Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Komposit keramik yang berbasis Al2O3 adalah material yang potensial untuk aplikasi temperatur tinggi. Reaksi antarmuka yang terjadi diantara matriks dan penguat penting dan merupakan penentu atau peran kunci dalam kemajuan aplikasi dari komposit keramik. Proses directed metal oxidation (dimox) merupakan salah satu proses pembuatan komposit matriks keramik yang fleksibel dan menawarkan kemampuan untuk membentuk komposit near-net shape dengan bermacam-macam komposisi dan mikrostruktur. Keberhasilan pembuatan komposit Al2O3/Al dengan proses ini dipengaruhi oleh dopant, waktu tahan, temperatur dan atmosfir tempat berlangsungnya proses.Penelitian ini dilakukan dalam rangka menghasilkan komposit matriks keramik yang memiliki sifat mekanik yang baik dan antarmuka yang baik pula sebagai hasil dari reaksi antarmuka matriks dan penguat dalam meningkatkan ketangguhan dari matriks keramik. Temperatur proses yang digunakan 1100°C, 1200°C dan 1300°C dengan lamanya pemanasan 10 jam, 15 jam dan 24 jam untuk lingkungan atm dan temperatur proses yang digunakan untuk lingkungan N2 adalah 1100°C, 1150°C dan 1200°C dengan lamanya pemanasan 15 jam dengan persentase Mg sebagai dopant 5, 8, 10, 12 %. Hasil penelitian menunjukkan kedalaman infiltrasi maksimum dicapai pada waktu tahan proses 24 jam dengan 12% Mg dan temperatur 1300°C sebesar 29,34 mm, densitas maksimum dicapai pada waktu tahan proses 24 jam dengan 8% Mg pada temperatur 1100°C sebesar 3,50 gr/cm3, kekerasan mikro optimum dicapai pada waktu tahan proses 24 jam dengan 8% Mg dan temperatur 1100°C sebesar 1221 VHN, nilai fracture toughness maksimum pada waktu tahan proses 24 Jam dengan persentase 5% Mg dan temperatur 1300°C sebesar 8,25 MPa.m1/2. Reaksi antarmuka yang terbentuk dalam KMK Al2O3/Al adalah Al2O3, MgAl2O4, Mg3N2, AlN, AlSiO and MgSiO3.

---

Al2O3 based ceramic composites are potential materials for advanced temperature applications. Interfacial reaction that °Ccurs between the matrix and the reinforcement is the critical, determinant and the key role in advancing the application of ceramic composites. Directed melt oxidation (dimox) pr°Cess is one of the flexible way to produce ceramic matrix composites that offer the ability to form near-net shape composites in various compositions and microstructures. The successful manufacturing of Al2O3/Al composite using dimox pr°Cess is influenced by the dopant, holding time, temperature and the atmospheric circumstances on the site of the pr°Cess.The research was performed in order to produce ceramic matrix composites that have reliable mechanical properties and good interface as a result of matrix interface and reinforcement reaction in improving the toughness of matrix ceramic. Pr°Cess temperature was set up at 1100 °C, 1200 °C and 1300 °C for 10 hours, 15 hours and 24 hours in furnace atmosphere, while the temperature pr°Cess was set up at 1100 °C, 1150 °C and 1200 °C in N2 atmosphere for 15 hours with the same Mg content various from 5, 8, 10 and 12% wt of Mg as the dopant. The results indicated that the maximum depth of infiltration was 29.34 mm achieved in 24 hours sample with 12% wt of Mg at 1300 °C. Generated density was 3.50 gr/cm3 which was the maximum density after 24 hours of the pr°Cess with 8% wt of Mg at 1100 °C. The optimum microhardness of 1221 VHN was achieved in 24 hours at 1100 °C with 8% wt of Mg. The maximum value of fracture toughness of 8.25 MPa.m1/2 which was achieved in 24 hours for sample with 5% wt of Mg at 1300 °C. The interfacial reaction was analyzed by XRD, content of phase that was formed by Al2O3/Al CMCs were Al2O3, MgAl2O4, Mg3N2, AlN, AlSiO and MgSiO3."

"ABSTRAKPeningkatan efisiensi panas penukar kalor dalam dunia industri dimana bahan logam dan paduan tidak dapat diaplikasikan adalah dengan mengembangkan keramik atau komposit matriks keramik (KMK) sebagai bahan penukar kalor. Silikon karbida (SiC) merupakan bahan dengan konduktivitas panas yang tinggi. Karakter SiC yang brittle dapat diatasi dengan membuat SiC dalam bentuk komposit. Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan keramik komposit SiC dari matriks SiC dengan serat nonwoven SiC yang keduanya dibentuk dari polimer keramik polycarbosilane. Serat nonwoven SiC dibuat dengan teknik electrospinning. KMK dibuat dengan metode infiltrasi polimer. Karakterisasi yang dilakukan adalah morfologi, densitas dan karaktersitik panas serat dan kompositnya. Pada pembuatan serat nonwoven dengan electrospinning dilakukan variasi tegangan proses yang mempengaruhi penurunan ukuran diameter serat yang dihasilkan. Diameter serat mengalami penurunan sebesar 13% dengan penaikan tegangan dari 10 kV ke 12 kV, sedangkan penaikan tegangan dari 10 kV ke 14 kV, diameter serat mengalami penurunan sebesar 33%. Serat yang terbentuk memiliki porositas terbuka yang tinggi dengan densitas yang lebih rendah dari densitas teoritisnya. Porositas terbuka pada serat yang tinggi memberikan keuntungan dalam pembuatan KMK dengan metode infiltrasi polimer. Pendekatan terhadap kapasitas panas spesifik serat dengan kapasitas panas elektron dan kapasitas panas fonon, diperoleh pada serat dengan tegangan 10 kV dipengaruhi kontribusi fonon yang signifikan. KMK dibuat dengan serat nonwoven dan dengan penambahan partikel SiC. Penambahan partikel SiC meningkatkan densitas KMK. Namun porositas terbuka pada KMK dengan partikel SiC relatif lebih tinggi dibandingkan dengan komposit tanpa penambahan partikel. Peningkatan densitas diikuti dengan peningkatan konduktivitas panas KMK. Penambahan partikel SiC mampu meningkatkan karakteristik panas KMK. Peningkatan konduktivitas panas diikuti dengan peningkatan difusivitas panas KMK, dengan nilai tertinggi pada KMK-4PS sebesar 14,00 × 10-6 m2/s dengan jalur bebas rata-rata fonon sebesar 3,62 × 10-9 m. Distribusi temperatur KMK antara perhitungan analitik dengan pendekatan finite element method diperoleh nilai yang sama. Untuk melihat karakteristik distribusi temperatur KMK terhadap waktu dengan data densitas, kapasitas panas dan konduktivitas panas yang diperoleh, KMK dengan difusivitas panas yang tinggi akan mengalirkan kalor lebih cepat sehingga waktu yang diperlukan untuk mencapai temperatur kondisi batas lebih pendek. Waktu tercepat untuk mencapai temperatur kondisi batas terjadi pada KMK-4PS selama 1,36 detik.

---

ABSTRACT

The Ceramic matrix composites (CMC) are used to improve thermal efficiency of industrial heat exchanger where metals and their alloys are limited in corrosion and high temperature environmental. Silicon carbide (SiC) is a ceramic with high thermal conductivity. Its brittle characteristic can be resolved by producing in composite. In this research, the CMC SiC were built from matrix SiC and SiC nonwoven fibers for both which used polymer derived ceramic polycarbosilane. The SiC nonwoven fibers were built by electrospinning process. The composites were built by polymer infiltration method. Fibers and composites morphology, density, and their thermal properties were characterized. Processing nonwoven fibers by electrospinning were varied by its high voltage. The voltage variations showed decreasing fibers diameter for 13% with increasing high voltage from 10 kV to 12kV, and for 33% with increasing high voltage from 10 kV to 14 kV. The fibers showed high open porosity with low densities. Open porosity on the fibers was an advantage in processing composite by polymer infiltration. Approach to fibers heat specific capacity by combination electron heat capacity and phonon heat capacity showed that the fibers which processed by 10 kV highly dependent by phonon characteristic. The CMC were built with nonwoven and addition of SiC particles. The CMC with higher density showed higher thermal conductivity. The SiC particles addition increased the thermal characteristics of the CMC. Increasing of thermal conductivity was followed by increasing its thermal diffusivity. The CMC with higher thermal diffusivity was achieved in the KMK-4PS at 14,00 × 10-6 m2/s with phonon mean free path at 3,62 × 10-9 m. Temperature distributions on the CMC were calculated by analytical calculation that compared to finite element method showed no differences. Correlation of the temperature distribution characteristics of the CMC against time that calculated using their density, heat capacity and thermal conductivity data showed that the heat will flow faster in the CMC with higher thermal diffusivity so that the time to achieved the temperature boundary condition more shorter. The fastest time to achieved the boundary condition temperature occurred in the KMK-4PS at 1,36 seconds."