Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Boronisasi pada baja karbon ST37 dan S45C telah dilakukan menggunakan teknik powder pack. Komposisi serbuk yang digunakan terdiri atas 5% B4C, 5% KBF4 dan 90% SiC. Boronisasi dilakukan pada temperatur 1000 oC selama 8 jam dalam kondisi atmosfir inert menggunakan gas argon. Boronisasi yang dilakukan pada kedua baja menghasilkan lapisan borida diluar permukaan baja dan pada permukaannya. Ketebalan lapisan borida diluar permukaan pada baja ST37 setebal 43 μm yang lebih tebal dibandingkan pada baja S45C yang hanya setebal 31 μm. Kedalaman lapisan borida yang terbentuk pada baja ST37 sedalam 250 μm yang lebih dalam dan runcing dibandingkan lapisan borida yang terbentuk pada baja S45C yang hanya sedalam 243 μm. Analisis fasa pada permukaan lapisan borida untuk beberapa kedalaman dilakukan menggunakan XRD dan aplikasi GSAS. Dari pola difraksi teridentifikasi fasa FeB, Fe2B dan CrB pada kedua jenis baja yang digunakan. Hasil analisis GSAS menunjukkan fasa FeB merupakan fasa dengan fraksi berat yang dominan sampai kedalaman 55 μm dari permukaan baja untuk baja ST37 dan sampai kedalaman 41 μm dari permukaan baja untuk baja S45C. Semakin kedalam, fraksi berat fasa FeB semakin berkurang seiring dengan peningkatan fraksi berat Fe2B dan CrB. Kekerasan mikro lapisan borida dari penampang lintang diperoleh berkisar antara 1300-1800HV. Sedangkan kekesaran mikro lapisan borida dari permukaan lapisan borida diperoleh berkisar 750-4500HV. Kekerasan mikro dari permukaan yang tertinggi pada kedua baja terukur pada saat fraksi berat fasa FeB yang tertinggi. Semakin ke dalam, kekerasan mikro lapisan borida relatif berkurang tetapi tetap lebih tinggi dari kekerasan mikro matriks dan fasa CrB masih teridentifikasi. Dapat disimpulkan, kekerasan mikro lapisan borida dari permukaan terluar sampai dikedalaman 50 μm dipengaruhi oleh fasa FeB. Kekerasan mikro lapisan borida dikedalaman lebih dari 50 μm lebih dipengaruhi oleh fasa CrB. ......Boronizing on ST37 and S45C carbon steel has been done through powder pack technique using powder of 5% B4C, 5% KBF4 and 90% SiC. The process carried out at isothermal temperature at 1000 °C for 8 hours in an inert atmosphere. The boride layers formed in outside and on the surface both of steels. The thickness of boride layer outside the surface on ST37 steel was 43 μm and 31 μm on the S45C steel. The depth of boride layers that formed on the surface ST37 steel was 250 μm. It was deeper than the depth of boride layers that formed on S45C steel which only 243 μm. The boride layers phases analysis for some depths carried out using XRD and GSAS application. The diffraction pattern identified that the FeB, Fe2B and CrB phases formed on both steels. Analysis results from GSAS showed the dominant phases was the FeB. Its weight fraction raised until 55 μm from the surface for ST37 steel and until 41 μm from the surface for S45C steel. The weight fraction of FeB phase showed decreasing as long as the increasing weight fraction of Fe2B and CrB phases. The crosssection boride layers microhardness ranged from 1300-1800HV for both steels. The boride layers microhardness from top of the surface ranged from 750-4500HV for both steels. The highest microhardness from top of the surface for both steels identified at the highest weight fraction of the FeB phase. The boride layers microhardness was relatively decreasing but it was still higher than the matrix microhardness and the CrB phase still identified. We can say that the boride layers microhardness from the outer surface until 50 μm is influence by the FeB phase. The boride layers microhardness below 50 μm is more influenced by the CrB phase.

Abstrak :
ABSTRAK Peningkatan efisiensi panas penukar kalor dalam dunia industri dimana bahan logam dan paduan tidak dapat diaplikasikan adalah dengan mengembangkan keramik atau komposit matriks keramik (KMK) sebagai bahan penukar kalor. Silikon karbida (SiC) merupakan bahan dengan konduktivitas panas yang tinggi. Karakter SiC yang brittle dapat diatasi dengan membuat SiC dalam bentuk komposit. Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan keramik komposit SiC dari matriks SiC dengan serat nonwoven SiC yang keduanya dibentuk dari polimer keramik polycarbosilane. Serat nonwoven SiC dibuat dengan teknik electrospinning. KMK dibuat dengan metode infiltrasi polimer. Karakterisasi yang dilakukan adalah morfologi, densitas dan karaktersitik panas serat dan kompositnya. Pada pembuatan serat nonwoven dengan electrospinning dilakukan variasi tegangan proses yang mempengaruhi penurunan ukuran diameter serat yang dihasilkan. Diameter serat mengalami penurunan sebesar 13% dengan penaikan tegangan dari 10 kV ke 12 kV, sedangkan penaikan tegangan dari 10 kV ke 14 kV, diameter serat mengalami penurunan sebesar 33%. Serat yang terbentuk memiliki porositas terbuka yang tinggi dengan densitas yang lebih rendah dari densitas teoritisnya. Porositas terbuka pada serat yang tinggi memberikan keuntungan dalam pembuatan KMK dengan metode infiltrasi polimer. Pendekatan terhadap kapasitas panas spesifik serat dengan kapasitas panas elektron dan kapasitas panas fonon, diperoleh pada serat dengan tegangan 10 kV dipengaruhi kontribusi fonon yang signifikan. KMK dibuat dengan serat nonwoven dan dengan penambahan partikel SiC. Penambahan partikel SiC meningkatkan densitas KMK. Namun porositas terbuka pada KMK dengan partikel SiC relatif lebih tinggi dibandingkan dengan komposit tanpa penambahan partikel. Peningkatan densitas diikuti dengan peningkatan konduktivitas panas KMK. Penambahan partikel SiC mampu meningkatkan karakteristik panas KMK. Peningkatan konduktivitas panas diikuti dengan peningkatan difusivitas panas KMK, dengan nilai tertinggi pada KMK-4PS sebesar 14,00 × 10-6 m2/s dengan jalur bebas rata-rata fonon sebesar 3,62 × 10-9 m. Distribusi temperatur KMK antara perhitungan analitik dengan pendekatan finite element method diperoleh nilai yang sama. Untuk melihat karakteristik distribusi temperatur KMK terhadap waktu dengan data densitas, kapasitas panas dan konduktivitas panas yang diperoleh, KMK dengan difusivitas panas yang tinggi akan mengalirkan kalor lebih cepat sehingga waktu yang diperlukan untuk mencapai temperatur kondisi batas lebih pendek. Waktu tercepat untuk mencapai temperatur kondisi batas terjadi pada KMK-4PS selama 1,36 detik.

---

ABSTRACT The Ceramic matrix composites (CMC) are used to improve thermal efficiency of industrial heat exchanger where metals and their alloys are limited in corrosion and high temperature environmental. Silicon carbide (SiC) is a ceramic with high thermal conductivity. Its brittle characteristic can be resolved by producing in composite. In this research, the CMC SiC were built from matrix SiC and SiC nonwoven fibers for both which used polymer derived ceramic polycarbosilane. The SiC nonwoven fibers were built by electrospinning process. The composites were built by polymer infiltration method. Fibers and composites morphology, density, and their thermal properties were characterized. Processing nonwoven fibers by electrospinning were varied by its high voltage. The voltage variations showed decreasing fibers diameter for 13% with increasing high voltage from 10 kV to 12kV, and for 33% with increasing high voltage from 10 kV to 14 kV. The fibers showed high open porosity with low densities. Open porosity on the fibers was an advantage in processing composite by polymer infiltration. Approach to fibers heat specific capacity by combination electron heat capacity and phonon heat capacity showed that the fibers which processed by 10 kV highly dependent by phonon characteristic. The CMC were built with nonwoven and addition of SiC particles. The CMC with higher density showed higher thermal conductivity. The SiC particles addition increased the thermal characteristics of the CMC. Increasing of thermal conductivity was followed by increasing its thermal diffusivity. The CMC with higher thermal diffusivity was achieved in the KMK-4PS at 14,00 × 10-6 m2/s with phonon mean free path at 3,62 × 10-9 m. Temperature distributions on the CMC were calculated by analytical calculation that compared to finite element method showed no differences. Correlation of the temperature distribution characteristics of the CMC against time that calculated using their density, heat capacity and thermal conductivity data showed that the heat will flow faster in the CMC with higher thermal diffusivity so that the time to achieved the temperature boundary condition more shorter. The fastest time to achieved the boundary condition temperature occurred in the KMK-4PS at 1,36 seconds.