Jenis dan Aplikasi Keramik
Material keramik :
a.
Kaca (glasses)
-
Glasses
-
Glass-ceramis
b.
Produk Lempung/Tanah liat (Clay
Product)
-
Structural clay produk
-
Whitewares
c.
Refraktori
-
Fireclay
-
Silika
-
Basic
-
Special
d.
Abrasives
e.
Semen (cements)
f.
Advanced ceramics
I.I.a Kaca
(glasses)
Kaca adalah salah
satu bagian dari keramik yang sering kita jumpai, seperti : botol, lensa, layar
elektronik, dan banyak lainnya. Struktur atom dari kaca adalah silika
nonkristal, khususnya CaO, Na2O, K2O, dan Al2O3, yang berpengaruh pada sifat
kaca.
I.1.b Glass-ceramics
Proses merubah
struktur atom material dari keadaan nonkrtistalin menjadi kristalin dengan
perlakuan panas atau temperatur ang tinggi disebut kristalisasi. Kebanyakan
kaca anorganik dapat dibuat dengan merubah strukturnya dengan cara
kristalisasi, produk material dengan tingakatan yang baik sering disebut
glass-ceramics. Contoh :
Sifat dan aplikasi
glass-ceramics
Karakteristik
glass-ceramics: kekuatan mekanik relativ
tinggi; pada termal ekspansi koefisien rendah (untuk menghindari thermal
shock); sifat dielektrik baik digunakan untuk pembungkus elektronik. Beberapa
glass-ceramics wujudnya transparan dan diantara sifatnya getas.
Keramik jenis ini
biasanya diaplikasikan pada perkakas dapur, alat makan dan minum, rangetops,
dan oven windows, itu semua karena material ini kuat dan tahan terhadap thermal
shock, juga sebagai insulator listrik, substrat untuk bagian sirkuit cetakan,
dan untuk pertukaran panas juga regenerator.
I.2 Clay product
Sebagian banyak
orang material lempung (clay) adalah material mentah yang umum di gunakan
karena harganya yang murah dan melimpah di alam. Keuntungan dari lempung ini
mudah dibentuk dengan perbandingan lempung dan air yang tepat.
I.2.a Struktur
produk lempung
Contoh: bata
bangunan, ubin, genteng, dan banyak lainnya yang mana keutuhan struktur adalah
hal penting untuk memperoleh kekuatan mekanik yang baik.
I.2.b Whiteware
Keramik whiteware
menjadi lebur setelah pemanasan pada temperatur yang tinggi. Contoh whiteware
adalah porcelain, pottery, tableware, dan plumbing fixtures (alat kesehatan).
Botol bahan nonplastik yang terbuat dari lempung, yang mana berpengaruh pada
perubahan bagian selama pengeringan dan proses pemanasan selesai.
I.3 Refraktori
Hal penting pada
refraktori ini adalah kekuatan material yang tahan akan temperatur yang tinggi
tanpa mengalami peleburan dan dekomposi dan dengan kapasitas tidak reaktif dan
inert tehadap lingkungan, juga kemampuan untuk memberikan thermal insulasi.
Material yang lazim digunakan adalah bata. Jenis aplikasi material ini ialah
furnace linings for metal refining, glass manufacturing, metallurgical heat
treatment, dan power regeneration.
Kadar material ini
bergantung pada komposisinya, pada dasarnya refraktori ini terbagi atas: fire
clay; silika; basic; dan special refractories.
I.3.a Fireclay
refractories
Bahan-bahan utama
untuk fireclay refaraktori itu high-purity fireclay, alumina, dan campuran
silika biasanya antara 25 dan 45 wt% alumina.
Bata fireclay
prinsipnya digunakan pada konstruksi tungku pemanasan, batas-batas panas
atmospir, dan insulasi termal dari temperatur yang berlebihan. Pada bata
refraktori, kekuatan biasanya tidak diperlukan.
I.3.b Silika
refraktori
Sumber alaminya
adalah kwarsa dan tanah diatomae. Istilah
asam refraktori adalah silika. silika yang umum adalah bahan ini tidak
melunak pada beban tinggi sampai titik fusi terdekati, juga tahanan flux dan
slag, stabilitas volum dan tahanan spalling tinggi.
I.3.c Basic
refractories
Refraktori kaya
akan periclase atau magnesia (MgO). Dan mungkin juga terdapat kalsium, kromium,
besi campuran. Basic refraktori tahan terhadap serangan dengan slag menahan
konsentrasi yang tinggi dari MgO dan CaO, dan di temukan secara luas
menggunakan beberapa baja buatan tungku perapian terbuka.
I.3.d Special
refraktories
Dengan bahan oxide
murni yang relativ tinggi, beberapa mungkin diproduksi dengan porositas yang
sangat kecil. Diantaranya alumina, silika, magnesia, berilia (BeO), zirkonia
(ZrO2), dan mullite (3Al2O3-2SiO2). Senyawa lainnya senyawa karbida didalam
karbon dan graphite.silikon karbida (SiC) digunakan untuk menahan elemen pana
arus listrik, sebagai wadah tempat melting material, dan komponen bagian dalam
permukaan.
I.4 Abrasives
Abrasives ceramics
digunakan untuk meratakan/melicinkan, menggerinda, atau memotong material lain
yang perlu di softer. Ciri-ciri dari material ini yaitu keras atau tahan
lama; dan harus dipastikan tidak mudah
patah/retak.
Intan digunakan
sebagai abrasive ceramics dan harganyapun relativ mahal. Abrasive ceramics
biasanya berupa silicon karbida, tungsten karbida (WC), aluminium oxide
atau corondum, dan pasir silika.
Abrasive powder di
lapisi beberapa jenis cloth material; sandpaper yang paling familiar, contoh:
kayu, logam, keramik, dan plastik semua itu di giling dan di polesdigunakan
membentuk abrasive.
I.5 Semen
Beberapa keramik
yang familiar sebagai anorganik semen: semen, plaster paris, dan kapur yang
di produksi dengan kuantitas yang besar.
Keistimewaan dari
jenis material ini ketika dicampur
dengan air maka akan menjadi merekat kemudian “sets” dan mengeras. Sifat material
ini padat dan kaku. Pada keadaan tertentu semen bekerja membentuk ikatan
seperti kaca bahwa pembentukan ketika produk lempung dan beberapa bata
refraktori dipanaskan. Yang paling penting, bagaimanapun ikatan semen terjadi
pada temperatur kamar.
Semen portland
dikonsumsi dengan tonasi yang sangat besar. Semen portland diproduksi dengan
menggerinda dan pencampuran lempung yang mendalam dan lime-bearing gengan porsi
yang tepat, kemudian memanaskan campuran sampai 1400 derajat celcius di dalam
pembakaran; proses ini, disebut kalsinasi.
Reaksi hidrasi
involving dikalsium silikat
2CaO – SiO2 + xH2O
= 2CaO - SiO2 – xH2O
Dimana x adalah
variabel dan bergantung pada banyaknya air yang tersedia.
Semen portland
dipanaskan dengan semen hidrolik karena sifat kekerasannya menghasilkan reaksi
kimia dengan air.
I.6 Advanced
ceramics
Microelectromechanical
system (MEMS) terdiri dari banyak
perlengkapan mekanik digabungkan dengan elektrik number yang besar
pada substrate silikon.
Contoh aplikasi
MEMS adalah sebuah alat accelorometer (acceleraator/decelerator sensor)
digunakan dalam deployment pada air-bag
sistem di dunia otomotive
Fiber optik
Jenis material ini
biasa digunakan pada sistem komunikasi, fiber optik dibuat dengan high-purity
silika, yang harus bebas dari kontaminasi dan cacat lain itu absorb, scatter,
dan melemahkan sinar balok.
Ceramics ball
bearing
Bearing terdiri
dari bola-bola dan races berhubungan dengan with dan gesekan ketika digunakan.
Komponen tradisional both balls dan races dibuat dari baja bearing yang sangat keras, tahan korosi, dan mungkin polish yang sangat
lembut pada permukaan.
II Pembuatan dan pemrosesan kaca dan
glass-keramik
Sifat kaca
Pada skala
viskositas beberapa poin penting yang spesifik pembuatan dan pemrosesan kaca:
1.
Titik lebur (melting point) sesuai
dengan temperatur dimana viskositasnya 10 Pa-s (100 P)
2.
Titik kerja (working point) temperatur
menunjukan dimana viskositasnya 1000 Pa-s (10000 P); kaca mudah merubah bentuk
pada viskositas ini.
3.
Softening point viskositasnya
4x1000000 Pa-s , temperatur maksimum dimana bagian kaca di luar kendali karena
dimensi alterasi yang signifikan.
4.
Annealing point dimana
viskositasnya 10^12 Pa-s; temperatur ini, difusi atomik cukup cepat menyebabkan
sisa stress, menghilangkannya selama 15 menit.
5.
Strain point seseuai temperatur dimana viskositasnya
menjadi 3x10^13 Pa-s temperaturnya dibawah strain point, keretakan akan terjadi
sebelum permukaan plastik deformasi. Transisi kaca diatas strain point.
Pembentukan kaca
Ada 4 metode
pembuatan produk kaca: pressing, blowing, drawing, dan fiber forming.
-
Pressing digunakan dalam
pembuatannya untuk material yang relativ thick-walled seperti plate dan dishes.
-
Blowing dilakukan menggunakan
tangan, biasanya berbentuk karya seni. Seperti kendi, botol, dan bola lampu.
-
Drawing digunakan dalam
pembentukan bagian panjang kaca seperti lembaran, rod, tubing, dan fiber dimana bagian yang
melintang konstan.
-
Fiber digunakan dengan drawing
kaca yang di lebur antara lubang mulut
yang kecil pada chamber base.
Perlakuann panas
pada kaca
Annealing
Ketika material
keranik di dinginkan dari temperatur yang tinnggi, internal stress,, dinamakan
termal stress, memperkenalkan hasil yang berbeda dalam tingkat pendinginan dan
kontraksi termal antara permukaan dan bagian interior. Termal stress penting
dalam brittle ceramic, seperti kaca, selama kaca itu material lemah dalam wadah
yang ekstrem, maka akan mudah retak dimana itu disebut thermal shock.
Glass tempering
Kekuatan
pada bagian kaca mungkin diperbesar oleh kesengajaan penekanan induksi residual
tegangan bagian muka. Ini dapat diselesaikan oleh prosedur perlakuan panas yang
dinamakan “thermal tempering”
Kegagalan pada suatu material keramik selalu
disebabkan karena pemberasan retakan pada bagian muka disebabbkan karena
kekuatan tarik berlebih.
Fabrication dan
perlakuan panas pada keramik-kaca
Pertama-tama yang dilakukan untuk membuat fabrication dari
keramik-kaca adalah dibentuk menjadi bentuk sesuai yang di inginkan. Teknik
pembentukan ini menggunakan cara yang sama untuk bagian-bagian kaca.
Fabrication dan proses produksi lempung
Karateristik pada
lempung
Tidak ada komentar:
Posting Komentar