## PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERAMIK MAGNESIUM ALUMINA SILIKA DARI ABU VULKANIK GUNUNG SINABUNG

## Tri Exaudi Sidabutar
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana, Jakarta Email: triexaudi3094@gmail.com
Abstrak - Berlimpahnya material abu vulkanik Gunung Sinabung merupakan suatu hal yang menarik untuk diteliti lebih lanjut, khusunya tentang kelayakan penggunaan abu vulkanik tersebut sebagai bahan dasar  untuk  membuat  material  keramik  magnesium  alumina  silika.  Sebagian  besar  abu  vulkanik tersebut  belum  termanfaatkan  sama  sekali. Material  keramik  dibuat  dari  bahan  dasar  yang  tersusun atas abu vulkanik, alumina silika (Al 2 O 3 ) dan Magnesium Oksida (MgO). Keberadaan abu vulkanik hasil dari  letusan  Gunung  Sinabung  merupakan  hal  yang  cukup  potensial  sebagai  pembuatan  bahan keramik.Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  membuat  keramik  yang  keras  dan  kuat  dari  abu  vulkanik Gunung Sinabung dan untuk mengetahui pengaruh penambahan Al 2 O 3 dan MgO  pada pada sampel material keramik.  Sekaligus  untuk  mengetahui proses pembakaran (sintering) yang optimal terhadap karakterisasi  dari  sampel  keramik  yang  meliputi  sifat  fisik,  kekerasan  dan  struktur  Kristal  dari material.Adapun hasil dari penelitian yang telah dilakukan untuk memnuhi tujuan tersebut adalah nilai densitas tertinggi dengan komposisi abu (80%), Al 2 O 3 (10%) dan MgO (10%) adalah 2.06 gr/cm 2 dengan suhu pembakaran 1200 0 C, morfologi yang baik pada komposisi yang sama dengan suhu pembakaran 1200 0 C, fasa yang dominan terbentuk adalah Silika oksida (SiO 2 ), dan fasa lainnya MgSiO 3 , Al ₂ MgO ₄ dan hasil kekerasan yang diperoleh sebesar 768.21 kgf/mm 2 .
Kata kunci: Abu Vulkanik, Alumina, Magnesium, Keramik . 1.  PENDAHULUAN
Gunung Sinabung merupakan salah satu Gunung di dataran tinggi Kabupaten Karo Sumatera Utara, Indonesia.  Koordinat  puncak  Gunung  Sinabung adalah 03º 10’ LU dan 98º 23’BT dengan puncak tertinggi gunung sinabung ini adalah 2.460 meter dari  permukaan  laut  yang  menjadi  puncak tertinggi  di  Sumatera  Utara.  Gunung  ini  belum pernah tercatat meletus sejak tahun 1600.
Pada  tahun  2010  hingga  2014  kabupaten Tanah Karo dilanda bencana meletusnya Gunung Sinabung  yang mengakibatkan kerusakan sektor pertanian,  permukiman  warga,  bahkan  letusan gunung merapi yang berada didaerah laukawar ini telah  memakan  korban  jiwa,  ini  telah  menjadi berita  Nasional  di  Negara  kita    dan  Indonesia berkabung  atas  peritiwa  tersebut.  Dalam  kurun waktu tersebut daerah disekitar gunung sinabung depenuhi  oleh  abu  yang  cukup  tebal.  Pernah tercatat  letusan  gunung  sinabung  mengeluarkan abu yang mencapai ketinggian 6000 m. Akibatnya abu  mencapai  daerah  dalam  jarak  yang  cukup luas.  Berawal  dari  latar  belakang  ini  saya mencoba untuk mengambil hikmah dari bencana tersebut  dengan  cara  memanfaatkan  material yang  dimuntahkan  oleh  gunung  sinabung  yaitu untuk membuat material refraktori. Dimana seperti yang  kita  ketahui  penelitian  lain  mengenai material refraktori pada umumnya  menggunakan pasir  silika,  abu  batu  bara,  limbah  pasir  cetak sebagai bahan dasarnya.
Penelitian-penelitian  tentang  bahan  material refraktori  berbasis  abu  terbang (fly  ash) banyak yang  telah  dipublikasikan.  Sedangkan  publikasi tentang refraktori berbahan dasar lain masih relatif
sedikit. Hal tersebut yang mendasari penelitian ini tentang  kelayakan  abu  vulkanik  sebagai  bahan dalam  pembuatan  material  refraktori  yang  akan dilakukan,  dimana  abu  vulkanik  yang  akan digunakan  berasal  dari  letusan  gunung  berapi yaitu  Gunung  Sinabung  yang  berada  di  Dataran Tinggi  Tanah  Karo,  Kabupaten  Karo,  Sumatera Utara,  Indonesia.  Dengan  kata  lain  refraktori merupakan material yang dapat mempertahankan sifat-sifatnya  dalam  kondisi  yang  sangat  berat karena  temperatur  tinggi  dan  kontak  dengan bahan-bahan yang korosif. Berdasarkan komposisi kimia penyusun nya, material refraktori dapat  dibedakan  menjadi  beberapa  jenis  yaitu refraktori  asam  seperti  silika,  refraktori  netral seperti  alumina  dan  refraktori  basa  seperti magnesit,  serta  refraktori  khusus  seperti  karbon, silikon karbida, dan lainnya. Masing-masing jenis refraktori  mempunyai  keunggulan  yang  bisa  di aplikasikan  dalam  industri  pengecoran  logam. Dengan  pertimbangan  pertimbangan  di  atas, maka  abu vulkanik telah memenuhi syarat  untuk dijadikan bahan dasar refraktori.

## 2.  TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Abu Vulkanik
Abu vulkanik merupakan bahan material vulkanik jatuhan  yang  disemburkan  ke  udara  pada  saat terjadi  letusan.  Secara  umum  komposisi  abu vulkanik terdiri atas Silika.Bahan letusan gunung api  yang  berupa  padatan  dapat  disebut  sebagai bahan piroklastik ( pyro = api, klastik = bongkahan). Bahan padatan ini berdasarkan diameter partikelnya terbagi atas debu vulkanik (< 0.26 mm)
yang berupa bahan lepas dan halus, pasir (0.25 – 4  mm)  yang  lepas  dan  tumpul,  lapilli  atau little stone (4  –  32  cm)  yang  berbentuk  bulat  hingga persegi dan bom (> 32 mm) yang bertekstur kasar. Batuan hasil erupsi gunung api berdasarkan kadar silika dapat dikelompokkan menjadi batu vulkanis masam  (kadar  SiO2>  65%),  sedang  (35  –  65%) dan basa /alkali (<35%). Abu vulkanik mengandung mineral yang dibutuhkan oleh tanah dan  tanaman  dengan  komposisi  total  unsur tertinggi yaitu Ca, Na, K dan Mg, unsur makro lain berupa  P  dan  S,  sedangkan  unsur  mikro  terdiri dari Fe,  Mn, Zn, Cu. Mineral tersebut  berpotensi sebagai  penambah  cadangan  mineral  tanah, memperkaya  susunan  kimia  dan  memperbaiki sifat  fisik  tanah  sehingga  dapat  digunakan sebagai  bahan  untuk  memperbaiki  tanah-tanah miskin  hara  atau  tanah  yang  sudah  mengalami pelapukan lanjut (Fiantis, 2006).
Menurut  Balitbangtan  (2014),  hasil  analisis abu  vulkanik  Sinabung  mengandung  unsur  Si berkisar  antara  0,05-0,32  %,  Fe  berkisar  antara 0,58-3,1 %, Pb berkisar antara 1,5-5,3
%,sedangkan  untuk  kandungan  logam  berat seperti Cd, As, Ag dan Ni tidak terdeteksi ataupun sangat  rendah  sehingga  tidak  membahayakan. Unsur S (belerang) tinggi pada abu segar, tetapi saat  terjadi  pencucian  (terkena  air  hujan)  nilai  S akan  berkurang.  Sedangkan  hasil  pengujian lapangan  yang  dilakukan  untuk  mengetahui kandungan  unsur  yang  terdapat  didalam  abu vulkanik  yang  di  ambil  dari  Desa  Berastepu  dan berjarak  3  Kilometer  dari  kaki  Gunung  Sinabung dengan  taraf  kedalaman  pengambilan  yaitu  0-8 cm  dan  analisis  abu  vulkanik  Gunung  Sinabung tersebut dilakukan di Pusat penelitian Fisika (LIPI) Serpong  Tangerang  Selatan,  maka  abu  vulkanik tersebut  di  uji  dengan  menggunakan  alat  X-Ray Fluorescence  (XRF).  Adapun  kandungan  unsur yang  terdapat  didalam  abu  vulkanik  tersebut, yaitu:
Tabel 1 Komposisi Abu Gunung Sinabung

## 2.2 Silika
Silika  dengan  nama  mineral  silika  (SiO 2 )  dapat diperoleh dari silika mineral, silika nabati dan silika sintesis  kristal.  Silika  mineral  adalah  senyawa yang banyak ditemui dalam bahan tambang/galian yang berupa mineral seperti pasir kuarsa,  granit,  dan  feldsfar  yang  mengandung kristal-kristal silika (SiO 2 ). Silika mineral biasanya diperoleh  melalui  proses  penambangan  yang dimulai  dari  penambang  kemudian  dilakukan proses  pencucian  untuk  membuang  pengotor yang  kemudian  dipisahkan  dan  dikeringkan kembali sehingga diperoleh kadar silika yang lebih besar  bergantung  dengan  keadaan  tempat penambangan.  Saat  ini  mineral-mineral  tersebut susah  didapatkan  maka  diperlukan  alternatif  lain dalam  pencarian  silika  seperti  silika  sintesis  dan silika  nabati.  Silika  sintesis  kristal  didapatkan menggunakan  bahan  Fumed  silika,  TEOS  dan TMOS  (Naskar  dan  Chartterjee,  2004)  dapat mengunakan metode pelelehan ( melting ). Proses dari  pelelehan  dimulai  dengan  pendinginan ( cooling )  dan  kekristalisasi  yang  bersesuaian dengan  mineral  tersebut.  Pelelehan  tergantung pada  pereduksian  suhu  leleh,  perubahan  dalam medium  (Pitak,  1997)  dan  membutuhkan  suhu yang sangat tinggi.

## 2.3 Magnesium
Magnesium adalah unsur kedelapan  yang paling berlimpah  dan  merupakan  sekitar  2%  dari  berat kerak  bumi  dan  merupakan  unsur  yang  paling banyak ketiga terlarut dalam air laut. Magnesium sangat  melimpah  di  alam  dan  ditemukan  dalam bentuk mineral penting didalam bebatuan, seperti dolomit, magnetit, dan olivine. ini juga ditemukan dalam air laut, asin bawah tanah dan lapisan asin. Ini  adalah  logam  structural  ketiga  yang  paling melimpah  dikerak  bumi,  hanya  dilampaui  oleh aluminium dan besi.
Amerika  Serikat  secara  umum  menjadi pemasok utama dunia logam ini. Amerika Serikat memasok 45% dari produksi dunia, bahkan pada tahun  1995  Dolomit  dan  magnesit  ditambang sampai sebatas 10 juta ton per tahun, di negara- negara seperti Cina, Turki, Korea Utara, Slowakia, Austria,  Rusia  dan  Yunani.  Aplikasi  senyawa Magnesium  digunakan  sebagai  bahan  tahan  api dalam  lapisan  dapur  api  untuk  menghasilkan logam  (besi  dan  baja,  logam  nonferrous),  kaca, dan semen.
Magnesium  adalah  unsur  kimia  dalam  tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12  serta  berat  atom  24,31.  Magnesium  adalah elemen  terbanyak  kedelapan  yang  membentuk 2%  berat  kulit  bumi,  serta  merupakan  unsur terlarut  ketiga  terbanyak  pada  air  laut.  Logam alkali  tanah  ini  terutama  digunakan  sebagai  zat
campuran  (alloy)  untuk  membuat  campuran alumunium-magnesium  yang  sering  disebut "magnalium"  atau  "magnelium".  Magnesium merupakan salah satu jenis logam ringan dengan karakteritik  sama  dengan  aluminium  tetapi magnesium  memiliki  titik  cair  yang  lebih  rendah dari pada aluminium.

## 2.4 Alumina
Alumina  (Al 2 O 3 )  merupakan  material  keramik nonsilikat yang paling penting. Material ini meleleh pada  suhu  2051  °C  dan  mempertahankan kekuatannya  bahkan  pada  suhu  1500  sampai 1700°C.  Alumina  mempunyai  ketahanan  listrik yang tinggi dan tahan terhadap kejutan termal dan korosi. Alumina (Al 2 O 3 ) diperoleh dari pengolahan biji  bauksit  yang  mengandung  50-60%  Al 2 O 3 ;  1- 20%  Fe 2 O 3 ;  1-10%  silika;  sedikit  sekali  titanium, zirkonium  dan  oksida  logam  transisi  lain;  dan sisanya (20-30%) adalah air.
Aluminium  oksida  (Al 2 O 3 )  atau  yang  lebih dikenal  dengan  alumina  insulator  (penghantar) panas  dan  listrik  yang  baik.Aluminium  oksida (Al 2 O 3 ) berperan penting dalam ketahanan logam aluminum  terhadap  perkaratan  dengan  udara, Logam  aluminium  sebenarnya  amat  mudah bereaksi  dengan  oksigen  di  udara.  Aluminium bereaksi  dengan  oksigen  membentuk  aluminium oksida yang terbentuk sebagai lapisan tipis  yang dengan  cepat  menutupi  permukaan  aluminium, Lapisan  ini  melindungi  logam  aluminium  dari oksidasi lebih lanjut.

## 2.5 Keramik
Keramik  berasal  dari  bahasa  Yunani  “keramos” yang  memiliki  arti  yang  berbeda-beda.  Definisi keramik itu sendiri ada iga macam, yaitu: a)  Bahan atau mineral yang terbuat dari tanah liat yang dibakar.
b)  Material anorganik yang tersusun atas unsur logam  dan  non  logam  yang  berkaitan  ionik atau kovalen.
c)  Semua material yang bersifat keras, rapuh, tahan  panas,  dan  tahan  korosi  serta mengandung  satu  atau  lebih  unsur  logam termasuk oksigen.
Keramik  merupakan  paduan  logam  yang terikat  secara  ionik  dan  kovalen.  Berdasarkan fungsinya keramik dapat dibedakan  menjadi  dua kelompok, yaitu:
1)  Keramik  tradisional,  yaitu:  keramik  yang banyak digunakan untuk produk-produk yang sederhana,  seperti:  bahan-bahan  abrasif refraktori  (tahan  panas),  gelas,  porselin  dan bahan bangunan seperti beton, lantai dal lain- lain.
2)  Keramik  modern,  penggunaannya  pada teknologi  canggih  atau  alat-alat  teknik.
Keramik modern memiliki sifat-sifat listrik, sifat mekanik, dam sifat termal yang baik, sehingga digunakan untuk teknologi canggih.
Keunggulan keramik dibanding logam sebagai bahan  industri  antara  lain  tidak  korosif,  ringan, keras, kuat, dan stabil pada suhu tinggi. Keramik pada  awalnya  diproduksi  secara  tradisional  dari mineral alam, namun sekarang kegunaan keramik bermacam-macam  fungsinya,  dahulu  hanya digunakan sebagai barang pecah belah, gerabah, namun  sekarang  telah  menjadi  industri  yang cukup  besar  dengan  aplikasi  kegunaan  seperti keramik  porselin  sebagai  salah  satu  bahan isolator listrik, peralatan  pabrik dan lain sebagainya

## 3.  METODE PENELITIAN

## 3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini  adalah  gelas  breaker,  spatula,  neraca  digital, alat  penggiling (Ball  mill), alumina  ball, saringan, oven  (pengering),  cetakan (molding), alat  cetak tekan (Hydraulic  press) ,  tungku (Furnance), jangka  sorong (Vernier  caliper) ,  ( Microscope Optical) ,  alat  uji  kekerasan (Microhardness Tester), Alat Uji XRD (X-Ray Diffractometer), dan bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah abu vulkanik Gunung Sinabung, Magnesium  Oksida  (MgO),  Alumina  (Al 2 O 3 )  dan air (H 2 O).

## 3.2 Pembuatan Sampel Keramik
Proses pembuatan sampel keramik yang dilakukan dalam penelitian ini yang pertama yaitu pada penentuan komposisi sampel uji yang akan dibentuk,  dimana  sesuai  tujuan  penelitian  ini, komposisi  sampel  uji  dibuat  secara  bervariasai, yaitu: Sampel 1, abu vulkanik 90%, Al 2 O 3 5% dan MgO 5%, dan pada sampel 2, abu vulkanik 80%, Al 2 O 3 10%  dan  MgO  10%  setelah  dilakukan penimbangan  komposisi tersebut,  tambahkan air pada  setiap  bahan  sampel  yang  telah  ditimbang sebanyak 25 ml, selanjutnya adalah penggilingan dengan menggunakan mesin penggiling (ball mill) dengan  durasi  (waktu)  selama  4  jam  yang bertujuan  untuk  membuat  keseragaman  pada bentuk  ukuran  partikelnya  atau  dengan  kata  lain membuat  homogenisasi  pada  bahan  sampel keramik  tersebut,  setelah  proses  penggilingan selesai  maka  langkah  selanjutnya  adalah pengeringan  (Oven)  yang  bertujuan  untuk menghilangkan kadar air atau melepas molekul air yang  terdapat  pada  bahan  sampel  keramik tersebut  yaiti  selama  ±  12  jam  dengan Temperature 100 °C, setelah proses pengeringan selesai dilakukan maka proses selanjutnya adalah pencetakan  bahan  sampel  uji  tersebut  dimana
pada  proses  ini  sampel  akan  dibentuk  dengan berbentuk pellet dengan metode cetak tekan (dry Pressing) dengan tekanan 80 kg/cm 2 , dan setelah proses  pencetakan  pada  sampel  telah  selesai dilakukan  maka  langkah  selanjutnya  adalah proses  pembakaran (sintering), dimana  sintering merupakan  suatu  proses  pembakaran  yang bertujuan  untuk  saling  mengikat  butiran-butiran dan  menurunkan  porositas  yang  dilakukan  pada suhu tinggi dan untuk memperoleh benda menjadi keramik yang kompak dan kuat sesuai spesifikasi yang  diinginkan,  dan  pada  penelitian  ini  suhu pembakaran  (sintering)  juga  dilakukan  secara bervariasi yaitu dari suhu 600 °C, 800 °C, 1000 °C, 1100  °C,  1200  °C,  hal  ini  bertujuan  untuk mengetahui  suhu  pembakaran  yang  optimum pada sampel uji keramik tersebut.

## 3.3 Pengujian Sampel (Karakterisasi)
a) X-Ray Diffraction (XRD ) Dalam  penelitian  ini,  karakterisasi  struktur  kristal sampel  uji  dilakukan  dengan  metode  difraksi sinar-X.  Tujuan  dilakukannya  pengujian  analisa struktur kristal adalah untuk mengetahui perubahan  fasa  struktur  bahan  dan  mengetahui fasa-fasa apa saja yang terbentuk selama proses pembuatan  sampel  uji.  XRD  adalah  suatu peralatan  yang  dapat  memberikan  data-data difraksi  suatu  bahan  dan  besar  kuantitas intensitas  difraksi  pada  sudut-sudut  difraksi  2θ. Ada  dua  karakteristik  utama  dari  difraksi  yaitu geometri  dan  intensitas.  Geometri  dari  difraksi secara  sederhana  dijelaskan  oleh  Bragg’s  Law. Misalkan ada dua pantulan sinar α dan β. Secara matematis sinar β tertinggal dari sinar α sejauh xy + yz yang sama dengan 2d sinθ secara geometris. Agar  dua  sinar  ini  dalam  fasa  yang  sama  maka jarak ini harus berupa kelipatan bilangan bulat dari panjang gelombang sinar  λ. Maka didapatkanlah Hukum Bragg:
nλ = 2 d hkl sin θ (1)
XRD  adalah  suatu  peralatan  yang  dapat memberikan  data-data  difraksi  suatu  bahan  dan besar  kuantitas  intensitas  difraksi  pada  sudut- sudut difraksi 2θ.

## b)  Uji densitas (Massa Jenis)
Pada  pnelitian  ini  pengkuran  densitas  dilakukan dengan menggunakan metode langsung, pengukuran densitas
diperlukan untuk
mengetahui  karakteristik  dari  bahan  material keramik  dan  untuk  mengetahui  suatu  besaran kerapatan  massa  benda  yang  dinyatakan  dalam berat  benda  persatuan  volume  benda  tersebut. Besaran massa jenis dapat membantu menerangkan  mengapa  benda  yang  berukuran
sama  memiliki  berat  yang  berbeda,  dan  dalam hubungannya dapat dituliskan sebagai berikut
= (2)

## c)  Uji Kekerasan
(Hardness Vickers)
Kekerasan  didefenisikan  sebagai  ketahanan bahan terhadap penetrasi pada suatu permukaan  sampel  uji.  Pengujian  kekerasan dengan  metode Vickers dilakukan  dengan menggunakan Microhardness Tester . Prinsip dari uji kekerasan Vickers adalah besar beban  dibagi  dengan  luas  daerah  indentasi atau dapat dirumuskan sebagai berikut;
= 1.854 × (3)

## d)  Struktur Morfologi (Microscope Optical)
Pada  peneltian  ini  untupengamatan  Struktur Morfologi  dilakukan  dengan  menggunakan  alat Mikroskop  BS-6000AT  digital,  dimana  alat  ini memiliki  kemampuan  memperbesar  benda  dari 40x  hingga  1400x  dan  juga  pencahayaan  dapat diatur  dengan  mudah.  Dan  tujuan  dilakukan pengamatan struktur morfologi pada penelitian ini adalah  untuk  mengamati  persebaran  material pada material keramik.

## 4.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Hasil pengujian XRD (X-Ray diffraction)
Anlisa XRD dilakukan untuk mengetahui perubahan  fasa  struktur  bahan  dan  mengetahui fasa-fasa apa saja yang terbentuk dalam selama proses  pembuatan  sampel  uji.  Sampel  yang digunakan dalam analisa ini adalah sampel 1 yang berkomposisi  Abu  sinabung  90%,  Al 2 O 3 5%  dan MgO 5% di sintering pada suhu 1100°C.
Gambar 1 Hasil Pengujian XRD sampel 1    pada suhu 1100 °C
Dari Gambar 1 di atas dapat kita lihat terdapat 16 puncak tertinggi yang diperoleh dari sampel 1 tersebut,  dan  yang  paling  tertinggi  diantara puncak-puncak  nya  terdapat  pada  puncak  yang ke  6,  hal  ini  menunjukkan  bahwa  struktur  kristal yang paling murni yang terbentuk pada sampel uji 1  ini  terdapat  pada  puncak  yang  ke  6  dan  yang akan menjadi acuan kita untuk mencari fasa-fasa
apa  saja  yang  terbentuk  pada  puncak-puncak tersebut  dengan  menggunakan  software  macth. Hasil  pencarian  fasa-fasa  yang  terbentuk  pada sampel  tersebut  dapat  dilihat  pada  Tabel  2 berikut.
Tabel 2. Hasil Pengujian XRD sampel 1 pada suhu 1100 °C
Dari Tabel 2 di atas dapat kita lihat bahwa fasa yang dominan terbentuk dalam sampel 1 ini  adalah  SiO 2, sekaligus  fasa  yang  struktur kristalnya murni terbentuk pada sampel ini dan untuk  fasa  yang  minor  atau  fasa  yang  paling sedikit terbentuk pada sampel 1 ini adalah fasa Al ₂ SiO ₅ .  Berikut  ini  akan  disajikan  hasil pengujian  XRD  pada  sampel  2  dimna  seperti yang sudah dijelaskan diatas pada sampel 2 ini ada  perbedaan  persentase  komposisi  yaitu menjadi, abu  80%,  Al 2 O 3 10% dan MgO 10% dan di sintering pada suhu 1200 °C.
Gambar 2 Hasil pengujian XRD sampel 2 pada suhu1200 °C
Dari  Gambar  2  diatas  dapat  kita  lihat bahwa    pada  gambar  tersebut  terdapat  13 puncak yang tertinggi, dan puncak yang paling tinggi diantara ke 13 puncak tersebut terdapat pada  puncak  yang  ke  4  dan  struktur  kristal yang paling murni terbentuk pada sampel ke 2 ini  adalah  terdapat  pada  puncak  yang  ke  4. Berikut  ini  hasil  dari  pengolahan  data  yang telah dilakukan pada sampel yang ke 2.
Tabel 3. Hasil Pengujian XRD sampel 2 pada suhu 1200 °C
Dari  Tabel  3  diatas  dapat  kita  lihat  bahwa penambahan  persentase  komposisi  pada  Al 2 O 3 dan  MgO  sangat  berpengaruh  pada  fasa  yang terbentuk  dalam  sampel  uji  ini,  walupun  fasa tertinggi pada sampel ini yang ditunjjukan pada no 4 yaitu SiO 2 , tetapi fasa-fasa  yang lain terbentuk pada  sampel  2  ini  terlihat  lebih  banyak  jika dibandingkan dengan sampel 1 yang mendominasi  hanya  SiO 2 ,  dan  pada  pengujian sampel  2  ini  juga  menunjjukkan  bahwa  semakin bertambah nya persentase komposisi pada Al 2 O 3 dan  MgO  sangat  berpengaruh  pada  fasa  baru yang  terbentuk  pada  sampel  2  ini,  dimana  bisa kita  lihat  perubahannya  yaitu  ketiga  bahan tersebut  sudah  saling  bereaksi  seperti  yang  kita lihat pada puncak yang ke 5 dan ke 10, dan pada puncak no 12 dan puncak no 13 disana dapat kita lihat terbentuknya Al ₂ MgO ₄ (Spinel),  dan jika kita bandingkan  ke  hasil  pengujian  XRD  sampel  1, pada  sampel  tersebut    Al 2 O 3 tidak  bereaksi dengan  MgO,  jadi  dari  penjelasan  diatas  dapat kita  simpulkan  bahwa  penambahan  persentase komposisi  pada  sampel  2  sangat  berpengaruh pada  fasa-fasa  yang  terbentuk  pada  sampel  uji tersebut.

## 4.2 Hasil Pengujian densitas (Massa Jenis)
Pengukuran densitas dilakukan untuk mengetahui pada  suhu sintering berapa  densitas  maksimum terjadi dan pengujian pada penelitian ini dilakukan dengan metode biasa atau langsung yaitu dengan memabagikan  langsung  massa  dengan  volume dari sampel tersebut. Berikut ini akan di jelaskan hasil  pengujian  densitas  bahan  material  keramik sampel  1  dengan  komposisi  abu  vulkanik  90%, Al 2 O 3 5%  dan  MgO  5%,  dan  untuk  sampel  2 komposisi abu vulkanik 90%, Al 2 O 3 10% dan MgO 10% dapat kita lihat pada Tabel 4 dan Gambar 3 berikut.
Tabel 4. Hasil perbandingan nilai densitas pada setiap sampel uji Gambar 3 Hasil perbandingan nilai densitas pada setiap sampel uji
Dari Tabel 4 dan Gambar 3 diatas dapat dilihat perbandingan  hasil  nilai denistas  pada  sampel  1 dan  sampel  2,  dimana  dari  data  hasil  pengujian diatas  pada  sampel  1  dari  suhu  600  °C  sampai dengan  suhu  1100  °C  nilai  densitas  mengalami kenaikan nilai densitasnya, sementara pada suhu 1200 °C nilai denistas mengalami penururan, hal ini menunjukkan bahwa pada sampel 1 pada suhu 1200  °C  ini  mengalami  perubahan  bentuk  dan telah mendejati titik leburnya (deformasi, dari hasil pengujian  diatas  dapat  disimpulkan  bahwa  suhu optimum  pada  sampel  1  ini  adalah  pada  suhu 1100 °C. Dan pada sampel 2 dapat dilihat bahwa ada  perubahan  pada  hasil  pengujian  densitas pada  sampel  2  tersebut  dimana  semakin  tinggi suhu  sintering,  dan  jika  dibandingkan  dengan sampel 1 nilai yang densitas yang cenderung baik itu berada pada sampel 2, hal ini bisa dipengaruhi karena  pada  sampel  2  ini  terbentuknya  fasa Al ₂ MgO ₄ (Spinel) dimana seperti yang kita ketahui bahwa  nilai  densitas  pada  keramik  spinel  ini memiliki nilai densitas yang cukup tinggi.
4.3 Hasil  Pengujian  Kekerasan (Hardness Vickers )
Uji  kekerasan  yang dilakukan  pada  penelitian  ini adalah  dengan  metode  Kekerasan Vickers yang mengacu pada standard JIS Z 2251. (Somiya,1989), Dan  tujuan  dilakukan  pengujian kekerasan adalah untuk mengetahui nilai
kekerasan  yang  terdapat  pada  setiap  sampel  uji dengan menggunakan alat Microhardness tester. Berikut  ini  akan  di  jelaskan  hasil  pengujian kekerasan    bahan  material  keramik  sampel  1 dengan  komposisi  abu  vulkanik  90%,  Al 2 O 3 5%
dan MgO 5%, dan untuk sampel 2 komposisi abu vulkanik 90%, Al 2 O 3 10% dan MgO 10% dapat kita lihat pada Tabel 5 dan Gambar 6 berikut.
Tabel 5 Perbandingan hasil nilai uji kekerasan pada setiap sampel uji No Suhu °C HV (Kgf/mm²) 1 1100 364.92 1200 567.28 2 1100 385.69 1200 768.21
Dari  Tabel  5  diatas  dapat  kita  lihat  nilai perbandingan antara sampel 1 dan sampel 2, dimana  dapat  kita  lihat  bahwa  nilai  densitas yang cukup tinggi berada pada sampel 2, untuk lebih  jelas,  akan  disajikan  dalam  bentuk Gambar 6 berikut.
Gambar 6. Perbandingan Hasil Nilai uji Kekerasan pada setiap sampel uji
Dari  Gambar  di  atas  dapat  kita  dilihat perbandingan    hasil  nilai  kekerasan  yang diperoleh  pada  setiap  sampelnya,  dimana  pada garis  yang    berwarna  biru  adalah  sampel  1  dan garis yang berwarna merah adalah sampel 2. Dan dapat dilihat kenaikan nilai kekerasannya, dimana gambar  tersebut  menunjjukkan  nilai  kekerasan yang  cenderung  tinggi  ada  pada  ssmpel  2  yang mencapai  768.21  kgf/mm 2 pada  suhu  1200  °C, sementara pada sampel 1 pada suhu yang sama yaitu  pada  suhu  1200  °C,  nilai  kekerasan  yang diperoleh  sampel  1  ini  hanya  mencapai  567.28 kgf/mm 2 . hal ini menunjjukan bahwa penambahan persentase  komposisi  pada  sampel  2  sangat berpengaruh pada nilai kekerasan yang dihasilkan oleh  sampel  tersebut,  dimana  setelah  dilakukan penambahan  persentase  komposisi  pada  unsur Al 2 O 3 dan MgO sebanyak 5% per unsurnya maka nilai  kekerasan  yang  didapatkan  juga  semakin baik.
1.66 1.69 1.70 1.81
1.73 1.71 1.91 2.06 1.5 1.7 1.9 2.1 500 700 900 1100 1300 De nsita s (K g/ cm 3 ) Suhu°C (Sintering) sa… sa… 364.92 567.28 385.69 768.21 300 400 500 600 700 800 1050 1100 1150 1200 1250 Har d ne ss V icker s (K gf /m m ²) Suhu °C (Sintering) Perbandingan nilai kekerasan pada sampel uji

## 4.4 Hasil  Pengamatan  Struktur  Morfologi
(Optical Microscope)
Pengamatan  struktur  morfologi  dilakukan  untuk melihat  perbesaran  yang  terjadi  pada  sampel keramik  atau  melihat  perbesaran  pori  pori  yang terdapat  pada  permukaan  sampel  tersebut, dengan  melakukan  pemangamatan  struktur morfologi  ini  kita  akan  bisa  melihat  langsung apakah campuran bahan  yang ada pada sampel tersebut  sudah  terlihat  merata  atau  belum  sama sekali.  Hasil  pengamatan  struktur  morfologi dengan  menggunakan Microscope BS-6000  AT pada  sampel  keramik  yang  pertama  dengan komposisi  Abu  Vulkanik  gunung  sinabung  90%, Al 2 O 3 5%,  MgO  5%  di  sintering  pada  suhu  1100 °C  dan  pada  suhu  1200  °C  ditunjukkan  pada Gambar 7 berikut.
1100 °C 1200 °C Gambar 7. Hasil Foto Optical Microscope pada sampel 1 di sentering pada suhu 1100 °C dan 1200 °C
Dari  hasil  foto optical  microscope dengan perbesaran 40 kali, permukaan struktur sampel 1 dengan komposisi Abu 90%, Al 2 O 3 5%, dan MgO 5%  di  sintering  pada  suhu  1100  °C  dapat  kita amati  dari  Gambar.  4.1  diatas,  terlihat  dengan jelas  bahwa  yang  masih  sangat  kelihatan  dari gambar  tersebut  diatas  adalah  aluminanya  yaitu yang ditunjjukkan pada warna putih kilat, dan yang berwarna  abu-abu  itu  adalah  warna  dari  abu vulkanik gunung sinabung itu sendiri.
Seperti  yang  terlihat  dari  gambar  diatas  juga abu  vukanik  dan  unsur  Alumina  dan  juga  MgO belum  menyatu  atau  belum  bisa  dikatakan kompak,  dan  yang  berwarna  hitam  itu  disebut pori-pori yang ada pada sampel tersebut. Namun jika  kedua  hasil  tersebut  kita  bandingkan  terlihat bahwa yang lebih dominan terlihat merata adalah pada suhu sintering 1200 °C. Hal ini di karenakan kandungan unsur yang ada pada bahan material keramik  tersebut  belum  tercampur  dengan  rata ataupun pada saat proses homogenisasinya juga masih  kurang  optimal.  Untuk  hasil  pengamatan struktur morfologi pada sampel 2 yang berkomposisi Abu 80%, Al 2 O 3 10% dan MgO 10% di  sintering  pada  suhu  1100  °C  dan  1200  °C ditunjukkan pada Gambar 8 berikut ini.
1100 °C 1200 °C
Gambar 8 Hasil Foto Optical Microscope pada sampel 2 di sentering pada suhu 1100 °C dan 1200 °C
Dari  hasil  foto optical  microscope dengan perbesaran  40  kali,  permukaan  struktur  sampel yang ke 2 dengan komposisi Abu vulkanik gunung sinabung  80%,  Al 2 O 3 10%,  dan  MgO  10%  di sintering pada suhu 1100 °C dapat kita amati dari Gambar  8  diatas.  Pada  hasil  foto  optical microscope  diatas  terlihat  permukaan  struktur sampel  yang  ke  2  pada  suhu sintering 1100  °C sudah  merata  dibandingkan  dengan  sampel  1 dengan komposisi Abu 90%, Al 2 O 3 5%, dan MgO 5% walaupun pada foto hasil pengamatan diatas masih  ada  terlihat  pori-pori  tetapi  tidak  terlalu banyak.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  persentase campuran  juga  sangat  berpengaruh  untuk mendapatkan  hasil  yang  optimal.  Untuk  hasil pengamatan  struktur  morfologi  pada  sampel  2 pada suhu sintering 1200 °C Seperti yang kita lihat pada  gambar  4.6  diatas  terlihat  bahwa  bahan sampel  keramik  Abu  Vulkanik,  Al 2 O 3 dan  MgO sudah hampir bisa dikatakan menyatu atau sudah merata  walaupun  masih  banyak  juga  terdapat pori-pori  pada  permukaan  sampel,  dan  yang paling kelihatan pada pengamatan ini masih pada alumina  dan  abu  gunung  sinabungnya  dan  juga belum  bisa  dikatakan  bahwa  ketiga  bahan material  keramik  tersebut  menyatu.  Hal  ini menunjukkan bahwa pesentase komposisi sampel uji dan suhu sintering sangat berpengaruh untuk  mendapatkan  hasil  yang  optimal,  dimna pada  saat  suhu  sintering  dinaikkan  maka  hasil pengamatan strukturnya terlihat lebih merata.

## 5.  KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan pada  pembuatan  keramik  magnesium  alumina silika    dapat  disimpulkan  beberapa  hal  sebagai berikut.
1)  Telah  berhasil  dibuat  keramik  magnesium alumina silika dari bahan dasar abu vulkanik Gunung sinabung khususnya pada sampel 1 dengan  komposisi  Abu  Vulkanik  90%,  Al 2 O 3 5%, dan MgO 5% di sintering pada suhu 1100 °C,  sedangkan  pada  sampel  2  dengan komposisi  Abu  Vulkanik  Gunung  sinabung 80%, Al 2 O 3 10% dan MgO 10%  fasa lain yang terbentuk adalah fasa  Al ₂ MgO ₄ (spinel). 2)  Pada pembuatan keramik magnesium alumina silika dari bahan abu vulkanik gunung
sinabung, suhu pembakaran (sintering) yang optimum  pada  sampel  1  dengan  komposisi abu  90%,  Al 2 O 3 5%  dan  MgO  5%    adalah pada  suhu sintering 1100  °C  dengan  hasil nilai densitas sebesar 1.81 gr/cm 2 dan untuk hasil  nilai  kekerasannya  sebesar  567.28 kgf/mm 2 Sedangkan pada sampel 2 abu 80%, Al 2 O 3 10% dan MgO 10%  suhu pembakaran (sintering) yang  optimum  adalah  pada  suhu 1200  °C  dengan  hasil  nilai  densitas  sebesar 2.06  gr/cm 2 dan  hasil  nilai  kekerasannya sebesar 768.21 kgf/mm 2 .

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Ajie,  N.  G.  2008.  Sintesis  &  Karakterisasi Keramik  Struktural  Alumina  Pada  Sintering Temperatur  Rendah  Untuk  Aplikasi  Armorf Facing. Tugas Akhir Sarjana, ITB Bandung.
[2].  Astuti,  A.  2008.  Keramik:  Ilmu  dan  Proses Pembuatannya. Yogyakarta: Jurusan  Kriya, Fakultas Seni Rupa, ISI.
[3].  Chartterjee, M and Naskar M.K. 2004. Sol-Gel Synthesis of Lithium Aluminium Silicate Powders;  The  Effect  of  Silica  Sources. Ceramic International . 32. p.   623 – 632.
[4].  Etty, M.W. & Muljadi. 1997. kajian pembuatan keramik kordirit sebagai media katalis. Jakarta: puslitbang fisika terapan-LIPI.
[5].  Fiantis, D., 2006. Laju Pelapukan Kimia Debu Vulkanis  G.  Talang  Dan  Pengaruhnya Terhadap   Proses Pembentukan Mineral Liat
Non-Kristalin.Fakultas  Pertanian/Jurusan Tanah. Universitas Andalas. Padang
[6].  Firman,  L.  2016.  Pengaruh  suhu  sintering pada    magnet  NdFeB  terhadap  sifat  fisis, magnetic dan   struktur kristalin.
[7].  Hari  Subiyanto.,  Subowo.,  (2008). Pengaruh Temperatur Penuangan Aluminium A- 356 Pada  Proses  Pengecoran  Terhadap  Sifat Mekanis Dan Struktur  Mikro  Coran ,  Jakarta, Indonesia.
[8].  Jamaluddin,  K.  2010. X-Rays  Difractions . Makalah Fisika Material. Departemen Pendidikan  Fisika  Fakultas  Keguruan  dan Ilmu Pendidikan Universitas   Halueleo. Kendari [9].  Llu,  M.O.  1998  ”Mechanical  Alloying  and Milling  ”(Boston,kluever Academic publishers.
[10].  Lin  C.  W.,  Et  All.,  1998, Production  Of Silicacarbida  Al  2124  Alloy    Functionally Gradded   Materials  By  Mechanical  Powder
Metallurgy Technique, Department Of
Material,   Imperial  College  Of  Science Tehnology And Medicine,  Prince  Consort Road, London  SW7 2BP.
[11].  Nurul,  T.R.,  Agus,  S.W.  &  Suryadi,D.  2007. HEM   type  E3D.  Alat  penghancur  pembuat fungsional  nanometer  dan  gerakan  elips  3 dimensi paten no   p00200700207.
[12].  Pitak,  N.V  and  Ansimova,  T.  A.  1977. Mechanism of  Destruction  of  Mullite- Corundum  Products in a  Variable  Redox
Medium. Refractories . 15. P. 38-41