24
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini dilakukan untuk mengukur nilai sifat mekanis hasil sintesis dan
kualitas hasil sintesis pada bahan dasar kaca laminating dan tempered. Sifat mekanis
yang diukur adalah uji kekerasan (Vickers Hardness), uji kuat tarik dan elongasi, uji
ketebalan. Dari serangkaian kegiatan yang telah dilakukan pada penelitian ini, maka
pada bab ini akan disajikan hasil karakterisasi yang sudah dilakukan.
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Hasil Uji Kekerasan (Vickers Hardness)
Hasil uji kekerasan dengan metode Vickers Hardness pada bahan dasar kaca
tempered dan laminating di laburatorium fisika zat padat ITS. Pengukuran tingkat
kekerasan dengan pemberian beban saat pengambilan data yaitu 2000 gF. Data yang
diperoleh dari hasil pengukuran dengan Vickers Hardness adalah diagonal 1, diagonal 2,
O, dan HVN. Nilai HVN untuk dua titik berbeda ditunjukkan pada Lampiran, nilai
kekerasan masing-masing sampel diperoleh dari rata-rata nilai HVN tersebut.
Dari uji kekerasan diperoleh hasil tabel pada Lampiran kemudian dibuat grafik
antara nilai kekerasan terhadap komposisi (Gambar 4.1) tampak nilai kekerasan semakin
bertambah besar sebanding dengan pertambahan jumlah penambahan SiO2. Hal ini
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
25
dikarenakan penambahan jumlah SiO2 mempengaruhi kekerasan dari sampel. Dan uji
kekerasan dengan Vickers bisa dilihat pada Gambar 4.1 dan 4.2.
Gambar 4.1 Grafik Uji Kekerasan Vickers
Komposisi penambahan SiO2 pada sampel A, B, C, D, E, F, G, H mempunyai
nilai kekerasan yang lebih tinggi yaitu pada sampel F, seharusnya yang paling tinggi
nilai kekerasan yaitu H. Karena menurut teori seharusnya semakin besar jumlah SiO2
maka nilai kekerasannya juga akan semakin tinggi. Hasil inipun sesuai dengan apa yang
dilakukan oleh Adryanta, FT UI, (2008).
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
RA
TA-R
ATA
SAMPEL
Hasil Uji Kekerasan Vickers
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
26
Gambar 4.2. Uji Kekerasan Vickers pada Sampel A
Gambar 4.3. Hasil Uji Kekerasan Vickers pada Sampel A
4.1.2 Hasil Uji Ketebalan
Pada uji ketebalan sampel dilakukan menggunakan Coating Thikness. Setelah
sampel dibuat maka tebal yang akan ditentukan juga dapat diketahui dan diukur.
Ketebalan sampel pada variasi komposisi dapat dilihat pada Tabel 4.1.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
27
Tabel 4.1 Data Pengukuran Tebal pada Variasi Komposisi
Berdasarkan Tabel 4.1 dapat dibuat grafik variasi komposisi terhadap
ketebalan.
Gambar 4.4. Pengaruh Variasi Komposisi terhadap Ketebalan
Berdasarkan Tabel 4.1, variasi komposisi mempunyai ketebalan yang berbeda.
Pada variasi komposisi penambahan SiO2 67,4; 68,4; 69,4; 70,4; 72,4; 73,4; 74,4 dan
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0 2 4 6 8 10
HasiL Uji Ketebalan
HasiL Uji Ketebalan
Sampel Ketebalan (cm) A 0,021 B 0,023 C 0,024 D 0,032 E 0,035 F 0,054 G 0,056 H 0,057
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
28
75,4 % memberikan nilai ketebalan 0,021; 0,023; 0,024; 0,032; 0,035; 0,054; 0,056 dan
0,057 cm. Ketebalan komposisi meningkat seiring dengan peningkatan penambahan
SiO2. Pemurnian (kehomogenitasan) bahan kaca kenyataanya memang memberikan
pengaruh meningkatnya ketebalan dari kaca. Pengolahan bahan baku berkualitas yang
menghasilkan produk kaca yang lebih murni daripada hasil pengolahan sebelumnya
ternyata memberikan peningkatan ketebalan beberapa jenis kaca.( PT.ASAHIMAS
FLAT GLASS Tbk).
Variasi ketebalan kaca terjadi akibat titik didih dan pengaruh jenis campuran
bahan. Proses penguapan akan semakin lambat pada titik didih lebih tinggi begitu pula
sebaliknya proses penguapan akan berlangsung cepat pada campuran bahan yang
berikatan dengan oksigen rendah. Perbedaan ketebalan kaca juga terlihat dari variasi
SiO2. Perlakuan pemanasan bahan campuran kaca dan komponen penyusun lainya dalam
proses pembuatan kaca akan menyebabkan penyerapan air semakin banyak dan
terperangkap pada susunan molekul-molekul penyusun kaca. Mekanisme
pengembangan tersebut disebabkan karena molekul-molekul oksigen dan silica
dipertahankan oleh adanya hydrogen lemah. Atom hidrogen dari gugus hidroksil akan
tertarik pada muatan negatif atom oksigen dari gugus hidroksil yang lain. Bila suhu
naik, maka ikatan hidrogen makin lemah, sedangkan energi kinetik molekul-molekul air
meningkat, memperlemah ikatan hidrogen antar molekul air. Pada sampel kaca yang
mengandung SiO2 terbanyak diantara lainya digunakan untuk bahan baku kaca tersebut,
dimana air lebih banyak yang terperangkap di dalamnya dibandingkan dengan kaca
yang lainya. Hal ini menyebabkan pada setelah proses pengeringan kaca akan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
29
menghasilkan ketebalan plastik yang tinggi. Foto hasil sintesis kaca laminating dan
tempered disajikan pada Gambar 4.5 sampai dengan Gambar 4.11.
Gambar 4.5. Sampel A dengan Ketebalan 0,05 cm
Gambar 4.6. Sampel B dengan Ketebalan 0,05 cm
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
30
Gambar 4.7. Sampel C dengan Ketebalan 0,05 cm
Gambar 4.8. Sampel D dengan Ketebalan 0,32 cm
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
31
Gambar 4.9. Sampel E dengan ketebalan 0,32 cm
Gambar 4.10. Sampel F dengan ketebalan 0,02 cm
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
32
Gambar 4.11. Sampel G dengan ketebalan 0,02 cm
4.1.3. Hasil Uji Tarik dan Elongation
Sifat mekanik yang diuji dalam penelitian ini meliputi kekuatan tarik dan
kemuluran. Analisa kekuatan tarik dan kemuluran kaca dengan variasi komposisi yang
berbeda merupakan faktor penting untuk menentukan sifat mekanik bahan yang
diinginkan. Hasil pengujian didapat load dan stoke. Harga load dalam satuan N dan
stoke dalam m. Hasil pengujian ini diolah kembali untuk mendapatkan kekuatan tarik
dan kemuluran. Sifat mekanik dipengaruhi oleh besarnya kandungan komponen-
komponen penyusun kaca.
Data dari hasil uji tarik digunakan untuk memperoleh nilai kuat tarik (Ultimate
Tensile Strength) dan elongation kaca laminating dan kaca tempered. Kaca laminating
dan kaca tempered menurut Adryanta (2008) tempered glass dan laminating glass
adalah kaca yang diperkuat dengan cara memanaskan kaca sampai titik hampir melebur.
Lalu kedua permukaannya didinginkan secara cepat dengan aliran udara. Dengan bagian
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
33
permukaan kaca akan beradadalam keadaan tarik. Kaca film memiliki perbedaan dengan
kaca lain yaitu pada saat menerima beban yang melebihi kekuatannya. Kaca biasa akan
lebih cepat pecah, sedangkan kaca ini akan mengalami perubahan bentuk terlebih dahulu
seperti bengkok, melendut, atau terpelintir, dan pertambahan panjang. Tempered glass
dan laminating glass mempunyai kuat tarik berkisar 4000 – 100000 kgf/cm dan
perpanjangan berkisar 2,55 – 62,89 % menurut Adryanta (2008). Dalam penelitian ini
kekuatan tergolong baik dan memenuhi standar yang ada, hanya ada 2 sampel yang
tidak masuk ke dalam kisaran standar yaitu diatas 100000 kgf/cm. Kedua sampel
tersebut yaitu kaca sampel A dan sampel B yang masing mempunyai komposisi cullet
paling sedikit dari sampel lainya yaitu 16,8 % dan 17,8 %. Menurut Adryanta (2008)
kaca dapat dibentuk pada suhu 1200 C (cair). Dan cullet (pecahan kaca yang tidak
dipakai lagi) mempengaruhi peleburan sangat cepat sehingga mempengaruhi ketahanan
tarik pada kaca dan ketahanan tekan. Pada uji elongasi seluruh sampel memenuhi
katagori baik menurut Adryanta. Pada keadaan cair kaca sangat mudah dibentuk, dan
pada saat dingin menjadi padat dapat diukur seperti batu. Kaca memiliki sifat rapuh dan
mudah pecah, namun masih memiliki sifat elastis ( kembali ke bentuk semula setelah
lendutan akibat beban). Nilai kuat tarik dan elongasi kaca film pada variasi komposisi
dapat dilihat pada Tabel 4.2.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
34
Tabel 4.2. Data Pengukuran Sifat Mekanik Kaca Film pada Variasi
Komposisi
Berdasarkan Tabel 4.2, dapat dibuat grafik variasi komposisi terhadap kekuatan
tarik dan perpanjangan bisa dilihat pada Gambar 4.12 dan 4.13. Serta hasil uji kuat tarik
dan elongasi bisa dilihat pada Gambar 4.14 dan Gambar 4.15
Gambar 4.12. Pengaruh Variasi Komposisi terhadap Perpanjangan
0.00%
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
25.00%
30.00%
0 2 4 6 8 10
ε (
%)
SAMPEL
Elongation
Sampel σ (kgf/cm) ε (%) A 104439 26,52 B 208878 24,96 C 21633 17,28 D 13010 8,33 E 61167 10,12 F 39592 7,74 G 69347 6,12 H 83551 3,05
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
35
Gambar 4.13. Pengaruh Variasi Komposisi terhadap Kekuatan Tarik
Gambar 4.14. Hasil Uji Elongasi dan Kekuatan Tarik Sampel A - E
0
50000
100000
150000
200000
250000
0 2 4 6 8 10
σ (
kgf/
cm)
SAMPEL
Hasil Kuat Tarik
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
36
Gambar 4.15. Hasil Uji Elongasi dan Kekuatan Tarik Sampel F- H
Hasil uji kemuluran pada Gambar 4.14 dan Gambar 4.15 memperlihatkan bahwa
kemuluran setiap sampel berbeda. Hal ini seiring dengan semakin besar kuat tarik yang
diberikan, maka perpanjangan putus yang dihasilkan besar pula. Perpanjangan
merupakan pertambahan ukuran panjang akibat tarikan yang diberikan oleh bahan.
Presentase perpanjangan putus didefinisikan sebagai presentase panjang maksimum
terhadap panjang semula. Panjang maksimum diperoleh ketika bahan sudah tidak
mampu lagi menambah ukuran panjangnya, yaitu pada saat bahan mengalami deformasi
plastis yaitu melar atau elastik, dan patah. Tegangan tarik terkonsentrasi pada titik pusat
sampel uji, sehingga perpatahan terjadi.
Besarnya gaya tarik luar yang dikenakan pada kaca memberikan dampak secara
langsung terhadap putus tidaknya ikatan antar rantai molekul. Jika energi ikat sudah
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
37
tidak mampu lagi mengimbangi energy eksternal akibat tarikan, maka perpatahan bahan
tidak dapat terelakan.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM
Afif Shidiq Arsana
Top Related