2012

VOLUME 27 NOMOR 2, AGUSTUS 2012 ISSN 0216 – 3188

AKREDITASI : 442/AU2/P2MI-LIPI/08/2012 Pengantar Redaksi………..................................……..xi Abstrak ……………............................…………..…..….xiii

Penanggung Jawab: Kapuslit Metalurgi – LIPI Dewan Redaksi : Ketua Merangkap Anggota: Ir. Ronald Nasoetion, MT Anggota: Dr. Ir. Rudi Subagja Dr. Ir. F. Firdiyono Dr. Agung Imadudin Dr. Ika Kartika, MT Ir. Yusuf Ir. Adil Jamali, M.Sc (UPT BPM – LIPI) Prof. Riset. Dr. Ir. Pramusanto (Puslitbang TEKMIRA) Prof. Dr. Ir. Johny Wahyuadi, DEA (UI) Dr. Ir. Sunara, M.Sc (ITB) Sekretariat Redaksi: Pius Sebleku, ST Tri Arini, ST Arif Nurhakim, S.Sos Lia Andriyah, ST Penerbit: Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Gedung 470 Telp: (021) 7560911, Fax: (021) 7560553 Alamat Sekretariat: Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Gedung 470 Telp: (021) 7560911, Fax: (021) 7560553 E-mail : [email protected] Majalah ilmu dan teknologi terbit berkala setiap tahun, satu volume terdiri atas 3 nomor.

Pengaruh Konsentrasi x=0,35 terhadap Sifat Listrik dan Magnetik pada Kristal Tunggal La22xSr1+2xMn2O7 Agung Imaduddin...........................................................59 Overview of Density Superconductors

Functional

Theory

for

Andika Widya Pramono dan Anton Suryantoro...........67 Pengaruh Solution Annealing dan Aging pada Kawat Paduan Shape Memory Ni-Ti dan Ni-Ti-Cu Efendi Mabruri, dkk.........................……….........………77 Sifat Mekanis dan Pengerasan Presipitasi Paduan Al-Zn-Mg dengan Variasi Kandungan Cu Selama Aging pada Temperatur 120 °C Abdan Syakuura, dkk......……..………….......................85 Pengaruh Penambahan Mangan Terhadap Sifat Mampu Tempa Paduan Co-35Cr-5Mo untuk Aplikasi Implan Ika Kartika …..…...................................……........…… 95 Model Off-Line untuk Simulasi Proses Pemurnian Baja di Vacuum Tank Degasser (VTD) Zulfiadi Zulhan ……………................…………...….....105 Pengaruh Bahan Perekat dan Waktu Reduksi pada Pembuatan Briket Sponge dari Bijih Besi Lokal Adil Jamali, dkk ……...................................................117 Pembuatan Pigmen Titanium Dioksida dengan Medium Klorida Solihin, dkk ….........................................................…. 127 Pengaruh Media Suspensi Terhadap Proses Ultrasonic Milling pada Partikel Hydromagnesite Eko Sulistiyono, dkk ……............................................ 135 Fabrikasi Nanotubes TiO2 dengan Tingkat Nanokristalinitas Tinggi Melalui Perlakuan Kombinasi Anil dan Pasca-Hidrotermal untuk Aplikasi Sel Surya Tersensitisasi Zat Pewarna Alfian Ferdiansyah, dkk ..............................................141 Pemetaan Tingkat Korosifitas di daerah DKI Jakarta Ronald Nasoetion ….................................................….151 Indeks

x | Majalah Metalurgi, V 27.2.2012, ISSN 0216-3188

PENGANTAR REDAKSI Puji syukur Alhamdulillah Majalah Metalurgi Volume 27 Nomor 2, Agustus 2012 kali ini menampilkan 11 buah tulisan. 5 makalah merupakan hasil penelitian dan 6 makalah merupakan makalah terbaik pada Seminar Metalurgi tahun 2011. Tulisan pertama hasil penelitian disampaikan oleh Agung Imaduddin berjudul “Pengaruh Konsentrasi x=0,35 terhadap Sifat Listrik dan Magnetik pada Kristal Tunggal La22xSr1+2xMn2O7”. Selanjutnya Andika Widya Pramono dan Anton Suryantoro tentang ”Overview of Density Functional Theory for Superconductors”. Solihin dan Kawan-kawan juga menulis tentang ”Pembuatan Pigmen Titanium Dioksida dengan Medium Klorida”. Eko Sulistyono dan Kawan-kawan menulis tentang ”Pengaruh Media Suspensi Terhadap Proses Ultrasonic Milling pada Partikel Hydromagnesite”. Ronald Nasoetion menulis tentang “Pemetaan Tingkat Korosifitas di daerah DKI Jakarta“. Selanjutnya adalah tulisan yang merupakan makalah terbaik pada Seminar Metalurgi tahun 2011. Makalah terbaik yang pertama adalah tulisan yang disampaikan oleh Efendi Mabruri dan Kawan-kawan yang berjudul “Pengaruh Solution Annealing dan Aging pada Kawat Paduan Shape Memory Ni-Ti dan Ni-Ti-Cu”. Selanjutnya Abdan Syakuura dan Kawan-kawan menulis tentang ”Sifat Mekanis dan Pengerasan Presipitasi Paduan Al-Zn-Mg dengan Variasi Kandungan Cu Selama Aging pada Temperatur 120 °C”. Ika Kartika menulis tentang “Pengaruh Penambahan Mangan Terhadap Sifat Mampu Tempa Paduan Co-35Cr-5Mo untuk Aplikasi Implan“. Zulfiadi Zulhan menulis tentang “Model Off-Line untuk Simulasi Proses Pemurnian Baja di Vacuum Tank Degasser (VTD)”. Adil Jamali dan Kawan-Kawan menulis tentang “Pengaruh Bahan Perekat dan Waktu Reduksi pada Pembuatan Briket Sponge dari Bijih Besi Lokal” serta Alfian Ferdiansyah dan Kawan-kawan menulis tentang “Fabrikasi Nanotubes TiO2 dengan Tingkat Nanokristalinitas Tinggi Melalui Perlakuan Kombinasi Anil dan Pasca-Hidrotermal untuk Aplikasi Sel Surya Tersensitisasi Zat Pewarna”. Semoga penerbitan Majalah Metalurgi volume ini dapat bermanfaat bagi perkembangan dunia penelitian di Indonesia.

REDAKSI

Pengantar Redaksi

| xi

xii | Majalah Metalurgi, V 27.2.2012, ISSN 0216-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620.540 Agung Imaduddin (Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI) Pengaruh Konsentrasi x=0,35 terhadap Sifat Listrik dan Magnetik pada Kristal Tunggal La2-2xSr1+2xMn2O7 Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Bahan Mn oksida telah lama diketahui mempunyai sifat magnetoresistance yang besar. Perhatian dunia terutama tertuju pada sifat fisika dari elektron di struktur perovskite. Pada La2-2xSr1+2xMn2O7 (LSMO 327, n=2) yang mempunyai lapisan Mn-O yang berdekatan 2 lapis, mempunyai sifat magnetoresistance yang terbesar (colossal magnetoresistance, CMR) dibandingkan grup n=1, maupun n=. Untuk menyelidiki sifat CMR ini, kami melakukan analisa sifat kelistrikan dan kemagnetannya dengan mengukur hambatan jenis, magnetisasi dan magnetoresistance. Dari hasil analisa diketahui bahwa sifat magnetoresistance pada sampel terlihat paling besar pada suhu sekitar 120 K. Pada suhu diatas 121 K, material ini memiliki sifat isolator dan paramagnetik. Dan pada suhu dibawah 121 K, material ini memiliki sifat konduktor dan ferromagnetik. Pengukuran magnetoresistance dengan arus listrik yang sejajar dengan bidang ab memperlihatkan magnetoresistance yang lebih besar dari magnetoresistance dengan arus listrik yang sejajar dengan sumbu c. Kata kunci : Magnetoresistance, LSMO 327, La2-2xSr1+2xMn2O7, Kristal tunggal, Sifat listrik dan magnet Effect of Consentration of x=0.35 on the Electric and Magnetic Properties Of La2-2xSr1+2xMn2O7 Single Crystal. Mn-oxide materials have long been known to have large magnetoresistance properties. The world's attention increasingly focused on the structure of perovskite especially on the Mn-oxide material, to study the physical properties of the electron. La 2-2xSr1 xMn2O7 (LSMO 327, n = 2) which has 2 layers of Mn-O adjacently having the largest magnetoresistance properties (Colossal magnetoresistance, CMR) than in group of n = 1, and n = . To investigate the nature of CMR, we analyzed the electric and magnetic properties by measuring resistivity, magnetoresistance and magnetization. According to the result, the sample is seen to have largest magnetoresistance properties at around 120 K. At temperature above 121 K, this material has isolating and paramagnetic properties. At temperature below 121 K, this material has conducting and ferromagnetic properties. Magnetoresistance measurements with the electric current parallel to the ab-plane shows the larger magnetoresistance than the magnetoresistance with the electric current parallel to the c-axis. Keywords : Magnetoresistance, LSMO 327, La2-2xSr1+2xMn2O7, Single crystal, Electric dan magnetic properties

Abstrak

| xiii

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620.1 Andika Widya Pramono dan Anton Suryantoro (Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI) Sekilas Tentang Teori Fungsional Kerapatan Elektron pada Superkonduktor Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Teori fungsional kerapatan elektron atau density functional theory (DFT) digunakan untuk menjelaskan interaksi elektron pada material superkonduktor. Makalah ini membahas aspek mendasar untuk inisiasi penggunaan DFT, seperti aproksimasi kerapatan lokal atau local density approximation (LDA) serta transformasinya menjadi sistem yang bergantung terhadap waktu atau time dependent system (TDDFT) dan kondisi superkonduktif atau superconducting state (SCDFT). Teorema Hamiltonian dan Kohn-Sahm dipergunakan untuk menghitung energi sistem yang berinteraksi maupun yang tidak berinteraksi. Persamaan Schrödinger yang independen terhadap waktu diselesaikan untuk mengetahui posisi elektron terisi maupun tidak terisi serta respon mereka terhadap pengaruh eksternal seperti medan optik. Pemodelan menghasilkan konstruksi dari LDA superkonduktor. Kata kunci : Teori fungsional kerapatan elektron, Aproksimasi kerapatan lokal, Sistem Hamiltonian, Teorema Kohn-Sahm, Superkonduktor

Overview of Density Functional Theory for Superconductors The density functional theory (DFT) has been utilized to describe the electron interaction in superconducting materials. This paper discusses the fundamental aspects to begin with the DFT, including local density approximation (LDA) as well as its necessary transformation into time dependent system (TDDFT) and superconducting state (SCDFT). The Hamiltonian and Kohn-Sahm theorems along with Helmann-Feymann theorem are utilized to yield the energy of interacting and non-interacting systems. The procedures begins with the utilization of time-independent Schrödinger equation which is solved for occupied and unoccupied states. The equation is also computed against linear and non-linear responses of the material system to the external forces such as optical field. The results indicate construction of an LDA for superconductors. Keywords : Density functional theory, Local density approximation, Hamiltonian system, Kohn-Sahm theorem, Superconductor

xiv | Majalah Metalurgi, V 27.2.2012, ISSN 0216-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620.1 Efendi Mabruri1), Bambang Sriyono1), Bintang Adjiantoro1), D.N.Adnyana2) (1)Pusat Penelitian MetalurgiLIPI, 2)Balai Besar Teknologi Kekuatan dan Struktur-BPPT) Pengaruh Solution Annealing dan Aging pada Kawat Paduan Shape Memory Ni-Ti dan Ni-Ti-Cu Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Penelitian pengaruh solution annealing dan aging pada paduan shape memory NiTi dan NiTiCu telah dilakukan. Paduan dalam bentuk kawat dibuat dengan rangkaian proses peleburan vakum, pengepresan panas, pengerolan panas, penarikan kawat dan perlakuan panas (solution annealing dan aging). Pengujian yang dilakukan meliputi uji termal DSC, uji XRD dan uji tekuk panas untuk mengukur shape memory effect (SME). Hasil percobaan menunjukkan bahwa kawat paduan Ni-Ti-Cu (Ni-49,7Ti-9,2Cu) memiliki SME satu arah yang lebih tinggi dibandingkan dengan kawat Ni-Ti (Ni-48,8Ti) baik pada kondisi solution annealing maupun aging. Kawat NiTi pada kondisi solution annealing memiliki SME dua arah yang lebih besar dari pada kawat NiTi pada kondisi aging. Sedangkan pada kawat NiTiCu, kondisi paduan (solution annealing dan aging) relatif tidak berpengaruh terhadap SME dua arah. Penambahan Cu di dalam paduan Ni-Ti berpengaruh lebih besar terhadap SME dua arah pada kawat dalam kondisi aging dibandingkan pada kawat dalam kondisi solution annealing. Kata kunci : Paduan shape memory, Nikel-titanium, Nikel-titanium-tembaga, Solution annealing dan aging, Shape memory effect

The Influence of Solution Annealing and Aging on Ni-Ti and Ni-Ti-Cu Shape Memory Alloy Wire The influence of solution annealing and aging on NiTi and NiTiCu shape memory alloy has been investigated. The alloys in wire form were fabricated through vacum arc melting, hot pressing, hot rolling, wire drawing and finally heat treating of solution annealing dan aging). The alloy wire was characterized by thermal analysis (DSC), XRD and bending-heating test to measure the shape memory effect (SME). The experimental results showed that the Ni-Ti-Cu wire (Ni-49.7Ti-9.2Cu) exhibited one-way SME higher than that of the Ni-Ti wire (Ni-48.8Ti) in both conditions of solution annealed and aged. The two-way SME exhibited by solution annealed NiTi wire was larger than that exhibited by aged NiTi wire. With respect to NiTiCu wire, the alloy conditions (solution annealed and aged) relatively had no effect on the two-way SME of the alloy. Finally, it was found that the effect of Cu on two-way SME was larger in the aged Ni-Ti alloy than in solution annealed Ni-Ti alloy. Keywords : Shape memory alloys, Nickel-titanium, Nickel-titanium-copper, Solution annealing dan aging, Shape memory effect

Abstrak

| xv

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620 Abdan Syakuura1), Bondan T. Sofyan1), Simon P. Ringer2) (1)Departemen Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik Universitas Indonesi, 2)Australian Centre for Microscopy and Microanalysis (ACMM), the University of Sydney, Australia) Sifat Mekanis dan Pengerasan Presipitasi Paduan Al-Zn-Mg dengan Variasi Kandungan Cu Selama Aging pada Temperatur 120 °C Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Paduan aluminium-seng-magnesium-tembaga memiliki aplikasi penting dalam industri penerbangan. Pengaruh Cu terhadap sifat mekanis dan presipitasi dilakukan melalui investigasi sistematis terhadap paduan Al-Zn-Mg-Cu dengan 20 variasi komposisi (kisaran konsentrasi Cu 0,4-1,6 at. % dan Zn (= konsentrasi Mg 1,7-3,0 at. %) selama aging pada temperatur 120 °C. Unit dapur induksi vakum VTC 200 digunakan untuk mempersiapkan semua paduan. Mikrostruktur hasil pengecoran diamati dengan mikroskop optik. Pengukuran kekerasan dilakukan pada sampel dengan beberapa variasi waktu aging untuk mendapatkan kurva age hardening dan mengungkap pengaruh Cu dalam paduan Al-Zn-Mg. Karakterisasi dengan SEM dan EDS dilakukan untuk mengungkap evolusi mikrostruktur presipitat. Perbandingan kurva kekerasan menunjukkan bahwa penambahan Cu memberikan efek peningkatan kekerasan cukup signifikan hingga komposisi Zn dan Mg mencapai 2,5 at. %. Pada kadar Zn dan Mg yang tinggi (2,9 at. %) pengaruh Cu tidak lagi signifikan di dalam paduan. Fasa berwarna putih yaitu CuMgAl2, atau CuAl2, atau Al7Cu2Fe (bila mengandung Fe). Fasa ini semakin meningkat dengan penambahan kadar Cu dalam paduan. Kata kunci : Paduan Al-Zn-Mg-Cu, Pengecoran induksi vakum, Pengerolan panas, Age hardening Mechanical Properties and Precipitation Hardening of Al-Zn-Mg Alloys With Variation in Cu Content During Ageing at 120 °C Aluminium-zinc-magnesium-copper alloys have an important role in aerospace industry. A systematic investigation has been done to explore microstructural evolution in Al-Zn-Mg-Cu alloys with the variation in composition (range of concentration of Zn (= Mg concentration) is 1.7-3.0 at. % and Cu in the range of 0.41.6 at. %) during ageing at temperature of 120 oC. An induction vacuum casting unit VTC200 was employed to prepare all Al alloys. Casting microstructures was evaluated by using optical microscopy Hardness test was performed on the aged samples to obtain the hardness curve and to reveal the influence of Cu addition on Al-Zn-Mg alloys. SEM and EDS characterization was performed to understand the precipitation microstructure evolution. Copper addition gives a significant effect on the increasing of the hardness up to 2.5 at. % of Mg and Zn (Fig. 1). In high levels of Zn and Mg content (2.9 at. %), Cu effect was no longer significant in the alloys. The white phase precipitate indicated the presence of CuMgAl2, or CuAl2, or Al7Cu2Fe if it contains Fe (Fig 2). These phases tend to increase with the Cu addition in the alloys. Keywords : Al-Zn-Mg-Cu alloys, Induction vacuum casting, Hot rolling, Age hardening

xvi | Majalah Metalurgi, V 27.2.2012, ISSN 0216-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620 Ika Kartika (Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI) Pengaruh Penambahan Mangan Terhadap Sifat Mampu Tempa Paduan Co-35Cr-5Mo untuk Aplikasi Implan Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Paduan Co-Cr-Mo dalam aplikasinya lebih banyak digunakan sebagai material implan sebagai contoh untuk pengganti tempurung atau sambungan tulang pinggul. Penambahan Ni dalam paduan tersebut akan meningkatkan sifat mampu bentuknya, akan tetapi unsur nikel bersifat alergi terhadap tubuh manusia. Oleh karenanya mangan akan dicoba untuk dapat menggantikan fungsi unsur nikel dalam paduan Co-Cr-Mo sebagai paduan implan. Pada penelitian ini akan dipelajari sifat mampu tempa dari paduan Co-35Cr-5Mo tanpa dan dengan penambahan Mn secara bervariasi sebesar 0,2-0,4-0,6-0,8-1(% berat). Diagram fasa dari paduan Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-20% berat) dikalkulasi dengan menggunakan data base dalam ThermoCalc. Ingot paduan Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-1% berat) diperoleh melalui proses peleburan dan pemaduan menggunakan tungku busur listrik dalam kondisi vakum pada temperatur di atas 1400 ºC. Proses homogenisasi kemudian dilakukan menggunakan tungku vakum yang dialiri gas argon dengan kemurnian tinggi pada temperatur 1200 ºC selama 24 jam. Hasil proses tempa pada T =1250 ºC menunjukkan bahwa ingot paduan Co-35Cr-5Mo-0,4Mn tidak menghasilkan retak yang sangat signifikan bila dibandingkan dengan paduan tanpa dan dengan variasi penambahan mangan lainnya. Hasil XRD menunjukkan bahwa fasa γ (fcc), fasa ε (hcp) dan fasa σ terkandung pada semua paduan Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-1% berat). Hasil metalografi memperlihatkan adanya presipitasi fasa σ dalam batas butir austenit, dan beberapa striasi dalam butir austenit. Striasi dimungkinkan adalah fasa ε dan deformation twinning. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa paduan Co-35Cr-5Mo-0,4Mn memiliki sifat mampu tempa yang baik. Striasi dan adanya fasa σ mengarah terhadap rendahnya sifat mampu tempa dari paduan tersebut. Kata kunci : Paduan Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-1% berat), Material implan, Variasi penambahan Mn, Sifat mampu tempa, Striasi, fasa γ (fcc), Fasa σ, Fasa ε (hcp)

The Effect of Mn Addition on Forging Ability Of Co-35Cr-5Mo Alloy for Implant Applications The applications of Co-Cr-Mo alloys are widely used as an implant material such as knee and hip joint. Subject of this research relates to the forge ability of Co-35Cr-5Mo without and with various addition of Mn approximately 0.2-0.4-0.6-0.8-1 (weight %). Co-35Cr-5Mo-xMn (0-20 weight %) phase diagram is calculated using data base in the Thermo-Calc software. Co-35Cr-5Mo-xMn (0-1 weight %) alloy ingots are obtained through melting and solidifying process using tri arc melting at vacuum condition at temperature above 1400 ºC. Homogenizing is carried out using vacuum furnace with high purity argon gas at temperature 1200 ºC for 24 h. After forging process at T = 1250 ºC, Co-35Cr-5Mo-0.4Mn alloy ingot does not obtain any significant cracking when compared to others. XRD results reveal that ε phase and σ phase consist in all Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-1 weight %) alloys. Metallography examinations show precipitations of σ phase along austenite grain boundaries and striations in the interior of austenite grains. Striations are to be expected as ε phase or deformation twinning. From this research study concludes that Co-35Cr-5Mo-0.4Mn is suitable for forging process. The existence of striation and σ phase lead to the low grade of forging ability in these alloys. Keywords : Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-1weight %) alloy, Implant material, Various addition of Mn, Forging ability, Striation, γ phase (fcc), σ phase, ε phase (hcp)

Abstrak

| xvii

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620.17 Zulfiadi Zulhan (Program Studi Teknik Metalurgi, Institut Teknologi Bandung) Model Off-Line untuk Simulasi Proses Pemurnian Baja di Vacuum Tank Degasser (VTD) Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Teknologi vacuum tank degasser (VTD) telah diaplikasikan di industri baja untuk menghasilkan produk baja yang berkualitas tinggi terutama untuk produk-produk yang mempunyai kandungan gas-gas terlarut (hidrogen dan nitrogen) rendah, serta kandungan karbon dan sulfur sangat rendah. Model off-line dikembangkan untuk mensimulasikan tahapan proses yang terjadi pada proses VTD yaitu mulai dari ladle tiba di VTD, proses pemvakuman, flooding hingga baja selesai diperlakukan di VTD. Selain itu, model ini dapat digunakan sebagai Level 2 process control yang dilakukan secara on-line. Perubahan temperatur, komposisi karbon, gas-gas terlarut, sulfur, serta kemungkinan terjadinya boiling di VTD sebagai fungsi waktu dapat diprediksi dengan model off-line ini. Kata kunci : VTD, Degassing, Dekarburisasi, Desulfurisasi, Waktu perlakuan, Boiling

Off-Line Model for Refining Steel Process Simulation in Vacuum Tank Degasser (VTD). Vacuum Tank Degasser (VTD) has been applied in industry to produce high quality steel especially for steel products which have low hydrogen and nitrogen contents as well as ultra low carbon and sulphur contents. An off-line model was developed and presented in this paper to simulate process steps to be performed on VTD starting from ladle arriving treatment position, vacuum treatment, flooding till treatment end. Furthermore, this off-line model could be used as Level 2 automation control system for operator guider. Steel temperature, carbon, nitrogen, hydrogen and sulphur contents and the possibility for steel boiling during vacuum treatment can be predicted using this model. Keywords : VTD, Degassing, Decarburization, Desulphurization, Treatment time, Boiling

xviii | Majalah Metalurgi, V 27.2.2012, ISSN 0216-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620.17 Adil Jamali, Fika Rofiq Mufakhir, Muhammad Amin (UPT Balai Pengolahan Mineral Lampung LIPI) Pengaruh Bahan Perekat dan Waktu Reduksi pada Pembuatan Briket Sponge dari Bijih Besi Lokal Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Besi sponge merupakan produk antara dalam pembuatan besi-baja melalui proses reduksi langsung bijih besi. Dalam penelitian ini dibuat besi sponge dari bijih besi lokal yang hasilnya dapat dimanfaatkan oleh industri besar ataupun industri kecil yang menggunakan dapur kupola. Metode yang digunakan adalah eksperimen laboratorium untuk menentukan kondisi proses yang optimal dalam pembuatan briket sponge. Dari percobaan yang dilakukan pada temperatur reduksi 1150 °C, untuk perekat bentonit diperoleh sponge dengan metalisasi optimal sebesar 96% dengan waktu reduksi 40 menit. Briket sponge dengan perekat aci mengalami metalisasi sedikit lebih baik dari briket berperekat bentonit. Yaitu 84,26 % dibanding 83,59 % pada reduksi 60 menit, dimana berat jenis lebih besar 4,87 g/cm3 dibanding 3,37 g/cm3, dimana pengotor lebih kecil namun mudah pecah. Briket sponge-bentonit mempunyai titik leleh 1522 °C, berhasil dilebur ditungku induksi listrik pada temperatur 1541 °C. Pada titik lebur sponge tersebut kupola udara dingin diperkirakan belum mampu untuk digunakan melebur sponge, dalam hal ini diperlukan kupola udara panas. Temperatur reduksi yang relatif rendah (1150 °C), dimaksudkan untuk mempermudah penyediaan peralatan reduksi dan pengoperasiannya. Prospek hasil penelitian ini adalah bahwa briket sponge dengan perekat bentonit berpeluang besar menjadi umpan kupola, karena secara fisik tidak mudah pecah. Briket sponge berperekat aci berpeluang sebagai umpan tungku induksi listrik , karena akan menghasilkan slag yang lebih sedikit disebabkan perekat akan menguap dalam pemanasan. Briket yang mudah pecah dapat digerus menghasilkan sponge halus untuk penggunaan dalam pengolahan air buangan. Kata kunci : Briket, Bentonit, Aci, Besi sponge, Bijih besi

Effect of Binder and Reduction Time in The Preparation of Sponge Iron Briquette from Local Iron Ore Sponge Iron is an intermediate product in Iron and Steel production through Direct Reduction process of iron ore. In this experiment, sponge iron was made from local iron ore as feed for big Industry and small one that use cupola furnace. The method used was laboratory experiment to find optimum process condition on sponge Iron briquette preparation. From experiment at 1150 degree C , reduction time 40 minutes using bentonite as binder, the optimum sponge metalization of 96% was obtained. Sponge briquette with starch binder has a slightly better metalization compared to sponge with bentonite binder. Namely 84.26 % and 83.59 % respectively at 60 minutes redution time. The densities are 4.87 g/cm3 and 3.37 g/cm3 respectively. Although starch binded sponge contain less impurities, it is more brittle than bentonite binded sponge. Bentonite binded sponge which has a melting point of 1522 degree C was melted in induction furnace at 1541 degree C. It is predicted that melting at these temperature using cupola furnace will require a hot blast instead of cold blast cupola. The relatively low reduction temperature of 1150 degree C used in the experiment was chosen so that reduction equipment was easy to build and operated. The prospect of the experimental results is that bentonite binded sponge would be suitable as feed of cupola melting furnace due to its better crushing strength. Starch binded sponge is suitable for induction furnace feed , due to its small impurities that will produce a minimum slag. The britle and easily disintegrated starch binded sponge when pulvuriced to powder can be used in waste water treatment. Ke ywords : Briquette, Bentonite, Starch, Sponge iron , Iron ore

Abstrak

| xix

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620.1 Solihin, Nurhayati Indah Ciptasari, Tri Arini (Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI) Pembuatan Pigmen Titanium Dioksida dengan Medium Klorida Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Indonesia memiliki cadangan bijih ilmenit yang melimpah. Pengolahan bijih ilmenit melalui jalur hidrometalurgi telah dapat menghasilkan pigmen titanium dioksida. Hasil penelitian menunjukkan bahwa unsur besi dalam ilmenit dapat dihilangkan menggunakan media klorida sehingga didapat titanium dioksida dengan konsentrasi yang cukup tinggi. Ukuran butiran dan konsentrasi asam, mempengaruhi penghilangan unsur besi. Semakin halus butiran dan semakin tinggi konsentrasi asam, semakin banyak unsur besi yang bisa dihilangkan. Pada konsentrasi asam klorida 37 ukuran butiran -200 mesh dan temperatur 100 °C kadar TiO2 dapat ditingkatkan menjadi 88 %. ° Kata kunci : Titanium dioksida, Ilmenit, Pelindian, Asam klorida

Making Titanium Dioxide through Chloric Acid Leaching Indonesia posses huge amount of ilmenit deposits. The ilmenite can be processed to produce titanium dioxide through hydrometallurgical method . The experimental results shows that the iron content in ilmenite can be eliminited through chloric acid leaching, leaving high concentration titanium dioxide as the product. The particle size of ilmenite and chloric acid concentrations affects the elimination rate of iron. The smaller the particle size and the higher the acid concentrations, the higher amount of iron can be eliminated. At 37 % Chloric acid, -200 mesh particle size and 100 °C, the concentrations of TiO2 can be increased up to 88 %. Keywords : Titanium dioxide, Ilmenit, Leaching, Chloric acid

xx | Majalah Metalurgi, V 27.2.2012, ISSN 0216-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620 Eko Sulistiyono1) , Azwar Manaf Fisika, F.MIPA-UI )

2)

dan F.Firdiyono1) (1)Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI, 2)Departemen

Pengaruh Media Suspensi Terhadap Proses Ultrasonic Milling pada Partikel Hydromagnesite Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Telah dilakukan kegiatan penelitian pembuatan hidromagnesit e e e dengan ukuran butiran nanometer dari mineral dolomit, dengan menggunakan media aquabidest, ethanol absolute dan ethylene glycol. Pada penelitian ini bahan baku hydromagnesite diperoleh dari proses ekstraksi dari mineral dolomit melalui proses kalsinasi parsial, hydrasi dan karbonisasi. Percobaan pertama mencari pengaruh ultrasonik milling terhadap kenaikan temparatur media suspensi dengan tiga media pada konsentrasi 2 % dengan waktu proses 40 menit. Hasil percobaan pertama menunjukkan bahwa proses ultrasonic milling yang paling baik adalah dengan media ethylene glycol . Hal ini dapat dibuktikan dengan adanya kenaikan temperatur dan hasil analisis SEM. Hasil akhir percobaan dapat diperoleh kesimpulan bahwa penggunaan media ethylene glycol mampu menghasilkan partikel ukuran nano dalam bentuk suspensi. Hasil pengukuran dengan Delsa Nano diperoleh hasil terbaik ukuran butiran (23- 95) nm dengan menggunakan pelarut ethylene glycol dan waktu ultrasonic milling adalah 16 menit. Kata kunci : Ultrasonik milling, Aquabidest, Ethanol absolute, Erthylene glycol, Hydromagnesite, Nano material

The Influence of Suspension Media on Ultrasonic Milling Process in Particle Hydromagnesite Research activities have been done to make nano size particles of hydromagnesite from dolomite mineral with ultrasonic milling equipment in the aquabident media or ethanol abosulte media or ethylene glycol media. In the research work the raw material of hydromagnesite was obtained from the extraction process of dolomite mineral with partial calcination, hydrationand carbonization processes. The first step of the process was runin 40 minute. The first experimental result showed that the best contotion of ultrasonic millingprocesswas in the ethylene glycol media. It can be evidenced from the increasing of temperature and result of SEM anaslysis. The final result can be concluded that in the ethylene glycol media can produced nano particle size of hydromagnesite e e e in the suspension. Particle size analysis using Delsa Nano shown that the process wich will held in ethylene glycol media with 16 minute for run time will produce that best size (23 – 95) nm. Keywords : Ultrasonic milling, Aquabidest, Ethanol absolute, Erthylene glycol, Hydromagnesite, Nano material

Abstrak

| xxi

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 541.37 Alfian Ferdiansyah1), Akhmad Herman Yuwono1), Nofrijon Sofyan1), Indriana Kartini2), Tego Hadi Pujianto1), Badrul Munir1) (1)Departemen Metalurgi dan Material, Fakutas Teknik Universitas Indonesia, 2) Departemen Kimia, Fakutas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gajah Mada) Fabrikasi Nanotubes TiO2 dengan Tingkat Nanokristalinitas Tinggi Melalui Perlakuan Kombinasi Anil dan Pasca-Hidrotermal untuk Aplikasi Sel Surya Tersensitisasi Zat Pewarna Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Dewasa ini struktur nanotubes telah mendapat perhatian yang sangat besar karena memiliki rasio luas permukaan yang tinggi. Hal ini penting dalam aplikasinya sebagai elektroda sel surya tersensitasi zat pewarna (dye sensitized solar cell, DSSC). Pada penelitian ini telah difabrikasi nanotubes TiO2 melalui teknik hidrotermal standar dimana serbuk nano TiO2 P25 Degussa dilarutkan pada larutan alkalin sodium hidroksida berkonsentrasi tinggi di dalam otoklaf tersegel. Untuk meningkatkan nanokristalinitas, dilakukan sebuah modifikasi dimana proses anil konvensional dikombinasikan dengan pasca hidrotermal. Detail struktur, morfologi dan kristalinitas diuji dengan XRD, spektroskopi Raman, SEM dan TEM, sedangkan sifat optik dari nanotubes diinvestigasi dengan spektroskopi UV-Vis. Hasil investigasi menunjukkan bahwa dengan memberikan kombinasi anil konvensional dan pasca hidrotermal pada nanotubes, nanokristalinitas dapat ditingkatkan secara signifikan dan pada saat yang sama integritas struktur rongga (hollow) tetap terjaga. Untuk sampel nanotubes yang sebelumnya diberikan anil 150 °C, ukuran kristalit anatase bertambah dari 6,93 sampai 7,82 nm setelah perlakuan pasca-hidrotermal 80-150 °C. Peningkatan nanokristalinitas lebih signifikan ditunjukkan ketika temperatur anil dinaikkan sampai 300°C kemudian dilanjutkan pascahidrotermal yang sama, menghasilkan peningkatan ukuran kristalit mulai dari 17,20 sampai 18,30 nm. Energi celah pita yang dihasilkan nanotubes berbanding terbalik dengan ukurun kristalit, dimana nilai terendah sebesar 3,19 eV didapatkan dari ukuran kristalit terbesar yaitu 18,30 nm. Nanotubes ini juga memberikan sirkuit tegangan terbuka pada divais DSSC hasil fabrikasi sebesar 108 mV. Kata kunci : TiO2, Nanotubes, Pasca hidrotermal, Nanokristalinitas, DSSC Fabrication of Highly of Pre-Annealing and Application

Nanocrystalline TiO2 Nanotubes Through a Hydrothermal Treatment for Dye Sensitized

Combination Solar Cell

In the recent years TiO2 nanotube structure has attracted a great attention due to its very high surface area to volume ratio. This property plays an important role on the dye sensitized solar cell electrodes applications. In this study, TiO2 nanotubes have been fabricated through hydrothermal technique by dissolving Degussa P25 TiO2 nanopowder in a highly concentrated alkaline solution of sodium hydroxide into a sealed autoclave. In order to improve nanocrystallinty of TiO2 nanotubes structure, a modification was made by combining conventional annealing process and hydrothermal post. Details of the structure, morphology and crystallinity of products were analized by XRD, Raman spectroscopy, SEM and TEM, while the optical properties of the nanotubes was examined by UV-Vis spectroscopy. The investigation result showed that enhancing nanocrystallinity while at the same time maintaining the integrity of the nanotube hollow structure can be obtained by the combined process of conventional annealing and post-hydrothermal treatment. For the nanotube samples which have been previously annealed at 150 °C, the crystallite size of anatase TiO2 increased from 6.93 to 7.82 nm after post-hydrothermal treatment of 80-150 °C. A more significant enhancement in the nanocrystallinity can be achieved when the annealing temperature was raised to 300 ° C, followed by post-hydrothermal. This resulted in the crystallite size of anatase TiO2 nanotubes increased from 17.20 to 18.30 nm. The band gap energy of resulting nanotubes is inversely proportional to crystallites size, where the lowest value of 3.19 eV obtained from the largest crystallite size is 18.30. In the DSSC fabrication device, this nanotubes also shown the highest open-circuit voltage of 108 mV. Keywords : TiO2, Nanotubes, Hydrothermal post, Nanocrystallinity, DSSC (dye sensitized solar cell)

xxii | Majalah Metalurgi, V 27.2.2012, ISSN 0216-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 616.212 Ronald Nasoetion (Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI) Pemetaan Tingkat Korosifitas di daerah DKI Jakarta Metalurgi, Vol 27 No. 2 Agustus 2012 Global warming dan pencemaran udara yang diakibatkan oleh tumbuh pesatnya industri dan kendaraan bermotor akhir-akhir ini, serta bertambahnya populasi jumlah penduduk, akan meningkatkan tingkat korosifitas lingkungan. Akan tetapi seberapa besar tingkat korosifitas ini belum diketahui secara pasti. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur tingkat korosifitas lingkungan udara beberapa lokasi di daerah DKI Jakarta untuk kondisi lingkungan antara lain : tepi pantai, industri, perkotaan dan perumahan. Studi penelitian ini lebih terfokus pada faktor-faktor yang mempengaruhi laju korosi logam di udara, seperti faktor cuaca dan materi pencemaran udara; gas buangan industri dan ion klorida yang berasal dari laut. Laju korosi logam baja karbon untuk keperluan industri seperti struktur serta keperluan umum lainnya diukur secara periodik dengan metoda kehilangan berat. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa tingkat korosifitas tertinggi adalah tepi pantai dengan laju korosi rata-rata 20,02 mdd. Untuk daerah industri, laju korosi rata-rata adalah 11,04 mdd , daerah perkotaan rata-rata 4,79 mdd dan daerah perumahan rata-rata 5,35 mdd. Dari hasil ini dapat dipetakan kondisi lingkungan dari beberapa lokasi di daerah DKI Jakarta. Kata kunci : Global warning, Laju korosi, Metoda kehilangan berat, Korosifitas, Pemetaan korosi

Corrosion Mapping of Corrosivity Level in DKI Jakarta Global warming and contamination of enviromental will increase degree of corrosivity due to industrial growing, motor vehicles consuming and urban populating. On the other hand, degree of corrosivity due to those conditions is still unmeasurable. The aim of this research is measuring degree of athmospheric corrosivity of several locations in DKI Jakarta at various area such as : marine, industrial, urban and rural. This study concern to various factors that affect to metal corrosion rate in atmospheric, such as : climated factors, polutant, waste gas and ion chloride from sea water. Corrosion rate of various metal for structures or process tools of industries is measured periodically by weight loss method. The result of this research shown that the high corrosivity is at marine area with the average of corrosion rate around 20.02 mdd. The average corrosion rate at industries environment, cities and urbans are around 11.04 mdd, 4.79 mdd and 5.35 mdd, respectively. From this research, degree of corrosivity could be mapped at several locations in DKI Jakarta. Keywords : Global warning, Corrosion rate, Weight loss method, Corrosivity, Corrosion mapping

Abstrak

| xxiii

xxiv | Majalah Metalurgi, V 27.2.2012, ISSN 0216-3188