BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakterisasi XRD (X-Ray Diffraction) Hasil ka rakterisasi X RD sampel di tunjukkan pa da G ambar 4.1 berupa grafik peak to peak, sedangkan data XRD yang berupa grafik search match dan tabel ketinggian punc ak di tunjukkan pa da Lampiran 1 sampai Lampiran 6. Dari ha sil ka rakterisasi X RD di lakukan analisis kua ntitatif dengan cara pe ncocokan ( search match) s pektrum ha sil ka rakterisasi X RD dengan data JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standard) yang berguna untuk mengetahui senyawa apa saja yang terkandung dalam sampel semen seng fosfat (identifikasi fasa). Gambar 4.1 ( a) unt uk sampel yang t erbuat da ri s emen gigi s eng fosfat de ngan di beri penambahan n anopartikel Z nO s ebesar 0,1

gr

mempunyai persentase fraksi volume untuk senyawa Zn3(PO4)24H2O sebesar 5,89% dan untuk ZnO sebesar 46,57%. Gambar 4.1 ( b) untuk s ampel yang t erbuat da ri s emen g igi s eng fosfat dengan diberi penambahan nanopartikel ZnO sebesar 1 gr mempunyai persentase fraksi vol ume unt uk s enyawa Zn3(PO4)24H2O s ebesar 7,73% d an untuk ZnO sebesar 54,23%. Berdasarkan pada G ambar 4.1 (a) da n (b) da pat di lihat punc akpuncak da ri Zn3(PO4)24H2O da n Z nO, di mana punc ak Zn3(PO4)24H2O ditunjukkan ol eh kot ak be rwarna m erah. S edangkan unt uk pun cak ZnO

Skripsi

Pengaruh Pemberian Nanopartikel ZnO Terhadap Mikrostruktur Semen Gigi Seng Fosfat (Zinc Phosphate Cement)

Eriek Wahyu Restu Widodo


ditunjukkan oleh lingkaran hijau.Sudut 2θ yang digunakan antar 0 – 90o. Nilai puncak dari masing-masing senyawa yang terbentuk dapat dilihat pada tabel puncak pada Lampiran 3 dan Lampiran 6. Dari grafik peak to peak dan tabel puncak d apat di hitung ni lai f raksi vol umenya dengan menggunakan Persamaan (3.1).

Gambar 4.1 Grafik Hasil Karakterisasi XRD Sampel Semen Seng Fosfat dengan penambahan Nanopartikel ZnO sebesar 0,1gr

Skripsi




Gambar 4.2 Grafik Hasil Karakterisasi XRD Sampel Semen Seng Fosfat dengan penambahan Nanopartikel ZnO sebesar 1gr Hasil ka rakterisasi X RD i ni m endukung ha sil uj i ke kuatan t ekan dan uj i ke kerasan, di mana s emakin be sar j umlah na nopartikel ZnO yang ditambahkan pada sampel maka semakin meningkat pula nilai kekuatan tekan dan kekerasannya. Penambahan nanopartikel ZnO pa da s ampel s emen gigi seng fosfat di tunjukkan oleh ni lai f raksi vol ume ha sil ka rakterisasi X RD di atas.

4.2 Karakterisasi SEM (Scanning Electron Microscopy) Karakterisasi S EM i ni be rfungsi s ebagai pe ndukung ha sil uj i kekuatan t ekan da n uj i k ekerasan, dimana p engujian s truktur m ikro da ri semen seng f osfat ( zinc phosphate cement) di lakukan de ngan m enggunakan

Skripsi




kakarterisasi S EM ( Scanning Electron Microscopy). Struktur m ikro d ari patahan sampel semen seng fosfat (zinc phosphate cement) dan nanopartikel ZnO dapat dilihat pada Gambar 4.3.

(a)

(b)

(c) Gambar 4.3 Struktur mikro Zinc Phosphate Cement dengan penambahan nanopartikel ZnO (a) 0 gr (b) 0,1 gr dan (c) 1 gr Hasil karakterisasi struktur mikro dari semen gigi diketahui bahwa struktur m ikro da ri s emen gigi s eng f osfat ( zinc phosphate cement) pa da Gambar 4. 3 (a) pa da ko mposisi s emen seng f osfat ( zinc phosphate cement) tanpa penambahan nanopartikel ZnO terlihat adanya retakan-retakan.

Skripsi




Gambar 4.3 (b) menunjukkan jumlah retakan berkurang dibanding dengan sampel yang pertama pada Gambar 4.3 (a). Sampel kedua ini semen seng fosfat (zinc phosphate cement) sudah diberi tambahan Nanopartikel ZnO dengan jumlah 0,1 gr.

Gambar 4.4 Struktur mikro Zinc Phosphate Cement dengan penambahan nanopartikel ZnO 1 gr yang tidak tercampur secara merata

Gambar 4. 3 (c) m enunjukkan adanya retakan dan gumpalan yang diperjelas d engan Gambar 4. 4, padahal s eharusnya ap abila s esuai de ngan Teori H olepack pada s ampel i ni r etakan yang timbul s emakin berkurang jumlahnya. Retakan dan g umpalan t ersebut ke mungkinan t erjadi a kibat dari proses mixing antara bu buk da n c airan yang ku rang s empurna da n kur ang presisi.

Skripsi




Mikro s truktur s ampel de ngan k arakterisasi S EM di a tas menunjukkan ba hwa s emakin be sar j umlah na nopartikel yang di berikan, maka semakin sedikit pula retakan yang terjadi. Selain itu karakterisasi SEM tersebut j uga m endukung ha sil uj i ke kuatan t ekan da n uj i ke kerasan pa da sampel.

4.3 Uji Kekerasan Vickers (Vickers Hardness) Pengukuran t ingkat ke kerasan s ampel di lakukan de ngan m etode Mikrovickers Hardness dengan pemberian beban saat pengambilan data yaitu 300 gF da n 500 gF. D ata yang di peroleh da ri ha sil pengukuran dengan Vickers Hardness adalah diagonal 1, di agonal 2, O , da n HVN. Nilai H VN untuk dua t itik be rbeda di tunjukkan pa da Lampiran 9, n ilai ke kerasan masing-masing sampel diperoleh dari rata-rata nilai HVN tersebut. Dari uji kekerasan diperoleh hasil tabel pada Lampiran 9 kemudian dibuat gr afik antara ni lai ke kerasan t erhadap ko mposisi bubuk na nopartikel ZnO (Gambar 4.5)

Skripsi




Hasil Uji Kekerasan Vickers 29

HVN (MPa)

27 25 23 21 19 17 15 0

0,1

0,5

1

1,5

Penambahan Nanopartikel ZnO (gr)

Gambar 4.5 Kurva Hasil Uji Kekerasan Vickers

Dari Gambar 4.5 tampak nilai kekerasan semakin bertambah besar sebanding dengan pertambahan jumlah penambahan bubuk nanopartikel ZnO. Hal i ni di karenakan pe nambahan j umlah bubuk na

no m empengaruhi

kekerasan dari s ampel. Bertambahnya ni lai kekerasan sampel t ersebut didukung ol eh s truktur m ikro da ri pe rmukaan s ampel m enggunakan karakterisasi S EM, s edangkan p enambahan n anopartikel di dukung o leh karakterisasi X RD pa da pe nambahan j umlah f raksi vol ume da ri s enyawa yang tersusun. Komposisi pe nambahan na nopartikel Z nO pa da s ampel A , B , C , dan E mempunyai nilai kekerasan yang lebih tinggi dibanding pada sampel D. Sedangkan m enurut t eori s eharusnya s emakin be sar j umlah na nopartikelnya maka ni lai ke kerasannya j uga a kan s emakin t inggi. H al i ni di sebabkan ol eh proses pe ncampuran an tara bubuk dan cairan at au mixing yang kur ang

Skripsi




sempurna dan kurang presisi, sehingga nanopartikel ZnO-nya tidak menyatu secara sempurna dengan bubuk semen seng fosfat (zinc phosphate cement).

4.4 Uji Kekuatan Tekan Pengukuran uji kekuatan tekan sampel dilakukan dengan menekan sampel sampai sampel patah dengan pemberian beban sebesar 100 kN . Data yang di peroleh dari eks perimen yaitu diameter s ampel da n gaya yang dibutuhkan unt uk m enekan s ampel. N ilai kua t t ekan ( compressive strength) masing-masing sampel diperoleh dengan menggunakan Persamaan (2.11). Dari tabel pa da Lampiran 8 dapat di buat g rafik antara ni lai kekuatan t ekan ba han t erhadap kom posisi bubuk nanopartikel ZnO. Pada sampel A , B, C , da n E (Gambar 4. 6) da pat di ketahui ba hwa ni lai k ekuatan tekan semakin bertambah besar sebanding dengan pertambahan jumlah bubuk nanopartikel ZnO. S edangkan pada s ampel D j ustru ni lai kekuatan t ekannya menjadi turun. Peningkatan kekuatan tekan sebanding dengan penambahan jumlah nanopartikel ZnO di sebabkan ol eh s emakin be sar j umlah na nopartikelnya maka a kan s emakin ku at pul a ba han yang di hasilkan s esuai de ngan T eori Holepack. P eningkatan kekuatan t ekan i ni di dukung ol eh s truktur m ikro karakterisasi S EM da n karakterisasi X RD pa da pe ningkatan f raksi vol ume dari senyawa penyusun sampel.

Skripsi




Hasil Uji Kekuatan Tekan 10 Kekuatan Tekan (MPa)

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0

0,1

0,5

1

1,5

Penambahan Nanopartikel ZnO (gr)

Gambar 4.6 Kurva Hasil Uji Kekuatan Tekan

Sampel D tidak m enunjukkan hal yang s ama dengan s ampel yang lain, kekuatan tekan pada sampel ini justru menjadi turun. Hal ini disebabkan adanya proses pencampuran bubuk semen seng fosfat (zinc phosphate cement) dan nanopartikel ZnO dengan cairan atau mixing yang tidak tercampur secara sempurna dan kurang presisi.

Tabel 4.1 Hasil uji kekuatan tekan dan kekerasan

Skripsi

No

Sampel

1 2 3 4 5

A B C D E

Kekuatan Tekan (MPa) 1,014 5,218 7,402 5,764 9,917

Kekerasan (MPa)


17,35 23,65 26,05 25,55 27,75



Tabel 4.1 m enunjukkan ni lai ha sil uj i ke kuatan t ekan da n uj i kekerasan yang di nyatakan dalam s atuan MPa ( Megapascal). Nilai ke kuatan tekan dan kekerasan semakin meningkat seiring d engan penambahan jumlah nanopartikel ZnO yang ditambahkan pada sampel. Sampel A m erupakan sampel s emen gigi s eng fosfat t anpa di beri penambahan na nopartikel Z nO a tau s tandard uk uran pa brik, ni lai ke kuatan tekan dan kekerasannya masing-masing adalah sebesar 1,014 M Pa dan 17,35 MPa. Sampel B sampai Sampel E merupakan sampel semen gigi seng fosfat dengan diberi penambahan nanopartikel ZnO masing-masing sebanyak 0,1 gr, 0,5 gr, 1 gr, dan 1,5 gr. Besarnya k ekuatan t ekan S ampel B , C , D , da n E m asing-masing adalah s ebesar 5,218

MPa, 7,402 MPa, 5,764 MPa, dan 9,917

MPa.

Berdasarkan nilai ke kuatan tekan dari m asing-masing s ampel m enunjukkan peningkatan kekuatan tekan seiring dengan pertambahan jumlah nanopartikel yang diberikan. Nilai kekerasan Sampel B, C, D, dan E berturut-turut sebesar 23,65 MPa, 26,05 M Pa, 25,55 MPa, dan 27,75 M Pa. Hasil pengujian kekerasan ini juga m enyatakan bahwa s emakin banyak na nopartikel yang ditambahkan maka semakin besar pula nilai kekerasan sampel tersebut. Tetapi pada Sampel D j ustru m engalami pe nurunan ni lai ke kuatan t ekan da n ke kerasan. H al ini kemungkinan be sar di sebabkan p roses p encampuran bubuk da n c airan (mixing) yang ku rang s empurna da n kur ang pr esisi s ehingga m enyebabkan berkurangnya kekutan tekan pada sampel.

Skripsi




Semakin bertambahnya nilai kekuatan tekan dan kekerasan tersebut menunjukkan bahwa semakin kecil ukuran suatu partikel maka semakin besar pula nilai kekerasan dan kekutan tekan yang dimiliki oleh suatu sampel. Hal ini j uga di dukung ol eh ha sil ka rakterisasi X RD ( X-Ray Diffraction) ya ng menunjukkan peningkatan fraksi volume yang terbentuk, serta didukung pula oleh struktur mikro dari permukaan sampel yang berupa kemunculan retakan melalui hasil karakterisasi SEM (Scanning Electron Microscopy).

Skripsi



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Recommend Documents