ANALISIS KRISTAL DAN MORFOLOGI PERMUKAAN KOMPOSIT PARTIKEL MARMER KALSIT
ANA ARMALIA K
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
ANALISIS KRISTAL DAN MORFOLOGI PERMUKAAN KOMPOSIT PARTIKEL MARMER KALSIT
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Oleh:
ANA ARMALIA K G74104022
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
ABSTRAK ANA ARMALIA K. Analisis Kristal dan Morfologi Permukaan Komposit Partikel Marmer Kalsit. Dibimbing oleh HANEDI DARMASETIAWAN dan ABDUL DJAMIL HUSIN. Telah dibuat material yang berpeluang untuk menggantikan material logam, yaitu material yang berbasis partikel marmer menjadi komposit partikel dengan polimer sebagai matriksnya. Pembuatan komposit partikel ini dilakukan dengan metode sederhana yaitu mencampurkan matriks resin epoksi yang berpenguat partikel marmer. Komposisi partikel marmer yang diberikan bervariasi yakni 60%, 50%, dan 33%. Ukuran butiran (mesh) komposisi partikel marmer juga bervariasi yaitu 35 mesh, 60 mesh, dan 140 mesh. Sampel dicetak lalu dikarakterisasi sifat fisik kerapatan, struktur kristal dan struktur mikro. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa penambahan partikel marmer ke dalam resin epoksi menghasilkan nilai kerapatan komposit meningkat. Difraksi sinar-x dilakukan untuk mengidentifikasi kristal CaCO3 (kalsium karbonat). Kalsium karbonat memiliki sistem kristal rombohedral dengan parameter kisi a = 6,1942 Å dan α = 40,6492°. Pada analisis SEM sampel dengan komposisi partikel marmer 50% dan ukuran partikel 140 mesh (kode M1402) menunjukkan kekristalan yang baik, yaitu ukuran butir yang relatif kecil dan morfologinya yang lebih homogen dibandingkan dengan sampel lainnya. Pada penelitian ini nilai komposit yang memenuhi persyaratan kerapatan tegel untuk sanitari yaitu berkisar antara 1,5 – 2,7 g/cm3, ialah sampel dengan komposisi partikel marmer 60% dan ukuran partikel 140 mesh (kode M1401) dengan nilai kerapatannya 1,822 g/cm3, walaupun struktur kekristalannya kurang baik. Kata kunci: Marmer, epoksi, kalsium karbonat, difraksi sinar-x, SEM.
Judul
: Analisis Kristal dan Morfologi Permukaan Komposit Partikel Marmer Kalsit
Nama
: Ana Armalia K
NRP
: G74104022
Menyetujui , Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Hanedi Darmasetiawan, MS
Abdul Djamil Husin, M.Si
NIP : 130 367 084
NIP : 132 158 552
Mengetahui, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA NIP : 131 578 806
Tanggal kelulusan :
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 16 April 1986, sebagai anak kelima dari lima bersaudara, anak dari pasangan Hi. Kamrus Zaman A, S.E. dan Hj. Darmalis. Penulis menyelesaikan pendidikannya dari SMU Negeri 3 Bandar Lampung pada tahun 2004. Pada tahun yang sama, penulis masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI), sebagai mahasiswi Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Semasa kuliah, penulis berperan aktif di Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) periode 2007-2008 sebagai Ketua Departemen Informasi dan Komunikasi (INFOKOM). Penulis mengikuti Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Agria Swara periode 2004 2006 sebagai anggota.
KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini. Penelitian ini berjudul “Analisis Kristal dan Morfologi Permukaan Komposit Partikel Marmer”. Penelitian ini dimulai dari bulan Juni 2007 sampai Januari 2008, bertempat di Laboratorium Fisika Terapan IPB, di Pusat Penelitian dan Pengembangan Ilmu Bahan (P3IB) BATAN, di Laboratorium Fisika Tanah Departemen Manajemen Sumber Daya Lahan IPB, di PTBIN BATAN dan di Laboratorium Geologi Kuarter PPGL Bandung. Sumber dana penelitian ini berasal dari dana Hibah Pengajaran dan Penelitian PHK A2 Departemen Fisika IPB. Ucapan terima kasih yang mendalam untuk Kedua Orang Tua, Abang, Uni, One, Kakak, Bayu dan seluruh keluarga besar yang sudah memberikan doa dan dukungan baik secara moril maupun material. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian penelitian ini, terutama Bapak Ir. Hanedi Darmasetiawan, MS dan Bapak Abd. Djamil Husin, M.Si. selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya dan menjadi teman diskusi dalam menyelesaikan penelitian. Kepada Bapak Dr. Irzaman yang telah memotivasi penulis dan dengan sabar mendengar keluhan penulis. Kepada PD. Mekar Jaya Alam, Citatah yang telah membantu dalam pengambilan marmer. Kepada Bapak Marzuki, Bapak Sulistyo Giat, Bapak Antonius, Bapak Wisnu dan Bapak Wikanda yang telah banyak memberi ide dan bantuan moril kepada penulis. Kepada seluruh dosen Departemen Fisika IPB yang sudah banyak membantu penelitian ini. Kepada seluruh staf Departemen Fisika IPB yang sudah membantu penulis dalam mengurus surat-surat sehingga memperlancar penelitian. Kepada kakak-kakak dan teman-teman Fisika IPB angkatan 39, 40, 41, 42 dan 43 serta penghuni Wisma Padasuka yang sudah mendoakan, memotivasi, dan membantu penulis dalam penyelesaian penelitian ini. Penulis sangat menghargai bantuan yang telah penulis peroleh dalam pelaksanaan penelitian ini. Semoga penelitian ini dapat menyumbangkan sesuatu bagi pengembangan teknologi fisika Indonesia.
Bogor, Januari 2008
Penulis
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ........................................................................................................................vii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................. viii DAFTAR LAMPIRAN................................................................................................................ ix PENDAHULUAN........................................................................................................................ 1 Latar Belakang ................................................................................................................. 1 Tujuan ............................................................................................................................... 1 Hipotesis ........................................................................................................................... 1 TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................................................. 1 Komposit .......................................................................................................................... 1 Marmer .............................................................................................................................. 2 Resin Epoksi ..................................................................................................................... 3 Difraksi Sinar-X ............................................................................................................... 3 Metode Cohen .................................................................................................................. 4 Morfologi Komposit Partikel Marmer dengan SEM-EDAX ............................................ 4 BAHAN DAN METODA ........................................................................................................... 5 Tempat dan Waktu .......................................................................................................... 5 Bahan dan Alat ................................................................................................................. 5 Metode Penelitian ............................................................................................................. 5 HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................................................................... 8 Pengukuran Kerapatan ...................................................................................................... 8 Analisis Hasil Difraksi Sinar-X ........................................................................................ 9 Analisis Morfologi Komposit Partikel Marmer dengan SEM-EDAX .............................. 11 SIMPULAN DAN SARAN ......................................................................................................... 12 Simpulan ........................................................................................................................... 12 Saran ................................................................................................................................. 12 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................. 12 LAMPIRAN ................................................................................................................................ 14
vii
DAFTAR TABEL
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Halaman Persyaratan fisik penggunaan batuan marmer sesuai SNI 13-0089-1987 .............................. 2 Sifat fisik dan mekanik marmer Citatah................................................................................. 3 Sifat fisik dan mekanik epoksi ............................................................................................... 3 Variasi komposisi komposit partikel marmer ....................................................................... 6 Data pengukuran kerapatan.................................................................................................... 8 Persentase massa unsur yang terkandung di dalam sampel ................................................... 12
viii
DAFTAR GAMBAR
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
Halaman Jenis komposit berdasarkan penguat yang digunakannya ...................................................... 2 Reaksi bisphenol A dan epiklorohidrin ................................................................................. 3 Skema difraksi sinar-x oleh atom-atom dalam kristal ........................................................... 3 Skema EDAX ........................................................................................................................ 5 Tahap pembuatan sampel ...................................................................................................... 6 Diagram alir kerja penelitian.................................................................................................. 7 Difraktometer sinar-x tipe Philips ......................................................................................... 7 Mesin ion sputter JFC – 1100 ............................................................................................... 7 JEOL JSM-6360LA analytical scanning electron microscope.............................................. 7 Kurva hubungan komposisi partikel marmer dan kerapatan komposit berdasarkan percobaan ......................................................................................................... 8 Kurva hubungan komposisi partikel marmer dan kerapatan komposit berdasarkan teori kaidah campuran ....................................................................................... 8 Pola difraksi sinar-x .............................................................................................................. 9 Kurva hubungan ukuran butir dan sampel ............................................................................ 10 Morfologi komposit partikel marmer menggunakan perbesaran 10.000 kali......................... 11
ix
DAFTAR LAMPIRAN
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Halaman Data XRD kalsium karbonat pada PDF-ICDD .................................................................... 15 Hasil akhir keluaran program menggunakan metode Cohen ................................................ 16 Hasil perhitungan ukuran kristal menggunakan program komputer ..................................... 20 Morfologi komposit marmer menggunakan perbesaran 500 kali .......................................... 23 Morfologi komposit marmer menggunakan perbesaran 1000 kali ........................................ 24 Morfologi komposit marmer menggunakan perbesaran 20.000 kali ..................................... 25 Hasil pengukuran EDAX menggunakan perbesaran 1000 kali ............................................ 26
