de ngan vari asi  komp osi s i 5 % , 10%, 15%,  20%, 25%  (d alam % m a ssa da ri m a ssa   total bah an m u rni ) . Selain  itu jug a  dila ku kan p e mbu a ta n  porsele n tan p a  pe namb a h an b aha n  cull et  se bag ai  ko ntrol  untu k  p e mban ding  kara kteri s tik yang   aka n  diuji, untuk men g a m ati penga ru h yang ditimbulkan pen a m baha n  cull et . Pada keramik,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930    ■     Keram i k Porselen Berba s is Feldsp ar Se bagai Bah an  Isolator…… (Eva Indiani )  87 feldsp ar be rf ung si seb a g a i pembe ntu k  fasa gel as,  kuarsa b e rf ung si seb a g a i kerang ka  yang   membe r ikan  ke kuata n  dal am stru ktu r  mikro bad an  keramik  set e lah men gal ami rea k si p ada  suh u  tinggi, sementa r a kao lin berfun g si  seb agai b ada n kerami k.        Gamba r  1  Di agra m  blo k  prose dur p eneli t ian      3.  H A S IL PERCOBA AN  DAN PEMB A H A S A N   3.1. Pengaruh  S uhu  Sintering  terha d ap S u sut  Baka r   Pengu ku ran  su sut bakar dilaku kan  pada selu ru h samp el, dan setela h dilakukan  perhitu nga n di dapat data  yang disaji kan pad a Ga mbar  2.  Dari  Gamba r  2 terseb ut dapat  dilihat   bah wa pa da  sampel tan pa aditif  cull et  tidak terj adi penyu s ut an dimen s i  samp el. Hal  ini  dika ren a kan  deng an tid a k ada nya a d itif  cullet   ma ka  fase  gel as y ang te rbe n tu k  san gat  sedi kit,  pada hal fasa  gelas  berfu ngsi u n tuk  memfasilita s i  terjadinya p e rge r a k a n  m o lekul yang  aka n   mempe r mu d ah terjadi nya difusi. Jika difusi yang te rja d i sang at sed i kit, maka eli m inasi p o ri yang   terjadi jug a  sangat minim.  Hal inilah ya ng menyeb a b ka n pad a sampel tanp a  aditif  cullet  tidak  terjadi pe nyu s utan di men s i samp el. Pada Gam bar 2  juga terlih at bah wa samp el yang memi liki  kan dun gan  cullet  meng alami ke nai ka n pro s e n tase su sut ba kar. Kenai kan  pro s enta s e  ini  dise bab kan   mening katny a  kerapata n   butiran   seiri n g de nga n b e r ku ra ngnya  p o ri.  Hal i n i te rjadi  akib at ad an ya pro s e s   difusi ya ng  dialami  m o lekul-m o lekul pe nyusun  ke rami k y ang  menyeba bka n  terja d inya  pertum buh an  butir d an eli m inasi  po ri. Dari  data  di  atas te rlihat  bah wa  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                 ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 7, No. 2,  Agustus 2 009 :  83 - 92   88 deng an p ena mbaha n aditif   cullet  m a ka  aka n  me nuru n ka n suhu   si ntering  yang  menga kib a tkan  samp el men g a lami penyu s utan dimen s i  akib at terjadi  den sifika si pa da bah an keramik.   Pada sa mpel  denga n aditi f  cullet  seb e sar 5% dan 1 0 % susut ba kar b e rban di ng luru s  terhad ap suh u   sint e r ing , seiring b e rtam bahnya  suh u   sinterin g  ma ka susut bakar yang terj a d i  sema kin  ting gi. Hal i n i di sebab ka n karena  sem a ki n  tinggi  suh u   maka  a k an t e rjadi  de nsifi k a s i  dan elimin asi  pori yang  se makin b e sar.       -2 . 0 0 0. 00 2. 00 4. 00 6. 00 8. 00 10 .0 0 12 .0 0 14 .0 0 16 .0 0 9 8 0 1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160 Suhu  Si nteri n g  ( C ) Su su t Bak a r (% ) 0% 5% 10 % 15 % 20 % 25 %     Gamba r  2. Grafik pen garuh  variasi suhu  sinteri n g  terh adap  su sut b a ka r sa mpel       Pada  samp el  deng an a d itif  cullet  1 5 % dan 2 0 % susut bakar  ma ksimum  adal a h  pad a  samp el de ng an su hu  sint ering  110 0 o C. Pada sam p el deng an  suhu  si nteri n g  1150 o C te rj adi  penu run an p r osenta s e  su sut ba ka r. Hal ini terj adi  karena  kera mik p o rsele n  tersebut  su dah   mengal ami d e forma s i lini e r setelah m e n dekati titi k lel ehnya. Penu runan  pro s e n tase  su sut b a k ar  ini juga  diseb abkan p ada  suh u  11 50 o C pori yan g  te rdap at pad a  kerami k men galami e k spa n si   akib at memu ainya gas y ang men g isi  pori. Hal ini menga kib a tkan terj adi nya pening katan  dimen s i sa m pel yang men y ebab kan p e nuru nan  su su t dimensi.     3.2. Pengaruh  S uhu  Sintering  t e r h ad a p  De n s it as  Pengu ku ran   den sitas dim a ksud ka n u n tuk  men getah ui ma ssa j e n i s  ke rami k p o rselen.   Kerami k p o rsele n  me mp unyai d ensit as  berki sa r  antara  2,2  sampai  2,5 g r /cm 3  [14]. Sec a ra  teoritis, de n gan be rtam bahnya  suh u   sint e r ing ,  densita s  b adan a k a n  mening kat  [15].  Pening katan  den sitas  bad an di seb abka n  ka ren a  po ri -po r i ba dan t e lah teri si ol eh matri k  g e l a s  yang terbe n tuk. Tetapi jika suh u   sint e r ing  teru s me ning kat, sam pai titik tertentu, akan terj adi   penu run an  d ensita s   ka ren a  terja d i p e ru baha n fa se d a ri u n sur-un sur p enyu s un nya. Penu run a n   den sitas jug a  dia k ibat kan  terjadi nya e kspan si  g a s pa da p o ri ya ng  menyeba bka n  mem b e s arnya  pori. Setelah  dilakukan pe rhitunga n dida pat data yang  disaji kan p a d a  Gamba r  3.   Gamba r  3 m enunj ukkan  b ahwa sem a ki n tinggi  temp eratu r  dan p e namba han  flux   cull et   maka   d e n s ita s   a k a n  sem a kin meni ng ka t.  Hal  i n i  di sebab ka n ka rena fasa -fa s a keramik ya n g   terjadi  sema kin ba nyak da n po ri-po r inya be rkurang.  Hal i n i te rjadi  hing ga titik o p timum  seb e l u m   kerami k po rselen m eng ala m i defo r ma si. Ji ka  suh u   si ntering  teru s  dinai kkan d a n  mele wati tit i k   optimum, ma ka b ada n  ke rami k  (c er amic  b o d y )   a k an  men gala m i deforma si  yang dita nd ai  deng an pe ru baha n bentu k  setelah p r o s es  si nterin g .  Pada Gamb ar 3 terlihat  bahwa  sa mpel den ga n aditif  cullet  sebe sa r 5%-20%   mempu n yai den sitas opti m um pada  suhu  sint e r in g  1100 o C, se mentara pad a samp el de ngan  aditif  cull et  2 5 % de nsita s   optimum  dida pat pa da  suh u   si nteri n g  1 050 o C.  Hal  in i ka re na  di at as  suh u  te rsebut  bad an  ke ra mik m eng ala m i defo r ma si  sehi ngg a d e n s itas cend eru ng tu run  kare na   o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930    ■     Keram i k Porselen Berba s is Feldsp ar Se bagai Bah an  Isolator…… (Eva Indiani )  89 baha n mulai mende kati titik lelehnya  ( m e lting point ). Pengaruh  komp osi s i pe namba han  cullet   menunj ukka n  adanya  pe rge s e r an te mperatur  pe m adatan  da ri ke rami k a k ibat p e rsen tasi  penam bah an terse but.   Dari h a sil yan g  didapat terli hat bah wa de nsita s  menin g kat de ngan  adanya pe na mbaha n   aditif  cullet . Hal ini mem bukti kan b a h w a de ngan  penam bah an   cullet  akan  mening katkan  den sitas me skipu n  tida k t e rlalu  tinggi   dise bab kan   semaki n  bany aknya  buti r an  yang  men d ifusi  deng an pa rtikel  cullet .      1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 980 100 0 1020 1040 1060 10 80 1100 1120 1140 11 60 S uhu  Si nt e r i n g   (  C ) D e nsi t as ( g r/ cm    ) 0% 5% 10 % 15 % 20 % 25 %     Gamba r  3. Grafik pen garuh  variasi suhu  sinteri n g  terh adap d e n s ita s  sa mpel       Sampel-sa m pel d eng an  penam bah an   cull et  yang  re ndah  sert a men gala m i  prose s   sinteri n g   pad a suhu ya ng  rend ah  memil i ki d e n s itas  di  ba wah lite r at ur yaitu  berki sar pa da  1,7 3 - 2,27 gr/ c m 3 . Kondisi te rse but dika re na kan p ada  ko m posi s i d an  temperatur t e rsebut  kera mik   belum m eng alami p e mata ngan  se mpu r na atau  belu m  men c ap ai  temperatur  si ntering nya ya ng  aka n  memp e ngaruhi sifat l a innya.     3.3. Pengaruh  S uhu  Sintering  terha d ap Kuat Patah   Kuat patah   untuk suatu  ke ra mi k  po rsel en  be rki s ar a n tara 8 3  MPa [1 4]. Setelah  dilakukan pe ngujia n dan  perhitu nga n ,  hasil p eng ujian  ke kuat an pata h  ( b endin g  stren g th )  diperli hatkan  pada G a mba r  4.  Dari  Gam b a r  4 di ketah u i  bah wa u n tuk sam pel tan p a  aditif  cullet   terjadi ke nai kan ku at  patah sei r ing   deng an ken a ika n   suhu  si ntering . Ke na ikan  ku at pat ah jug a  terj a d i pad a sam pel  deng an aditif   cullet  sebe sar  5% dan  10%. Hal i n i dika re na kan pad a suh u   sint e r ing  y ang   sema kin  ting gi ma ka  sem a kin  ba nyak  partikel yan g   melebu r  se hi ngga  men g isi  po ri-p ori  keramik  porsele n. De ngan  sema ki n berku ran g n ya pori - po ri  keramik p o r sel en ma ka  akan di dap at  porsele n yan g  memiliki  ke kuata n  meka nik yang  sem a kin b e sar.   Kuat patah sampel tanp a aditif  cullet  b e rki s a r  anta r a 10,52-30,1 6  MPa yang lebih kecil   dari  refe ren s i  yaitu 83  Mp a  ka re na  pro s es  sint e r ing   b e lum sem purna  d an den sit a s bah an ma sih  rend ah, sehin gga  tida k ada nya  flux  ( cullet ) yang  dap at menu run k an suhu   si nt e r ing . Ren dah nya  den sitas me nunju k a n  dal am bada n kerami k ma si h terdap at banyak p o ri. Sehingg a ra puh.   Sampel d eng an a d itif  cull et  5%-20%  memiliki  kuat patah ya ng  lebih besar daripada  sam pel   tanpa aditif  cullet , ka ren a   ad anya  cullet  yang  da pat me ngi si  pori - po ri  ke ramik dan  d a pat  menu run k a n  titik  leleh bah an  lain nya.  P ada sam pel d enga n  aditif  cullet  15%  da n 20%  memili ki  kuat p a tah o p timum pad a  suh u  110 0 o C, sem enta r a  samp el de n gan aditif  cullet  25% memi liki   kuat p a tah o p timum pa da  suh u  10 50 o C. Penu run a n  ke ku atan p a tah sampel  dapat di se ba bka n   3  o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                 ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 7, No. 2,  Agustus 2 009 :  83 - 92   90 karena fa sa  gela s  yang terda pat dala m  keramik te rlalu ba nyak.   Flux  yang d i guna ka n dal am  penelitian i n i adala h   cull et  yang memili ki sifat da sa r rapu h,  sehi n gga a k ibat b anyaknya cul l et  den sitas men galami penin g kata n,  ku at patah sa m pel  tetap men g a l ami pe nurun an. Kuat pat ah  maksimum di dapat pa da sampel de nga n aditif  cullet  15% deng an  suh u   sint e r in g  1100 o C.       0.0 0 10 . 0 0 20 . 0 0 30 . 0 0 40 . 0 0 50 . 0 0 60 . 0 0 70 . 0 0 80 . 0 0 90 . 0 0 100 . 0 0 9 7 5 1 0 0 0 1 02 5 1 050 10 75 110 0 1 12 5 1 1 5 0 117 5 Suh u  Sinter ing  (  C ) K u a t  Pat a h (M Pa) 0% 5% 10% 15% 20% 25%     Gamba r  4. Grafik pen garuh  variasi suhu  sinteri n g  terh adap  ke kuata n  patah.       3.4. Pengaruh  S uhu  Sintering  terha d ap Resistiv itas  Re sistivitas meru pa kan  uku r an   kem a m pua n b a h an d a lam  menah an  arus li stri k.  Pengu ku ran resi stan si sam pel ini dilakukan pad a ko nd isi su hu ru an g yaitu 25 o C.    0. 00 0. 50 1. 00 1. 50 2. 00 2. 50 3. 00 3. 50 980 1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160 Suhu  Sinteri n g  (  C ) R e si st ivi t a s  ( x10     Ω .c m ) 0% 5% 10 % 15% 20% 25 %     Gamba r  5. Grafik pen garuh  variasi suhu  sinteri n g  terh adap resi stivitas ba han       o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930    ■     Keram i k Porselen Berba s is Feldsp ar Se bagai Bah an  Isolator…… (Eva Indiani )  91 Dari  Gam bar 5 terlihat b a h wa  re sistiv itas b ahan  ce nderung m e n i ngkat sei r ing  denga n   mening katny a  suhu   si nt e r ing , ka ren a  resi stivitas b e rba ndin g   lu rus den gan   d ensita s  bah a n .  Namu n, setel ah men c ap ai  titik optimum, resi st ivitas ke rami k ke mbali meng a l ami penu run an.  Re sistivitas terbe s a r   adal ah p ada  sam pel yan g  di b e ri  aditif  cullet  se be sa r 2 5 % de ngan   suh u   sinteri n g  1 100 o C yaitu 3,00x10 8 cm. Tetapi, k a rena  cullet  bersi fat rapuh, maka  kand ung an  cullet  yan g  te rlalu b anya k   aka n  men g a k ibatka n re nda hnya kekuata n  mekani k sa mpel (ke k u a tan   meka nik unt uk  sam pel y ang di beri  a d itif  cullet  25 % denga n  suhu  sint e r ing  1100 o C  a dala h   57,32MPa ). Ren dah nya ke kuata n  me kani k  suat u  isolato r  da pa t menurun ka n fung si ke rja  isolato r  itu sendiri, kare n a  untuk da pa t menjadi  iso l ator yang ba ik selai n  harus memili ki sifat  listrik yang baik (memiliki  resi stivitas >10 7   Ω cm ), juga harus me miliki ke ku ata n  meka nik yang   tinggi, yaitu  >83 MPa.  Oleh  ka ren a  itu,  d a ri d a ta  yan g   sud ah  diambi l terlihat  bah wa  sam pel ya ng   memen uhi  kri t eria ini  ad ala h  sampel  yan g  dibe ri  aditif  cullet  seb e sa r 15%  den ga n suhu  sint e r i n g   1100 o C. Kekuatan me ka ni k sa mpel ini  adala h  86, 73  MPa, denga n  resi stiv itas sebe sar  2,32x 10 8  Ω cm.       4. SIMPULAN      Berda s a r kan  perco baan   yang dila ku kan dal am  p e n ilitian ini, d apat dita rik  simpul an  seb agai b e ri kut:  1. Penamb aha n   cull et  da pat  memp ercep a t proses pe mbent u k an  fasa  gel as se hingg a d apat  menu run k a n  tempe r atur  sin t ering .  2.  Kerami k p o rselen b e rba s is feldsp ar ya n g  dipe role h  memiliki  sifat - sifat m ende kati  standa r  kerami k se ba gai isol ator li stri k, deng an   hasil optim u m  didap at pada keramik  yang dibe ri  aditif  cullet  sebe sar 1 5 % deng an suhu   sinterin g  110 0 o C, deng an  sifat: susut baka r  9,70 %,  den sitas 2,4 4  g/cm 3 , kuat p a tah 86,73 M pa, dan re si stivitas 2,32 x 10 8   Ω cm.   3.  Kerami k yang dihasilkan memiliki resi stivitas ~10 8  Ω cm se hing ga  dapat digu na kan  seb agai  isolato r  untu k  teganga n re ndah, yaitu tegang an < 1 0 00 Volt      DAF TA R PU STAK A   1. Yusup,  “ Ker a mik: Dari  Gerab a h hi ngga Sup e r k onduk tor ”, Pusat  Do kumenta s i da n   Informa s i Ilmiah LIPI, Jaka rta, 1998.   2.  Hawley, K. A.," De v e lopment o f  th e  Porcelain I n sulato r ", Journ a l Tran saction s  of the   American I n stitute of Elect r ical  Engi nee rs, Vol u me  5 0 ,  Issue  1,   Page (s):47  - 51, M a rch   1931.   3. Stevenson,  R.D.;  Ro se n w a s se r, S.N. ; Was hbu rn,  R.M.; " Dev e lopment o f  adv a nced   ceramic ma trix comp os ite insula tor s  for  elec tr omagne tic r a ilguns ", Jo urnal  IEEE  Tran sa ction s   on Magn etics,Volume 27,   Issu e 1, Page (s):538  - 543,  Janu ary 199 1.  4. Muljadi.  “ Su bstitu si Ko mposisi Al 2 O 3  Pada Pe mbuata n Is olator Por s e lin Berba s is :  Feldspar - Cla y - Silica dan Kar akterisa s in y a ” Pros iding Simpos ium Fis i ka Nas i onal XVIII  hal 45, 200 0.  5.  Sebayang, P.  “ Peng aruh  Suhu dan  Waktu  Sinter  terhada p  Sifa t Bahan  Por selen un tuk   Kompon en Elektronik ”, Proceedi ng s ECCIS B.30, Su rab a ya, TEUB Pre ss, 20 00.  6. Wiba wati,  E.  “ Pembua tan  dan Pengujian Kek u atan  Dielektrik Bahan Porsel en Sebagai   Baha n Isolator Listrik ” S k ripsi Fi si ka Unair Surabay a, 1996.   7.  Abduh, S., “ Teori Keg a gal a n Isolasi” ,  Univ er sit a s T r isa k t i  P r e ss,   Ja kart a,  20 03 .   8.  Wo rral,  W. E .  “ Clay s and Cer a mic  Ra w   M a terials, ”   2 nd editio n .  Lond on. Else vier Appli e d   Scien c e Publi s he rs. 19 86.   9.  Herbe r t, J. M dan Moul so n, A. J., “ Electroceramics ”  Cha p man a n d  Hall, Ne w York, 19 90.   10.  Ches ters , J .   H., “ Re fra c to ries for Iron  and Steelm aking ” T he  Metals So cie t y, London,  1974.   11.  Van Vlack, L., “ Ilmu dan Teknologi Ba han ”, Erla ngg a, Jakarta, 19 85.  12.  Harper, C. A ., “ Hand boo k of  Cer a mics, glass es  and Diamo n d s ”, M c G r aw - Hill, USA,  2001.   13.  Bucha nan,  R. C., “ Ceram i c Materials  for Electroni cs”,  Ma r c el  De kk er In c., Ne w Yor k ,  1986.   14. Menci k ,  J.,  “ Streng th a n d Frac tur e   of Gla ss  an d Ce ramics ” Elsevie r , Czech o sl ovakia ,  1992.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                 ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 7, No. 2,  Agustus 2 009 :  83 - 92   92 15.  Schnei de r, S .  J., “ Cer a mic and  Gla s s es, Engine er ed Ma terials  Ha ndboo k  Vol 4 ”, T he  Material s Info rmation So cie t y, USA, 1991.  16.  Aji, I. B. , “ Pengaruh  Kom posisi Ba ha n Ba ku Pors elin Kera s T e rhada p  Sifa t Fisik, Sifat  Mekanis, Sifat Lis t rik da n Ekspan si Termal  Ke ra mik Porselin sebag ai Ba han Isolator   Listrik ”, Tu g a s Akhi r, Ju ru san Metal u rgi ,  Universita s I ndon esi a , Ja karta, 1 999.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.