Simulasi Diameter Gel Basah Pada Fabrikasi Kernel Yttria-Stabilized Zirconia Menggunakan Alat Gel-Casting

Abstract

Simulasi Diameter Gel Basah Pada Fabrikasi Kernel Yttria-Stabilized Zirconia Menggunakan Alat Gel-Casting. Pada proses pembuatan kernel yttria-stabilized zirconia (YSZ), broth diteteskan melalui alat gel-casting untuk membentuk gel basah YSZ. Broth adalah umpan alat gel-casting yang berupa larutan terdiri dari zirconium (IV) nitrate, yttrium (III) nitrate hexahydrate, urea, tetrahydrofurfuryl alcohol (THFA), dan poly vinyl alcohol (PVA). Parameter proses alat gel-casting seperti frekuensi vibrasi dan kecepatan aliran broth diatur untuk memperoleh bentuk dan ukuran diameter gel basah yang diinginkan. Alat gel-casting yang berada di PTBBN BATAN memiliki satu buah nozzle dengan diameter 1 mm. Kegiatan simulasi ini perlu dilakukan untuk mengurangi jumlah eksperimen di laboratorium sehingga mengurangi volume limbah yang diakibatkan trial and error dalam eksperimen. Selain itu, simulasi ini bertujuan untuk memprediksi diameter gel basah yang dihasilkan. Oleh karena itu, simulasi diameter gel basah perlu dilakukan dan diverifikasi dengan hasil eksperimen. Berdasarkan hipotesa, simulasi diameter gel basah dapat dilakukan dengan memperhitungkan parameter alat gel-casting seperti kecepatan aliran broth dan frekuensi vibrasi. Selain itu karakteristik dari broth seperti densitas juga mempengaruhi diameter gel basah. Diameter gel basah yang dihasilkan alat gel-casting diukur menggunakan alat mikroskop digital. Diameter gel basah dari eksperimen didekati menggunakan persamaan yang dimodifikasi dengan memperhitungkan frekuensi vibrasi, kecepatan aliran broth, konsentrasi metal dalam broth dan densitas broth. Hasil simulasi menunjukkan penyimpangan yang lebih kecil dari simulasi menggunakan persamaan sederhana yang hanya memperhitungkan frekuensi vibrasi dan kecepatan aliran broth. Kata kunci: simulasi, diameter, gel basah, broth, alat gel-casting.