Logam busa merupakan klas material relatif baru sejak dikenalkan di penghujung tahun 1990-an. Logam busa dapat difabrikasi dengan banyak cara, namun semuanya merupakan muara dari dua metode, yakni metode cair dan metode padat. Pembuatan dari bahan serbuk termasuk metode padat, sebagaimana digunakan di penelitian ini, dikombinasi dengan proses pelarutan bahan pengisi. Serbuk utama adalah Cu-15Zn (kuningan), dan bahan pembentuk pori yang digunakan adalah Potassium carbonate (K2CO3) dan Silica Gel (SiO2). Morfologi logam busa ini termasuk ukuran pori, dicoba dikontrol dengan variasi ukuran butir pengisi dan dua skema sinter.Penelitian ini menggunakan 4 variabel ukuran bahan pengisi; 2,650 mm (SiO2 dengan fraksi massa 30%), serta 840, 542, dan 420 μm (K2CO3 dengan fraksi massa 60%). Setiap bakalan hasil pencampuran dikompaksi dengan tekanan 20 MPa (200 bar) selama 2,5 menit. Diikuti oleh dua skema proses sinter, yaitu 12 sampel dengan temperatur 900ºC selama 45 menit (skema S1) dan 12 sampel dengan skema 850ºC selama 1 jam (skema S2), dengan atmosfir gas nitrogen. Pengisi potassium carbonate dilarutkan dengan air hangat (~65ºC) selama 2 jam dengan cara diaduk secara magnetik, sedangkan pengisi silica gel direndam dalam larutan asam hidrofluorida (HF) dengan konsentrasi 25%.Hasil karakterisasi produk logam busa; dihasilkan ukuran pori dengan rata-rata penyusutan 25%. Terbentuk berbagai jenis pori; pori terhubung (interkonek), pori tertutup, dan pori terbuka. Bentuk sel cenderung bulat mengikuti bentuk pengisi, terdiri dari jenis sel tertutup di sebagian permukaan dan jenis sel terbuka di sebagian besar permukaan. Densitas produk di kisaran ~1,3 g/cm³ untuk pengisi potasium semua ukuran dan ~1,73 g/cm³ untuk pengisi silica gel. Porositas di kisaran ~81% untuk pengisi potasium dan ~76% untuk pengisi silica gel. Dari dua skema sinter, semuanya menghasilkan fasa paduan Cu-15Zn. Konduktivitas listrik hasil skema sinter S1, tertinggi 1,93 [mΩ.m]^-1 pada sampel hasil pembentukan pengisi 0,542 mm, terendah 1,34 [mΩ.m]^-1 hasil pembentukan pengisi 0,841 mm.
Metal foam represents a new class of material, since introduced in the end year of 1990. Metal foam can be fabricated variously, but altogether have just 2 path, namely melt and solid fabrication. Fabrication from powder is one of solid fabrication band which is used in this research, joined with dissolution of filler substance. The main powders are Cu-15Zn, the fillers are potassium carbonates (K2CO3) and silica gel (SiO2). The morphology of porous including pore size tried to be controlled by variation of fillers diameter and sintering schemes.Filler substances are classified into 4 particles size, those are 2.650 mm (30% mass fraction of SiO2) and 840 μm, 542 μm, and 420 μm (60% mass fraction of K2CO3). Each mixture was then compacted with same pressure of 20 MPa ( 200 bar), followed by two sintering schemes, those are 12 samples in 900ºC for 45 minutes (S1 and 12 others samples in 850ºC for 1 hour (S2). The dissolution process of potassium carbonates filler was undertaken in warm water (~65ºC) for 2 hours by magnetic stierring, and silica gel dissolved by soaking in hidrofluorida (HF) acid solution by 25% of concentration.Macrostructure with cell shape tend to circular similar to the shape of fillers. Size shrinkage was observed about ~25% compare to initial filler size. Various pore morphology are formed in i.e. ; interconnected pore, closed pore, and open pore. The densities of metal foams were around ~1.3 g/cm³ for potassium carbonate fillers on all granular size and around ~1.73 g/cm³ for silica gel filler. Porosities were around ~81% for potassium carbonates fillers and ~76% for silica gel fillers. Almost all the samples have Cu-Zn alloys phase. It meant that the sintering schedule are suitable enough for alloying. The smallest electrical conductivity for sinter scheme S1, were 1.93 [mΩ.m]^-1 from filler size 0.542 mm. The largest were 1.34 [mΩ.m]^-1 from 0.841 mm filler size. |
