Sintering

Saya cukup terharu ternyata banyak yang datang ke blog ini mencari tentang bagaimana proses pembuatan keramik maju dari Google. Kurang amanah rasanya dengan sedikit ilmu yang dipunyai ini jika tidak berbagi. Sebenarnya draft tulisan ini sudah saya buat sekitar akhir tahun 2013, terus saya lupa kalau saya punya blog… hahahaha…

Salah satu teknik dalam proses fabrikasi keramik adalah sintering. Bahasa mudahnya sintering itu cara memadatkan serbuk keramik pada suhu tinggi untuk mendapatkan bulk material. Saat proses sintering, partikel-partikel diserbuk keramik tersebut akan saling berdifusi sampai akhirnya menjadi material yang padat. Jika prosesnya tidak sempurna, pada hasil akhirnya masih akan ditemui adanya pori. Kenapa untuk mendapatkan bulk keramik harus dengan sintering? karena pada umumnya material keramik mempunyai titik leleh yang tinggi sehingga tidak akan efisien jika menggunakan casting seperti pada logam. Sintering juga digunakan untuk mendapatkan hasil akhir dari sebuah produk yang mempunyai bentuk yang komplek, istilahnya orang kulon mah near-net shape. Untuk bahan logam, saat ini untuk mendapatkan near -net shape product digunakan metal injection molding (MIM) yang lebih baik dari pada sintering dari segi densitas. Lebih lanjutnya tentang MIM ini, silahkan belajar dengan teman saya Andy Tirta.

Kalau sintering itu pemanasan sebuah material, apa bedanya dengan kalsinasi (calcination) dan annealing? (saya pernah mendapatkan pertanyaan seperti ini). Jawabannya beda sekali saudara-saudara. Kalsinasi adalah pemanasan material dengan atmosfir udara biasa atau oksigen. Biasanya tujuan dari kalsinasi adalah menghilangkan volatile element, dekomposisi panas (thermal decomposition) atau juga mendapatkan fasa baru. Sedangkan annealing adalah proses pemanasan material pada suhu tinggi dengan atmosfir tertentu yang bertujuan merubah sifat-sifat dari material tersebut. Contohnya annealing pada logam umumnya bertujuan untuk mendapatkan keuletan yang tinggi dengan cara mengurangi kekerasannya.

Ini Hot-pressing vacuum furnace di Electro-Ceramic Processing Laboratory, Yeungnam University

Ini Hot-pressing vacuum furnace di Electro-Ceramic Processing Laboratory, Yeungnam University

Ada dua jenis teknik sintering, sintering tanpa tekanan eksternal (pressureless sintering) dan sintering dengan ekternal pressure (pressure-assisted sintering). Teknik pertama adalah yang paling umum digunakan. Biasanya serbuk keramik di press dulu dalam bentuk pellet  kemudian dimasukan ke dalam tungku untuk dipanaskan. Untuk keramik oksida yang pada umumnya tidak sensitif terhadap udara, sintering dilakukan pada tungku dengan udara biasa sebagai atmosfirnya. Untuk keramik karbida atau nitrida yang umumnya sensitif terhadap udara biasa karena akan teroksidasi, sintering dilakukan dengan tube furnace atau vacuum furnace dengan atmosphere yang inert (bisa Argon ataupun Nitrogen) atau vakum. Cara kedua yaitu pressure-assisted sintering digunakan untuk mengakselerate (ini bahasa apa yah…) densifikasi pada saat sintering. Karena yang terpenting di proses sintering adalah kontak area yang banyak antara partikel, penggunaan eksternal pressure menambah banyaknya kontak area pada partikel yang akan disinter dan mempercepat proses sintering.

Spark Plasma Sintering, salah satu jenis EFAS yang terkenal

Spark Plasma Sintering, salah satu jenis EFAS yang terkenal. SPS ini ada di Namiki site, National Institute for Materials Science (NIMS).

SPS ini ada di Namiki site, National Institute for Materials Science (NIMS)

Sebagai contoh, SiC dengan densitas 95 – 98% didapatkan dengan pressureless sintering dalam waktu 1 – 3 jam. Lain halnya jika  menggunakan hot pressing sintering, dimana densitas 98 – 99% akan didapatkan dengan maksimal waktu 2 jam dan eksternal pressure 20 – 30 MPa.

Penggunaan advance technique seperti electric-field assisted sintering (EFAS) pada proses sintering SiC, tidak hanya mendapatkan SiC dengan densitas yang tinggi dalam waktu kurang dari 30 menit tapi juga mendapatkan ukuran butir yang halus.

Cita-cita saya semoga suatu saat nanti bisa mempunyai lab dengan tungku sintering yang lengkap untuk riset keramik struktural di Indonesia…. AAMIINNNNNNNNNNN…

Kembali ke laptop

Chao…

Advertisements
This entry was posted in Lain-lain and tagged . Bookmark the permalink.

2 Responses to Sintering

  1. fajar says:

    Selamat malam Pak Alfian..
    Saya mau tanya, adakah cara mudah untuk membuat solid shape (semacam batu gerinda) dari silicone carbide powder ?

    • alfiantea says:

      Pak Fajar terima kasih sudah mampir ke blog saya. Sebelumnya mohon maaf, saya perlu pencerahan mengenai solid shape yang bapak maksud, seperti apakah? Bayangan saya itu SiC yang sudah mempunyai bentuk tertentu, benarkah?

      Kalau seperti bayangan saya, cara mudahnya itu menggunakan external pressure pada saat proses sinteringnya, jadi suhu sinteringnya bisa ditekan di bawah 2000 deg C.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s