MAKALAH KIMIA ZAT PADAT
Keramik
Disusun Oleh: Zahirwan
Leo Saputra S
Ernawati
Pirden Simanjuntak
Mata Kuliah
: Kimia Zat Padat
Dosen Pengasuh: Drs. M Hadeli L, M.Si
Program Studi Pendidikan Kimia
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sriwijaya
2014
I. Bahan Keramik
Keramik adalah material anorganik dan non-metal. Umumnya keramik
adalah senyawa antara logam dan non logam. Untuk mendapatkan
sifat-sifat keramik biasanya diperoleh dengan pemanasan pada suhu
tinggi. Keramik: - tradisional
modern
Keramik tradisional: biasanya dibuat dari tanah liat .
Contoh: porselen, bata ubin, gelas dll.
Keramik modern: mempunyai ruang lingkup lebih luas dari keramik
tradisional dan mempunyai efek dramatis pada kehidupan manusia
seperti pemakaian pada bidang elektronik, komputer, komunikasi,
aerospace dll.
Ikatan atom pada keramik umumnya ikatan ion, walaupun ada
sebagian mempunyai kovalen
Bahan keramik terdiri dari fasa kompleks yang merupakan senyawa
unsure metal dan non metal yang terikat secara ionic maupun
kovalen. Keramik pada umumnya mempunyai struktur kristalin dan
sedikit electron bebasnya. Susunan kimia keramik sangat
bermacam-macam yang terdiri dari senyawa yang sederhana hingga
campuran beberapa fasa kompleks. Hampir semua keramik merupakan
senyawa-senyawa antara unsur elektropositif dan elektronegatif.
Keramik memiliki sifat-sifat antara lain mudah pecah dan getas.
Kekuatan dan ikatan keramik menyebabkan tingginya titik lebur,
tahan korosi, rendahnya konduktivitas termal, dan tingginya
kekuatan kompresif dari material tersebut. Secara umum keramik
mempunyai senyawa-senyawa kimia antara lain: SiO2, Al2O3, CaO,
Na2O, TiC, UO2, PbS, MgSiO3, dan lain-lain.
II. Jenis bahan keramik Kaolin
Kaolin diklasifikasikan dalam 2 jenis yaitu pertama suatu
endapan residu berasal dari perubahan batu-batuan. Kedua adalah
jenis pengendapan yang mana batu bagus dan partikel-partikel clay
telah dipisahkan dari endapan.
Kaolin yang berasal dari preshidrotermal yaitu pengikisan yang
terjadi akibat pengaruh air panas yang terdapat pada retakan dan
patahan serta daerah permeable lainnya dalam batu-batuan. Kaolin
yang berasal dari proses pelapukan (sedimentasi) yaitu pelapukan
batuan beku dan batuan metamorpik yang
reaksinya adalah sebagai berikut :
KAlSi 3 O8 HAlSi3O8 + KOH (Hydrolysis)
HAlSi3O8 HAlSiO4 + 2Si O2 (Desilikation) 2HAlSiO4 + H2O
(OH)4Al2Si2O5 (Hydration)
Kaolin yang dipergunakan dalam pembuatan sampel adalah kaolin
yang berasal dari Kecamatan Bandar Pulau Kabupaten Asahan Sumatera
Utara dengan cadangan dan potensi cukup banyak 7.913.000 ton (Dinas
Pertambangan dan Energi Sumut, 2007).
Garis besar deretan reaksi atau perubahan fasa kaolin yang
dipanaskan adalah sebagai berikut :
a. Tahap pertama : Sekitar 500oC yaitu reaksi endotermis yang
sehubungan dengan hilangnya struktur air atau dehidrasi kaolinit
dan pembentukan metakaolin,
2Al2O3.4SiO2.
b. Tahap kedua : Sekitar 950oC yakni reaksi eksotermis,
sehubungan dengan pengkristalan yang cepat fasa bentuk jarum
(spinel), disebut -Al2O3, oleh Brinley dan Nakahira dinyatakan
dengan 2Al2O3.3SiO2.
c. Tahap ketiga : Sekitar 1050 1100oC, sehubungan dengan
reaksi
eksotermis kedua dimana struktur bentuk jarum berubah menjadi
fasa mullit dan selanjutnya muncul kristobalit. Jika pemanasan
diteruskan akhirnya mullit akan mengkristal dengan baik dengan
komposisinya
3Al2O3.2SiO2. (Syukur, 1982)
Feldspar
Feldspar merupakan silikat alamiah pada umumnya digunakan dalam
pembuatan keramik sebagai bahan fluks (Fluxing Material) yaitu
sebagai sumber alumina dalam gas dan sumber alkali dalam gelas
serta sumber alkali dalam glasir dan enamel.
Bahan ini dapat berupa pelebur (fondaut) dengan kandungan
alumino-sifat-alkali yang beraneka ragam terdiri dari:
a. Arthose : (Si3Al)O8K, Potasis
b. Albite : (Si3Al)O8Na, Sodis
c. Anorthite : (Si3Al)O8Ca, Kalsis
Dari komposisinya dapat dilihat bahwa struktur feldspar tidak
berbeda dengan struktur tanah liat, merupakan silikat alamiah,
berwarna merah jambu ataukecoklat-coklatan dan merupakan mineral
keramik dengan salah satu komposisinya adalah NaAlSi3O8. Feldspar
juga merupakan jaringan silikat dan satu diantara empat atom
silicon digantikan oleh atom aluminium. Diatas temperature 900oC
feldspar umumnya masih dalam keadaan stabil dan tidak mengalami
perubahan fasa.(www.themineralorthoclase.com)
Clay (Lempung).
Clay dikenal sebagai tanah liat (argiles), merupakan sejenis
mineral halus berbentuk kepingan, gentian atau hablur yang
terbentuk dari batuan sediment (sediment rock) dengan ukuran butir
< 1/256 mm. pada umumnya ada 2 jenis clay yaitu: ball clay, dan
fire clay.
Ball clay digunakan pada keramik karena memiliki plastisitas
tinggi dengan tegangan patah tinggi serta pernah digunakan sendiri.
Fire clay terdiri dari tiga jenis yaitu: flin fire clay yang
memiliki struktur kuat, plastic fire clay yang memiliki workability
yang baik, serta high alumina clay yang sering dipergunakan sebagai
refraktori dan bahan tahan api.
Kuarsa (silica)
Kuarsa adalah salah satu mineral yang berupa kristal sempurna,
terdiri dari Kristal-kristal silica (SiO2). Kuarsa merupakan hasil
dari proses pelapukan yang mengandung mineral utama seperti: Al2O3,
Fe2O3, Cr2O3, Na2O3, TiO2, K2O. Kuarsa berwarna putih
bening,memiliki sifat-sifat fisis dan mekanis tertentu.
(www.refractron.com)
III. Pembentukan keramik
Proses pembentukan keramik dapat dilakukan dengan berbagai cara
antara lain:
a. Die pressing:
Pada proses ini bahan keramik dihaluskan hingga mebentuk bubuk,
lalu dicampur dengan pengikat (binder) organic, kemudian dimasukkan
kedalam cetakan dan ditekan hingga mencapai bentuk padat yang cukup
kuat. Metode ini umumnya digunakan dalam pembuatan ubin, keramik
elektronik, atau produksi dengan cukup sederhana karena metode ini
cukup murah.
b. Rubber mold pressing Metode ini dilakukan untuk menghasilkan
bubuk padat yang tidak seragam dan disebutrubber mold pressing,
karena dalam pembuatannya menggunakan sarung yang terbuat dari
karet. Bubuk dimasukkan kedalam sarung karet, kemudian dibentuk
kedalam cetakan hidrostatis.
c. Extrusion Molding.
Pembentukan keramik pada metode ini melalui lobang cetakan.
Metode ini bias digunakan untuk membuat pipa saluran, pipa reaktor,
atau material lain yang memiliki suhu normal untuk penampang
lintang tetap.
d. Slip Casting Metode ini dilakukan untuk memperkeras suspensi
dengan air dari cairan lainnya, dituang kedalam plaster berpori,
air akan diserap dari daerah kontak kedalam cetakan dan lapisan
yang kuat akan terbentuk.
e. Injection molding Bahan yang bersifat plastis diinjeksikan
dan dicampur dengan bubuk pada cetakan. Metode ini banyak digunakan
untuk memproduksi benda-benda yang mempunyai bentuk yang
kompleks.
IV. Bahan Dasar Keramik
Bahan dasar keramik terdiri dari fasa kompleks yang merupakan
senyawa netral dan non netral yang terikat secara ionic maupun
kovalen. Keramik pada umumnya mempunyai struktur kristallin dan
sedikit electron bebasnya. Susunan senyawa kimianya sangat
bervariasi, terdiri dari senyawa yang sederhana hingga campuran
dari beberapa fasa kompleks.
Pada dasarnya bahan baku keramik terdiri dari :
a. Bahan Plastis
Bahan ini berupa tanah liat (argiles) dengan kandungan mineral
yang bersifat liat dan mineral tambahannyang berasal dari endapan
kotoran.
Mineral berupa silikat, Mg, Fe, bersifat kapur dan alkali.
b. Bahan Pelebur
Bahan ini berupa feldspar dengan kandungan alumino silikat
alkalin yang beraneka ragam terdiri dari :
Orthose : (Si3Al)O8K, Potasis
Albithe : (Si3Al)8Na, Sodis
Anorthite : (Si3Al)O8Ca, Kalsis
c. Bahan penghilang Lemak
Bahan ini adalah bahan baku yang mudah di haluskan dan koefisien
penyusutannya sangat rendah. Biasanya bahan ini berfungsi sebagai
penutup kekurangan-kekurangan yang ada karena plastisitas yang
eksesif dari tanah liat, terdiri silica (SiO2) atau kwarsa yang
berbeda bentuknya.
d. Bahan tahan panas
Bahan ini terdapat bahan yang mengandung Mg dan SIlikat
aluminium
(Sembiring, Anwar D, 1990)
e. Bahan pencampur
Bahan penguat selalu digunakan kaolin, bahan ini merupakan bahan
baku utama dalam pembuatan keramik, berfungsi untuk mengontrol
tentang pembahasan dan distorsi selama pembakaran. Kaolin akan
membentuk fasa cair pertama dalam system pada sekitar suhu 9000C.
kemudian fasa kristalisasi utama dan berkutnya Mullite
(Relva,C,Buchanan, 1990).
2.5. Keramik Berpori
Keramik berpori memiliki sifat-sifat yang dibutuhkan sebagai
filter antara lain tahan korosi, tidak bereaksi dengan campuran
yang dipisahkan serta pori dan kekuatannya dapat diatur. Porositas
dapat diatur antara lain dengan menambahkan bahan aditif seperti
serbuk kayu dan bahan lain misalnya grog yang dapat menghasilkan
gas pada saat dibakar sehingga meninggalkan rongga yang disebut
pori. Hasil pengukuran keramik cordierite berpori menunjukkan bahwa
densitas berkisar 0,75-1,17 gr/cm3, porositas 58, kekuatan patah
0,5-2 MPa, kekerasan (HV) 0,3-1,8 GPa (Sebayang.P, 2006).
Swedish Ceramic Institute dapat membuat keramik berpori dengan
tehnik yang berbeda yang dinamakan tehnik protein suspensi hingga
memperoleh porositas antara 50-80% dari volume keramik. Refractron
Technologies Corp New York USA adalah badan yang meneliti dan
memproduksi keramik berpori, dimana mereka memproduksi keramik
berpori dengan karakteristik standar porositas antara 40-50%
sedangkan HP Technical Ceramics memproduksi keramik berpori dengan
standar porositas 35-50%.
Pembuatan keramik berpori dari bahan limbah juga telah dilakukan
oleh Sasai, dkk (2003) dengan mencampur limbah pabrik kertas,
serbuk gergajian kayu (K2CO3) sebagai activator dan clay sebagai
aditif dan dikalsinasi pada suhu 8500 C selama 1 jam pada tekanan 2
atmosfer. (Sasai,dkk. 2003)
2.6. Limbah Padat Pulp
Limbah padat pada umumnya merupakan sisa olahan dari suatu
industri, terkadang jumlahnya cukup besar tergantung pada jenis
industrinya. Limbah padat pulp pada dasarnya dapat mengganggu
aktivitas maupun lingkungan pabrik itu sendiri maupun kawasan
sekitarnya.
Pencemaran lingkungan bisa berdampak negatif pada kenyamanan dan
kesehatan di sekitarnya baik dalam jangka pendek maupun jangka
panjang justru itulah pemerintah harus bijaksana dalam
menanggulangi dan mengambil keputusan melalui AMDAL.
Nama baru yang merupakan komitmen setelah berganti nama dari
sebelumnya PT. Indorayon dan sekarang berganti nama menjadi PT.
Toba Pulp Lestari, Tbk menegaskan komitmen untuk menjaga
kelestarian lingkungan. Sejak kembali beroperasi pada akhir Maret
2003 setelah sekitar 4,5 tahun berhenti. Perusahaan ini telah
menutup produksi yang berpotensi ini menjadi polutan, melakukan
pengelolaan limbah, serta menggunakan kayu eucalyptus dan akasia
yang berasal dari tanaman industry sendiri.
Saat ini pabrik yang beberapa waktu lalu sempat mengalami
beberapa kali penutupan karena masalah lingkungan tersebut baru
memproduksi bubur kertas sebanyak 90 100 ribu ton dari kapasitas
maksimalnya yaitu 240 ribu ton per tahun. Sekitar 60 70 persen
produksinya saat ini ditujukan untuk diekspor dengan negara tujuan
Korea, Jepang, Taiwan dan Hongkong. Untuk ekspor pulp ini, mereka
harus melakukan tes kualitas ke Cina. Bentuk limbah pada dasarnya
cair atau padat, terkadang jumlahnya cukup besar.
Menurut pantauan dilapangan, jumlah limbah padat pulp di PT. TPL
Porsea Tobasa ini mencapai 7 ton perhari. Dapat dibayangkan
penumpukan limbah ini setiap bulan dan bagaimana pula setiap
tahunnya. Untuk tujuan dan menjaga kelestarian ini tentu pihak
terkait akan mengupayakan jalan keluarnya.
Timbullah pemikiran bagaimana cara mengolah limbah padat menjadi
material baru yang berguna dan bernilai dalam meningkatkan nilai
ekonomi masyarakat. Berdasarkan pantauan dan analisis senyawa kimia
di lapangan, limbah padat ini sangat dominan mengandung senyawa
bahan baku keramik, logam dan polimer. Oleh sebab itu diharapkan
limbah padat pulp dapat dijadikan sebagai basis bahan keramik
berpori. (lihat lampiran E)
Limbah padat pulp terdiri dari gugusan yang merupakan
proses-proses sisa olahan secara bertahap. Gugusan ini terdiri dari
: grit, dreg dan bio sludge.
Grit berasal dari proses recousstisizing berupa bahan yang tidak
bereaksi antara green liquoer dan kapur tohor, yang kandungan
utamanya adalah
bata dan pasir yang mengandung hidrokarbon
Dreg merupakan bahan endapan dari green liquoer yaitu smelt yang
dilarutkan dengan weak wash dari lime mud washer. Kandungan
utamanya adalah silika dan bahan karbon residu organik yang tidak
sempat terbakar dalam boiler. Bahan ini kaya akan karbon karena
tidak bereaksi.
Bio sludge : Merupakan campuran dari endapan limbah cair, yang
diperoleh dari proses primary dan secondary yang kandungan utamanya
adalah selulosa dan bakteri yang mati. Dengan demikian perlu
dilakukan pengamatan dan analisa lebih lanjut tentang
senyawa-senyawa atau fasa yang dominan dari kandungan limbah padat
pulp tersebut, sehingga cocok digunakan untuk membentuk material
keramik.
Dengan demikian perlu dilakukan pengamatan dan analisis lebih
lanjut tentang senyawa-senyawa kimianya maupun fasa dominan agar
dipadukan dengan bahan campuran yang ideal, sehingga dapat
dilakukan pembuatan keramik berpori yang tepat guna.
V. Struktur kristal:Ikatan atom : ion
atom bermuatan positif(atom logam) : kation
atom bermuatan negatif (non logam) : anion
Contoh : calcium fluoride (CaF2) kation :Ca+ anion : F-Struktur
kristal keramik dipengaruhi oleh karakteristik ion-ionnya seperti:
besar muatan listrik pada setiap ion, dan besar relatif antara ion
(gb 13.1)
Kristal keramik akan stabil jika anion yang mengelilingi kation
jika semuanya bersinggungan dengan kation.
STABILSTABIL TAK STABIL
Gambar 13.1 Stable and unstable anion-cation coordination
configuration. Open circles anions : closed circles denote
cation.
Bilangan koordinasi: Jumlah anion tetangga yang paling dekat
dengan kation dan bisa dihubungkan dengan dengan perbandingan
jari-jari kation dan anion.
Bilangan koordinasi = (rc/ra) rc = jari-jari kation ra =
jari-jari anion
Tabel 1 memperlihatkan macam-macam bilangan koordinasi
TABLE 1 Coordination and geometries for various cation anion
radius ration (rc/ ra) coordinationcation-anioncoordination
numberradius ratiogeometri
2< 0.55
30.155-0.225
40.225-0.414
60.414-0.732
80.73201.0
Tabel 13.3 memperlihatkan jari-jari ion untuk beberapa kation
dan anion.
Tabel 13.4 summary of some commom ceramic crystal structure
STRUCTURECOORDINATION NUMBERSTRUCTURE NAMETYPEANION
PACKINGATIONANIONEXAMPLEROCK SALT( SODIUM CHLORRIDE)AXFCC66NaCl,
MgO, Fe
CASIUM CHLORRIDEAXSIMPLESSCsCl
ZINC BLENDE ( SPHALERITE )AXFCC44ZnS, SiC
FLUORITEAX2SIMPLE CUBIC84CaF2, UO2, THO2
PEROYSKIEABX3FCC12(A)6BaTiO2, SrZrO3,
SrSnO3
A. Struktur kristal tipe AX: A= kation X=anion Dibagi atas
kelompok-kelompok berikut:
1. Struktur rock-salt :Contoh: NaCl
Bilangan koordinasi untuk anion dan kation +6
Senyawa lain : MgO, MnS, LiF, FeO
Struktur: FCC
2. Struktur cesium chlorida :
struktur zinc blende :
Bilangan kombinasi = 4
Contoh: ZnS, ZnTe, SiC
Umummnya ikatan atom: kovalen
B. Struktur kristal tipe AmXp
muatan antara anion dan kation tidak sama A dan/atau p 1
Misal: tipe AX2 : CaF2, UO2, PuO2
C. Struktur kristal AmBnXp
Adalah mungkin bagi keramik untuk mempunyai lebih dari satu
kation
A,B = kation
X = anion
Contoh :BaTiO3 ( barium titanat )
kation :Ba+, Ti4+ anion : O2Struktur kristal: perovskite
VI. KERAMIK SILIKAT
Silikat adalah senyawa silikon dengan oksigen. Banyak terdapat
banyak di muka bumi.
Unit dasar silikat adalah : SiO44-
SILIKA: adalah bahan silikat paling sederhana . rumus kimia :
SiO2 3 bentuk kristal polymorphic silika : quarts, cristobalite dan
tridymite. Silika bisa di buat sebagai bahan padat non-kristal atau
gelas, yang susunan atomnya acak.
Kristal silika mempunyai kerapatan yang rendah, contohnya, pada
temperatur ruang kuarsa mempunyai kerapatan 2,65 g/cm3. Kekuatan
ikatan atom Si-O dicerminkan dengan temperatur leleh yang tinggi,
1710 oC.
GELAS SILIKA
Silika bisa dibuat dalam bentuk padatan non kristal atau gelas
yang mempunyai derjat keacakan atom yang tinggi. Gelas an-organik
yang biasa di gunakan pada kontainer, jendela dan sebagainya adalah
gelas silika yang ditambah dengan oksida lain seperti Cao dan Na2O.
Gambar 11 memperlihatkan penggambaran skematik gelas
sodium-silikat.
SILIKAT
Gambar 12 memperlihatkan struktur silikat yang memperlihatkan
struktur yang kompleks. Diantara silikat-silikat ini, struktur yang
paling sederhana diantaranya tetrahedra terisolasi (Gambar 12.a).
Contohnya, forsterite (Mg2SiO4) yang mempunyai ekivalen dua ion
Mg2+ berikatan dengan setiap tetrahedron sedemikian sehingga setiap
ion Mg2+ mempunyai enam oksigen yang paling dekat.
Contoh lain senyawa silikat :
Ca2MgSi2O7, Al2(Si2O5)(OH)4 ATAU KAOLINE, Mg3(Si2O5)2(OH)2
(talc), KAl3Si3O10(OH)2 (mika), dll.
KARBON
Karbon adalah unsur yang berada dalam bentuk berbagai
polimorpik, dan keadaan amorfus. Kelompok material ini sebenarnya
tidak termasuk ke salah satu kelompok logam, keramik, ataupun
polimer. Namun kita membicarakannya disini karena grafit, salah
satu bentuk polimorpik, kadang-kadang digolongkan ke keramik dan
struktur kristal intan, bentuk polimorpik lainnya, sejenis dengan
struktur zinc blende.
INTAN
Intan adalah polimorpik karbon meta stabil pada temperatur ruang
dan tekanan atmosfir. Struktur kristalnya adalah sejenis dengan
zinc blende dimana karbon menempati semua posisi (kedua posisi Zn
dan S), seperti yang ditunjukkan gambar 15. Ikatannya adalah
kovalen. Struktur ini disebut struktur kristal kubus intan.
Intan mempunyai sifat sangat keras dan konduktivitas listrik
yang rendah, sifat ini dikarenakan oleh struktur kristalnya dan
ikatan kovalen atomnya yang kuat. Intan mempunyai konduktivitas
termal yang tinggi diantara material non-logam, secara optik
transparan pada daerah cahaya tampak dan infra merah. Di industri,
intan digunakan untuk menggerinda atau memotong benda yang lebih
lunak.
Intan berbentuk lapisan tipis banyak dikembangkan dan
diantaranya digunakan sebagai pelapis pada permukaan gurdi/bor, die
(cetakan), bantalan, pisau dan tool-tool lainnya. Lapisan intan
juga digunakan pada speaker tweeter dan mikrometer presisi
tinggi.
GRAFIT
Struktur kristal grafit ditunjukkan oleh gambar 17. Struktur
kristal grafit berbeda dengan intan dan juga lebih stabil pada
temperatur dan tekanan ambien.
Sifat-sifat grafit yang disukai adalah : kekuatan tinggi,
kestabilan kimia pada temperatur tinggi, konduktivitas termal
tinggi, koefisien ekspansi termal rendah dan mempunyai tahanan
kejut tinggi, absorpsi gas tinggi, kemampuan pemesinan baik. Grafit
umumnya digunakan untuk elemen pemanas pada dapur listrik,
elektroda las, cetakan untuk pengecoran paduan logam dan keramik,
nosel roket, kontak listrik, sikat dan tahanan, elektroda pada
baterai, dan piranti pemurnian udara.
Ketidak Sempurnaan Pada Keramik :
Cacat titik :
o Cacat interstisi o Cacat vakansi
Cacat interstisi:Adalah cacat karena atom menempati tempat
antara 2 atom
Cacat vakansi :Adalah cacat karena kosongnya atom pada posisi
tertentu.
Defect / cacat frenkel:
adalah cacat yang disebabkan oleh pasangan cacat kation
interstisi dan
kation vakansi.
Cacat schottky:
Adalah cacat yang disebabkan oleh pasangan cacat kation vakansi
dan anion vakansi.
Pada cacat frenkel dan schottky, jumlah muatan listrik pada
bahan tetap netral.
Impurity / pengotoron pada keramik :
Atom impuritas bisa membentuk solid solution pada keramik sama
halnya seperti pada logam. Impuritas bisa berbentuk substistusi
atau interstisi.
Sifat Sifat Mekanik :
Sifat mekanik lebih terbatas dibandingkan logam. Kekurangan
utama adalah patah yang terjadi getas dengan sedikit penyerapan
energi. Retak yang terjadi pada keramik adalah melewati butir
(trans granular) dan pada bidang yang kerapatan atomnya paling
tinggi.
Modulus patah dan modulus elastisitas beberapa keramik bisa di
lihat pada tabel 13.5
Kurva tegangan regangan bisa di lihat pada gb. 13.29 terlihat
bahwa pada keramik hubungan tegangan dan regangan adalah
linier.
Table 13.5 Tabulation of rupture (bend strength) and modulus of
elasticity for eight commom ceramic materials
TITANIUM CARBIDE (TiC)16011004534
ALUMUNIUM OXIDE (AlgO3)30-60200-3455357
BERYLLIUM OXIDE (BeO)20-40140-2754531
SILICON CARBIDE (SiC)251706847
MAGNESIUM OXIDE (MgO)151053021
SPINEL (MgAl2O4)13903524
FUSED SILICA16110117.5
GLASS1070107
Gambar 13.29 Typical stress-strain behavior to facture for
aluminum oxide and glass
DEFORMASI PLASTIS :
Walaupun keramik pada temperatur ruang akan patah sebelum
terjadinya diformasi, penelitian yang mendalam melihat masih adanya
mekanisme deformasi plastik. Deformasi plastik berbeda antara
kristal dan nonkristal.
keramik kristal
deformasi plastis terjadi karena gerakan dislokasi seperti
halnya logam.
keramik non kristal
deformasi plastis terjadi karena aliran viskous sama halnya
apabila cairan berdeformasi.
PENGARUH POROSITAS / RONGGA :
Porositas mempengaruhi:
Mengurangai sifat elastis dan kekuatan
Mengurangi kekuatan patah (modulus patah)
KEKERASAN :
Kekerasan adalah salah satu keunggulan keramik tabel 13.6
memperlihatkan kekerasan knoop dari keramik.
Tabel : Perkiraan kekerasan Knoop (beban 100 g) untuk 7 bahan
keramik.
Intan (karbon)
Boron Karbida (B4C)
Silikon Karbida (SiC)
Tungsten karbida (WC)
Aluminium Oksida (Al2O3)
Kuarsa (SiO2)
Gelas7000
2800
2500
2100
2100
800
550
MODULUS OF RUPTURE
MODULUS OF ELASTISITY
MATERIAL
psi x 10
3
MPa
psi x 10
4
MPa x 10
2
Material
Perkiraan kekerasan
Knoop
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara