PENGOLAHAN GRAFIT TAHAP PEMANGGANGAN

Aditya Rahmandari, Ansori, Dewi Ramandhanni Kusumawati

Jurusan Teknokimia Nuklir

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir – BATAN

Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55281 Telepon 0274-484085, 489716, Faksimili 0274-489715

ABSTRAK

PENGOLAHAN GRAFIT TAHAP PEMANGGANGAN. Telah dilakukan

percobaan pengolahan grafit tahap pemanggangan yang dilakukan pada suhu 6000C

selama 1 jam. Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari fenomena densifikasi pada

tahap pemanggangan grafit, mempelajari proses pemurnian, menentukan kadar abu

dan volatile matter grafit hasil pemanggangan, mengetahui distribusi ukuran serbuk,

serta menentukan struktur mikro grafit hasil pemanggangan. Selama dilakukan 1 jam

pemanggangan pada suhu 6000C terjadi fenomena densifikasi (pemadatan padat) dan

pemurnian. Terhadap grafit sebelum pemanggangan dan sesudah pemanggangan

dilakukan penimbangan massa untuk mengetahui kadar abu dan volatile matternya.

Selain itu, dilakukan pula pengukuran dimensi dan resistensi sebelum dan sesudah

pemanggangan. Grafit hasil pemanggangan diamati mikrostrukturnya pada perbesaran

100 kali dan 200 kali menggunakan mikroskop Axiolab buatan Zeiss dan dihitung

diameter rata-rata butirannya menggunakan metode Planimetri. Hasil kadar abu yang

diperoleh jumlahnya banyak sedangkan volatile matternya sedikit. Untuk diameter

butir rata-rata struktur mikro grafit hasil pemanggangan pada perbesaran 200 kali

diperoleh sebesar 65 µm, sedangkan pada perbesaran 100 kali diperoleh sebesar 90

µm.

Kata kunci : grafit, pemanggangan, densifikasi, pemurnian, mikrostruktur.

ABSTRACT

GRAPHITE PROCESSING OF ROASTING STAGE. Processing experiments have

been carried out by roasting stage graphite at a temperature of 6000C for 1 hour. This

experiment aims to study the phenomenon of densification on graphite roasting stage,

study the purification process, determine the ash content and volatile matter graphite

roasting results, knowing the size distribution of powder, and determine the

microstructure of graphite roasting results. During one hour roasting at a

temperature of 6000C, it takes place a phenomenon densification (compaction solid)

and purification. Against graphite before roasting and after roasting were measured

to determine the mass of ash and its volatile matter. In addition, measured also the

dimensions and resistance before and after roasting. The results of Graphite roasting

are observed its microstructure at 100 times magnification and 200 magnification

using Axiolab Zeiss’ artificial microscope and calculated the average grain diameter

by using the Planimetri method. Results of ash obtained large amounts while little for

its volatile matter. For an average grain diameter of graphite roasting microstructur

at 200 times magnification obtained by 65 μm, while at 100 times magnification

obtained by 90 μm.

Key words: graphite, roasting, densification, purification, microstructure.

I. PENDAHULUAN

Grafit merupakan bahan yang mempunyai peran yang sangat strategis

dalam industri nuklir. Grafit memiliki sifat penghantar listrik dan panas yang

baik karena hanya memiliki tiga orbital yang digunakan dan membentuk orbital

hybrid sp2 yang menghasilkan tiga ikatan coplanar. Sedang satu orbital p yang

tidak digunakan akan membentuk ikatan π dengan orbital p atom C pada bidang

basal. Aplikasi dalam industri nuklir antara lain sebagai matriks moderator, yaitu

bahan yang mempunyai kemampuan menyerap energi atau memperlambat.

Selain itu grafit juga dapat digunakan sebagai bahan reflector neutron yang

terlepas pada waktu fisi, sehingga peluang fisi U235 menjadi lebih besar.

Persyaratan yang harus dipenuhi agar grafit dapat berkiprah dalam

industri nuklir antara lain mempunyai kemurnian yang tinggi, porositas antara

17,61 hingga 30,46 %, faktor padat sekitar 69,54 hingga 82,39 %, densitas

antara 1,67 g/cm3 hingga 1,75 g/cm3 dan tahan jenis sebesar 1 x 10-3 Ω - µm.

Grafit mempunyai kisi-kisi ideal seperti ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1. Struktur Grafit ideal

Bidang basal grafit terdiri dari heksagonal terbuka (open hexagon)

dengan jarak antar atom C sebesar 1,415 Å. Bidang-bidang basal ini ditumpuk

dalam suatu pola urutan tumpukan yang berseling dengan spasi antar lapisan

sebesar 3,3539 ± 0,0001 Å. Struktur turbostratik atau lubrikostratik merupakan

pola urutan tumpukan bidang basal struktur grafit yang tersusun secara acak

sempurna (gambar 2).

Gambar 2. Struktur Grafit Turbostratik

Pada gambar di atas, spasi antar lapisan sebesar 3,44 Å atau sekitar 2,60 %.

Pola tumpukan kristal grafit ada dua macam, yaitu pola tumpukan

-ABCABCABC- yang dikenal dengan pola rombohedral dan pola tumpukan –

ABABAB- yang disebut pola heksagonal. Pada pola rombohedral, setiap atom C

pada lapisan ke empat akan tepat di atas atom C pada lapisan pertama.

Sedangkan pola tumpukan heksagonal, setiap atom C pada lapisan ketiga akat

tepat di atas atom C pada lapisan pertama.

Gambar 3. Struktur Grafit Heksagonal

Kemurnian atau kualitas hasil proses pembuatan grafit sangat ditentukan

oleh beberapa faktor yaitu kondisi material, ukuran butir, pembentukan

(forming) dan pemanasan. Pencampuran yang baik akan mengakibatkan sifat

fisis grafit menjadi bagus. Persyaratan agar dapat diperoleh campuran yang baik,

maka bahan harus mudah dicetak, bahan harus tidak berpori (jikalau berpori

akan mengakibatkan penurunan bulk density bahan. Bahan pengikat biasanya

terbuat dari hasil pyrolisis batubara yang bersifat padat pada suhu kamar, namun

pada suhu sekitar 80 oC. Proses pembuatan adonan dilakukan pada suasana

panas agar bahan pengikat yang berupa serbuk (padat) berangsur-angsur meleleh

sehingga campuran menjadi semacam pasta (lembek).

Proses pemanasan dalam pembuatan grafit secara umum dibagi

menjadi tiga tahapan, yaitu :

1. Pemanggangan awal, yakni pemanggangan yang dilakukan pada suhu antara

500 hingga 1000oC dan akan menghasilkan grafit dengan kristal yang

struktur kristal turbostratik.

2. Grafitisasi tingkat I, yaitu pemanggangan pada suhu 1500 hingga 1800oC

dan diperoleh grafit dengan struktur kristal rhombohedral.

3. Grafitisasi tingkat II, yaitu pemanggangan yang dilakukan pada suhu 2000

hingga 3000oC dan hasil yang diperoleh bentuk kristal dengan pola

heksagonal.

Pada proses pemanggangan, tahapan-tahapan yang perlu dicermati secara

kimiawi antara lain kadar air, zat yang mudah terbakar (kadar abu), zat mudah

terbang (volatile matter). Kadar air ditinjau pada suhu 110oC, kadar abu pada

suhu 750oC dan volatile matter dilakukan pada suhu 950oC. Sedangkan secara

fisik dilakukan pengujian densitas dan resistensi.

Kadar air dihitung dengan persamaan :

Berat awal−berat akhirBerat awal

x100 % (1)

Kadarabu :

Berat akhirBerat awal

x 100 % (2)

Volatile matter :

Berat awal−berat akhirBerat awal

x100 % (3)

Sedangkan densitas :

BeratVolume total

x100 % (4)

Pada setiap tahapan pemanggangan, grafit akan mengalami densifikasi,

pemurnian dan perubahan struktur kristal. Proses densifikasi atau pemadatan

dapat dicermati dari awal proses yaitu ketika perlakuan kompaksi bahan

(Calcine cokes dan Tar Pitch). Proses pemurnian terjadi karena dalam

pemanasan terjadi peristiwa difusi atom. Faktor yang mempengaruhi proses

difusi antara lain suhu dan komposisi. Peristiwa ini akan mengakibatkan atom-

atom pengotor mengalami pergerakan bahkan belum mencapai titik didihnya

dapat melepaskan diri dari sistem. Semakin tinggi suhu, akan mengakibatkan

pengotor-pengotor mengalami penguapan dan akibatnya bahan semakin murni

dan tahanan jenisnya semakin kecil atau berkurang. Berdasarkan fenomena

densifikasi dan pemurnian di atas, maka bahan tersebut mengalami perubahan

karakteristik.

T OC

Densitas

Tegangan

Metalografi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari karakteristik

mikrostruktur suatu logam dan paduannya serta hubungannya dengan sifat-sifat

logam dan paduannya tersebut. Ada beberapa metode yang dipakai yaitu:

mikroskop (optik maupun elektron), difraksi ( sinar-X, elektron dan neutron),

analasis (X-ray fluoresence, elektron mikroprobe) dan juga stereometric

metalografi. Pada praktikum ini digunakan metode mikroskop optik, sehingga

pemahaman akan cara kerja mikroskop optik perlu diketahui.

Pengamatan metalografi dengan mikroskop umumnya dibagi menjadi

dua, yaitu:

1. Metalografi makro, yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10 – 100

kali,

2. Metalografi mikro, yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran diatas100

kali.

Perhitungan Besar Butir

Ada tiga metode untuk menghitung besar butir yang direkomendasikan

oleh ASTM, yaitu:

1. PLANIMETRI(JEFFERIES)Metode ini menggunakan lingkaran yang umumnya memiliki luas

5000 mm2. Perbesaran dipilih sedemikian sehingga ada sedikitnya 75 butir

yang berada di dalam lingkaran. Kemudian hitung jumlah total semua butir

dalam lingkaran di tambah setengah dari jumlah butir yang berpotongan

dengan lingkaran. Besar butir dihitung dengan mengalikan jumlah butir

dengan pengali Jefferies (f) pada tabel 1.

Rumus Empiris : G = [3,322 Log (Na) –2,95] dan Na = f(n1+n2/2)

Dengan:

G = besar butir dirujuk ke table ASTM E-112 untuk mencari nilai

diameter butir

Na = jumlah butir

n1 = jumlah butir dalam lingkaran

n2 = jumlah butir yang bersinggungan dengan garis lingkaran

f = factor pengali pada table Jefferies

Tabel 1. Pengali Jefferies

Perbesaran f

1 0,002

25 0,125

50 0,5

75 1,125

100 2,0

200 8,0

300 18,0

500 50,0

1000 200,0

2. INTERCEPT (HEYNE)

Plastik transparant dengan grid (bergaris kotak-kotak) diletakkan di

atas foto atau sampel. Kemudian dihitung semua butir yang berpotongan

dengan satu atau dua garis, sedangkan butir yang hanya berpotongan pada

akhir garis dianggap setengah. Penghitungan dilakukan pada tiga daerah agar

mewakili. Nilai diameter rata-rata ditentukan dengan membagi jumlah butir

yang berpotongan dengan panjang garis. Metode ini cocok untuk butir-butir

yang tidak beraturan.

PL = P/ LT/M

Panjang garis Perpotongan ;

L3= 1/PL

P = Jml titik potong batas butir dengan lingkaran

LT= Panjang Garis Total

M = Perbesaran

Dari PLatau L3 , pat dilihat di tabel besar butir ASTM

Empiris ; G = (6,646 log (L3) –3,298)

3. Metode Perbandingan

Foto mikrostruktur bahan dengan perbesaran 100X dapat dibandingkan

dengan grafik ASTM E112-63, dapat ditentukan besar butir. Nomor besar

butir ditentukan oleh rumus ;

N- 2n-1

Dimana N adalah jumlah butir per inch2 dengan perbesaran 100x. Metode

ini cocok untuk sampel dengan butir beraturan.

II. ALAT DAN BAHAN

Bahan yang digunakan

1. Pelet hasil kompaksi (campuran calcine cokes dan tar pitch)

2. Alkohol

3. Kertas amplas

Alat yang digunakan

1. Timbangan analitis

2. Jangka sorong

3. Multitester

4. Krus

5. Tungku / furnace

6. Eksikator

7. Lumpang dan alu

8. Alat screening

9. Gelas preparat

10. Kamera digital Nikon coolpix L4

11. Mikroskop Axiolab buatan Zeiss

III. LANGKAH KERJA

Tahap pemanggangan

Pelet hasil pencetakan diukur dimensi dan resistensinya.

Pelet hasil pencetakan dipanggang di dalam tungku pada suhu 600 0C selama

10 menit dengan cara ditimbun grafit untuk menjaga pembakaran.

Tungku dimatikan kemudian grafit dibiarkan dingin.

Dimensi pelet diukur begitu juga resistensinya.

Dilakukan analisis untuk mencermati perubahan yang terjadi.

Pengamatan Mikrostruktur

Permukaan pelet karbon dan pelet grafit diratakan atau dihaluskan

permukaannya dengan menggunakan amplas. (pekerjaan ini dilakukan

dengan hati-hati agar pelet tidak pecah dengan arah pengamplasan searah

dan tidak berputar).

Permukaan pelet yang telah halus dan rata dibersihkan dengan menggunakan

alkohol kemudian dikeringkan.

Objek sampel diletakkan di atas gelas preparat kemudian diletakkan pada

meja sampel. (dilakukan pengamatan secara bergantian antara pelet karbon

dengan pelet grafit).

Mikroskop optik Axiolab dihidupkan dan lensa obyektif diatur pada

perbesaran 10 kali dan lensa okuler juga 10 kali (perbesaran 100 kali).

Objek direkam dengan menggunakan kamera digital. Percobaan diulangi

untuk perbesaran 200 kali.

Serpihan karbon diletakkan di atas parafin kemudian diletakkan di atas gelas

preparat direkam hasilnya pada perbesaran 100 kali.

Perbedaan gambar yang diperoleh diamati dengan mengganti posisi nyala

lampu.

IV. DATA PENGAMATAN

Tahap pencetakkan

No L (cm) D (cm) Tahanan (kΩ) Massa Calcine Cokes + Tar

Pitch (gr)

1 1,95 1,54 3,5 4,9192

2 1,98 1,53 3,5 4,9990

3 1,9 1,5 3,5 4,8479

Tahap pemanggangan (10 menit, suhu 6000C)No L (cm) D (cm) Tahanan (kΩ) Massa (gr)

1 1,97 1,53 3,5 4,4599

2 2,03 1,52 3,5 4,5669

3 1,95 1,52 3,5 4,3285

Screening (1 jam)

Massa grafit yang di screening = 13,0385 gram

Ukuran Butir Pada

AyakanMassa Grafit (gr)

425 µm 1,9120

300 µm 1,3415

180 µm 2,9598

90 µm 0,1729

Hasil Bawah 6,3351

V. PERHITUNGAN

Tahap pencetakkan

Untuk L = 1,95 cm

A = 1/4πD2

= 1/4 x 22/7 x (1,54 cm) 2

= 1,863 cm2

V = A.L

= 1,863 cm2 x 1,95 cm

= 3,634 cm3

Densitas = mv

= 4,9192 gr3,634 cm3

= 1,3538 gr/ cm3

R = ρ.L/A

3,5 kΩ = ρ x 0,0195 m / 0,0001863 m2

ρ = 0,033446 kΩm

Dengan cara yang sama didapatkan data sebagai berikut :

No.L

(cm)A=1/4πD2(cm2)

V=A.L(

cm3)

Massa

(gr)

Densitas (gr/

cm3)ρ (kΩm)

1. 1,95 1,863 3,634 4,9192 1,3537977 0,0334462. 1,98 1,839 3,642 4,999 1,3726836 0,0325133. 1,9 1,768 3,359 4,8479 1,4432876 0,032566

Tahap pemanggangan

No. L (cm) A=1/4πD2(cm2)V=A.L(

cm3)

Massa

(gr)

Densitas (gr/

cm3)ρ (kΩm)

1. 1,97 1,839 3,623 4,4599 1,2308677 0,0326782. 2,03 1,815 3,685 4,5669 1,239292 0,0312993. 1,95 1,815 3,540 4,3285 1,2227875 0,032583

Kadar abu =

Berat akhirBerat awal

x100 %

=

4,4599 gr4,9192 gr

x 100 %

= 90,66 %

Volatile matter =

Berat awal−berat akhirBerat awal

x100 %

=

4 ,9192−4 , 45994 , 9192

x100 %

= 9,34 %

Dengan cara yang sama diperoleh:

Massa awal (gr) Massa akhir (gr) Kadar abu (%) Volatile matter (%)

4,9192 4,4599 90,66 9,344,999 4,5669 91,36 8,644,8479 4,3285 89,29 10,71

Menentukan Distribusi Ukuran Serbuk

Untuk Ukuran 425 µm

% gram= 1,9120 gr13,0385 gr

x100 %=1444 %

Dengan cara yang sama untuk ukuran yang berbeda diperoleh:

Ukuran Massa % gram

425 µm 1,9120 14,6643300 µm 1,3415 10,2888180 µm 2,9598 22,700590 µm 0,1729 1,3260

Pengamatan Mikrostruktur Grafit Hasil Pemanggangan

Diketahui : n1=58 dan n2 = 12

G = 3,322 log Na-2,95, dimana Na = f(n1 + n2/2)

Perbesaran = 10 x 10 = 100 kali, maka f = 2,0

Sehingga : Na = 2(58+12/2)

Na = 128

G = 3,322 log 128 – 2,95 = 4,05 = 4

Dari table ASTM E-112 diperoleh untuk nilai G = 4, diameter rata-rata butiran =

90 µm.

Untuk perbesaran = 20 x 10 = 200 kali, maka f = 8,0

Diketahui n1 = 25, dan n2 = 6

Sehingga : Na = 8(25+6/2)

Na = 224

G = 3,322 log 224 – 2,95 = 4,85 = 5

Dari table ASTM E-112 diperoleh untuk nilai G = 5, diameter rata-rata butiran =

65 µm. (Tabel terlampir)

Gambar mikrostruktur pelet grafit sesudah pemanggangan

dengan Perbesaran 100 kali

Gambar mikrostruktur pellet grafit sesudah pemanggangan

dengan Perbesaran 200 kali

Gambar mikrostruktur pellet karbon sebelum pemanggangan

dengan Perbesaran 100 kali

VI. PEMBAHASAN

Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari fenomena densifikasi pada

tahap pemanggangan grafit, mempelajari proses pemurnian, menentukan kadar

abu dan volatile matter grafit hasil pemanggangan, mengetahui distribusi ukuran

serbuk, serta menentukan struktur mikro grafit hasil pemanggangan.

Dalam percobaan, pellet hasil kompaksi ditimbang dan dilakukan

pengukuran dimensi serta resistensinya kemudian dilakukan pemanggangan

pada suhu 6000C selama 10 menit dan pellet hasil kompaksi yang akan

dipanggang tadi ditimbun dengan serbuk grafit hingga penuh untuk menjaga

pembakaran agar grafit tidak teroksidasi oleh udara yang nantinya akan

mempengaruhi berat dan sifat lainnya dari grafit.

Pada proses pemanggangan yang dilakukan, terjadi proses densifikasi

(pemadatan-padat), pemurnian dan perubahan struktur kristal dari amorf

menjadi struktur yang lebih teratur. Ketika mengalami proses densifikasi, bahan

grafit mengalami difusi atomic dimana ketika suhu meningkat maka atom-atom

dalam bahan mengalami vibrasi yang lebih energenik sehingga sebagian kecil

dari atom tersebut mengalami perubahan posisi atau gabung bersama dengan

partikel lain yang menyebabkan terjadinya pengurangan porositas atau reduksi

luas permukaan padat-uap. Terjadi pula proses pemurnian dimana atom-atom

pengotor mengalami pergerakan bahkan belum mencapai titik didihnya dapat

melepaskan diri dari sistem serta terjadi pertumbuhan butir. Semakin tinggi

suhu, akan mengakibatkan pengotor-pengotor mengalami penguapan dan

akibatnya bahan semakin murni. Berdasarkan fenomena densifikasi dan

pemurnian tersebut, maka bahan mengalami perubahan karakteristik, yaitu

mengalami perubahan struktur kristal yang akan diamati melalui mikroskop.

Setelah pemanggangan selesai, ditimbang kembali massa grafit, diukur

dimensinya, serta diukur pula resistensinya. Kemudian data yang diperoleh

diolah untuk mengetahui densitas dan tahanan jenisnya. Data disajikan sebagai

berikut.

Tabel 1. Sebelum Pemanggangan

No.L

(cm)A=1/4πD2(cm2)

V=A.L(

cm3)

Massa

(gr)

Densitas (gr/

cm3)ρ (kΩm)

1. 1,95 1,863 3,634 4,9192 1,3537977 0,0334462. 1,98 1,839 3,642 4,999 1,3726836 0,0325133. 1,9 1,768 3,359 4,8479 1,4432876 0,032566

Tabel 2. Setelah Pemanggangan

No. L (cm) A=1/4πD2(cm2)V=A.L(

cm3)

Massa

(gr)

Densitas (gr/

cm3)ρ (kΩm)

1. 1,97 1,839 3,623 4,4599 1,2308677 0,0326782. 2,03 1,815 3,685 4,5669 1,239292 0,0312993. 1,95 1,815 3,540 4,3285 1,2227875 0,032583

Berdasarkan data yang diperoleh dapat dilihat bahwa densitas dan

tahanan jenis yang diperoleh semakin turun. Semakin kecilnya densitas yang

diperoleh setelah pemanggangan kemungkinan dikarenakan oleh benda

mengalami keretakan atau kerapuhan yang memberikan arti pelet rusak akibat

partikel tidak terdistribusi secara merata dan homogen[1]. Sedangkan turunnya

tahanan jenis menunjukkan bahwa struktur mikro bahan hasil sudah mengalami

perubahan membentuk ikatan yang tidak mudah beremigrasi oleh adanya gaya

gerak listrik. Berat jenis disini belum bisa dipakai untuk optimasi distribusi

partikel bahan, sedangkan tahanan listrik yang menjadi rendah bisa

menunjukkan perbaikan kualitas bahan yang diinginkan[1].

Selain dihitung densitas dan tahanan jenisnya, ditentukan pula kadar abu

dan volatile matternya. Data yang diperoleh disajikan sebagai berikut.

Tabel 3. Data Kadar Abu dan Volatile Matter

Massa awal (gr) Massa akhir (gr) Kadar abu (%) Volatile matter (%)4,9192 4,4599 90,66 9,344,999 4,5669 91,36 8,644,8479 4,3285 89,29 10,71

Pengamatan mengenai kadar abu dan voletile matter tersebut merupakan

pengamatan secara kimia dimana kadar abu yang diperoleh cukup tinggi

sehingga ini menunjukkan bahwa zat yang mudah terbakar jumlahnya lumayan

banyak sedangkan zat yang mudah terbang (volatile matter) jumlahnya sedikit ±

10%. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik supaya kadar abu lebih banyak

dan volatile matter lebih sedikit, maka dirasa perlu untuk menaikkan suhu

pemanggangan (suhu pemanggangan pada saat percobaan 6000C sehingga harus

dinaikkan diatas suhu tersebut).

Selanjutnya dilakukan pengamatan terhadap distribusi ukuran serbuk

melalui proses screening dengan ukuran 425 µm, 300 µm, 180 µm, dan 90 µm.

Berdasarkan data yang telah diolah diperoleh grafik berikut.

50 100 150 200 250 300 350 400 4500

5

10

15

20

25

Grafik Distribusi Ukuran Serbuk

Ukuran Serbuk (µm)

% g

ram

Berdasarkan grafik tersebut dapat diketahui bahwa distribusi ukuran

serbuk yang paling tinggi berada pada ukuran 180 µm. Penentuan distribusi

ukuran serbuk ini dimaksudkan untuk mengetahui tingkat kehalusan serbuk

melalui ukuran ayakan yang digunakan [2]. Secara teori seharusnya distribusi

ukuran serbuk semakin tinggi yang menunjukkan semakin halusnya serbuk.

Namun, disini menunjukkan serbuk yang kurang halus sehingga untuk

mengatasi hal ini, maka suhu pada saat pemanggangan perlu dinaikkan.

Setelah diketahui distribusi ukuran serbuknya, maka dilakukan

pengamatan terhadap struktur grafit hasil pemanggangan. Dalam pengamatan

terhadap mikrostruktur pellet grafit hasil pemanggangan, dilakukan dengan

perbesaran 100 kali dan 200 kali, dan apabila dilakukan perbesaran lagi maka

dari hasil percobaan gambar yang diperoleh kurang baik, hal ini dikarenakan

terdapat kotoran pada lensa dengan perbesaran lensa objektif 40 atau perbesaran

400 kali sehingga hanya dilakukan perbesara 100 dan 200 kali. Berdasarkan

hasil perhitungan dan pengamatan yang telah dilakukan diperoleh bahwa

diameter rata-rata butiran pada pellet grafit sesudah pemanggangan untuk

perbesaran 200 kali lebih kecil dibandingkan perbesaran 100 kali. Dimana pada

perbesaran 200 kali diperoleh diameter rata-rata butiran sebesar 65 µm,

sedangkan pada perbesaran 100 kali diperoleh diameter rata-rata butiran sebesar

90 µm. Butiran yang diperoleh terlihat pada gambar pellet grafit sesudah

pemanggangan dimana tidak seluruhnya berwarna hitam, yaitu masih ada warna

putih menunjukkan bahwa pemanggangan yang dilakukan pada suhu 6000 C

menyebabkan karbon berada pada fasa α + grafit sehingga warna putih (daerah

yang berwarna putih) yang terlihat pada gambar merupakan ferrit, bisa pula

warna putih tersebut adalah kandungan silicon di dalamnya sedangkan untuk

warna selain warna hitam dan selain putih menunjukkan bahwa proses

pengamplasan yang dilakukan kurang rata sehingga juga ikut mempengaruhi

hasil pengamatan pada mikroskop. Agar diperoleh hasil yang rata, seharusnya

dilakukan polishing (menggunakan bahan poles seperti pasta gigi atau autosol,

dan aluminium oksida) sebelum dietsa dengan alkohol. Dengan demikian agar

butiran hitam yang diperoleh semakin banyak, maka suhu pemanggangan perlu

ditingkatkan agar fasanya pun ikut berubah.. Selain itu dapat dibandingkan

butiran yang terlihat pada gambar mikro pellet grafit sebelum pemanggangan

dan pellet karbon sesudah pemanggangan pada skala perbesaran 100 kali dimana

butiran berwarna hitam pada grafit sesudah pemanggangan lebih banyak

daripada sebelum melalui proses pemanggangan. Hal ini menunjukkan bahwa

grafit hasil pemanggangan telah mengalami perubahan struktur dimana

strukturnya lebih kuat (akibat adanya densifikasi) dibandingkan sebelum

pemanggangan.

VII. KESIMPULAN

1. Pada proses densifikasi, bahan grafit mengalami difusi atomic dimana ketika

suhu meningkat maka atom-atom dalam bahan mengalami vibrasi yang lebih

energenik sehingga sebagian kecil dari atom tersebut mengalami perubahan

posisi atau gabung bersama dengan partikel lain yang menyebabkan

terjadinya pengurangan porositas atau reduksi luas permukaan padat-uap

sehingga grafit yang dihasilkan akan memiliki struktur yang lebih kuat.

2. Proses pemurnian terjadi dimana atom-atom pengotor mengalami

pergerakan bahkan belum mencapai titik didihnya dapat melepaskan diri dari

sistem serta terjadi pertumbuhan butir dengan demikian dapat merubah

karakteristik grafit.

3. Pada percobaan didapatkan data densitas dan tahanan jenis grafit sebelum dan sesudah pemanggangan sebagai berikut:

Tabel 1. Sebelum Pemanggangan

No.L

(cm)A=1/4πD2(cm2)

V=A.L(

cm3)

Massa

(gr)

Densitas (gr/

cm3)ρ (kΩm)

1. 1,95 1,863 3,634 4,9192 1,3537977 0,0334462. 1,98 1,839 3,642 4,999 1,3726836 0,0325133. 1,9 1,768 3,359 4,8479 1,4432876 0,032566

Tabel 2. Setelah Pemanggangan

No. L (cm) A=1/4πD2(cm2)V=A.L(

cm3)

Massa

(gr)

Densitas (gr/

cm3)ρ (kΩm)

1. 1,97 1,839 3,623 4,4599 1,2308677 0,0326782. 2,03 1,815 3,685 4,5669 1,239292 0,0312993. 1,95 1,815 3,540 4,3285 1,2227875 0,032583

4. Berdasarkan percabaan yang dilakukan diperoleh kadar abu dan volatile

matter grafit hasil pemanggangan sebagai berikut.

Massa awal (gr) Massa akhir (gr) Kadar abu (%) Volatile matter (%)

4,9192 4,4599 90,66 9,344,999 4,5669 91,36 8,644,8479 4,3285 89,29 10,71

5. Mengetahui distribusi ukuran serbuk dominan terjadi pada ukuran 180 µm.

6. Berdasarkan perhitungan diperoleh diameter butir rata-rata struktur mikro

grafit hasil pemanggangan pada perbesaran 200 kali diperoleh diameter rata-

rata butiran sebesar 65 µm, sedangkan pada perbesaran 100 kali diperoleh

diameter rata-rata butiran sebesar 90 µm..

VIII.DAFTAR PUSTAKA

Sajima. 2010. Pembuatan Bahan Struktur Grafit Tahap Pemanggangan.

Yogyakarta : STTN BATAN.

[1]http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/41/003/41003464. pdf (DISTRIBUSI PARTIKEL CALSINE COKE HASIL PEMANGGANGAN 900oC TERHADAP TAHANAN LISTRIK, KEKERASAN DAN KUAT TEKAN)

[2]yefrichan.files.wordpress.com/2010/05/metalurgi-serbuk1.doc

Adjiantoro, Bintang.PENGARUH TEMPERATUR SUPERHEAT TERHADAP

KARAKTERISTIK SERBUK “Sn” HASIL PROSES ATOMISASI

SEMPROT UDARA.pdf

Anonim.KarakterisasiMaterial_Mikrostruktur_Analysis1.pdf

IX. LAMPIRAN

TABEL PENGUKURAN BESAR BUTIR ASTM E112