AZIZ - 1106068200

I.Ceramic Armor

Sejak perang dunia kedua berakhir, ancaman serangan militer mulai sedikit

berkurang namun ancaman dari teroris maupun organisasi elative yang ada

mengalami peningkatan, dari fakta itulah pasukan seperti kepolisian maupun

militer diharuskan untuk beradaptasi dengan meningkatnya serangan yang ada

dengan meningkatkan pertahanan untuk menahan meningkatnya firepower dari

teroris maupun organisasi elative. Untuk menunjang hal tersebut militer maupun

pihak yang berwenang meningkatkan armor untuk kendaraan keramik maupun

untuk personal. Armor untuk kendaraan lapis baja digunakan untuk menahan

Improved Explosive Devices (IED’s) dan Explosively Formed Projectiles (EFP’s)

yang sangat sering dialami oleh pasukan-pasukan penjaga kedamaian PBB. Untuk

personal, biasanya keramik matriks composite digunakan sebagai bahan dasar dari

rompi anti peluru yang berguna untuk melindungi sebagian anggota badan dari

pemakainya.

I.a. Keramik sebagai Proteksi Balistik pada Kendaraan Tempur

Kendaraan lapis baja diera perang dunia kedua banyak menggunakan high streng

armor plate steel. Namun, high strength armor plate steel memiliki kekurangan

yang cukup mencolok yakni berat dari armor plate steel yang memaksa mesin

kendaraan bekerja lebih sedangkan pada beberapa decade terakhir telah

dikembangkan ceramic composites untuk menggantikan armor plate steel, hal ini

lebih dikarenakan ceramic composite memiliki berat jenis yang jauh lebih rendah

dan memiliki harga impak yang lebih tinggi akibat dari serat kompositnya.

penggunaan keramik material saat ini banyak menggunakan Alumina (Al2O3),

Silicon Carbide (SiC), dan Boron Carbide (BC). Yang kepentingannya tergantung

jenis kendaraan, misalnya untuk Alumina digunakan pada helicopter seperti MI-

28 karena lebih ringan, sedangkatn Boron Carbide lebih banyak digunakan untuk

Main Battle Tank seperti Merkava IV milik Israel.

1

AZIZ - 1106068200

Seiring meningkatnya penggunaan keramik komposit sebagai proteksi balistik,

beberapa material seperti Silicon Nitride (SN), Titanium Boride (TiB2),

Aluminium Nitride (AlN), SIALON (Silicon Aluminium Oxynitride), Fibre-

reinforced Ceramic, dan CMC.

Secara umum, proteksi balistik pada kendaraan tempur terdiri dari empat lapisan

seperti Splinter Foil, Keramik, Adhesive, dan backing. Pada sistem Armor

Komposite biasanya secara teknik uji coba maupun ekspektasi proyektil akan

tegak lurus dengan lapisan armor agar dapat diperkirakan seberapa besar lapisan-

lapisan tersebut dapat menahan laju dari proyektil yang diarahkan.

Mekanisme Penetrasi dari proyektil merupakan salah satu cara mengurangi energi

dari proyektil tersebut dengan menyebarkan energi merata ke permukaan pada

lapisan armor. Saat proyektil menabrak permukaan dari keramik, akan terjadi

pengurangan secara signifikan energi kinetic dari proyektik tanpa adanya

penetrasi lebih lanjut pada keramik hal ini diakibatkan adanya efek dwell. Pada

saat hal itu terjadi keramik akan mengalami deformasi ductile yang sangat besar

yang memanfaatkan energi dari proyektil kemudian energi yang masih tersisa

selanjutnya akn diserap oleh backling.

2

Gambar 1. Armor Kendaraan Lapis Baja

AZIZ - 1106068200

Pemilihan Material merupakan hal yang penting karena pemilihan material

mempengaruhi sifat mekanis itu sendiri. Sifat mekanis dari bahan keramik adalah

pertimbangan terbesar tunggal untuk efisiensi balistik tinggi. Keramik yang

digunakan sebagai armor dapat ditunjukkan oleh strukturmikronya dengan

stabilitas ukuran butir tinggi dikombinasikan dengan homogenitas tinggi.

Meskipun penyelidikan ilmiah yang signifikan telah dilakukan, itu belum

mungkin untuk membangun hubungan yang tepat antara sifat keramik dan

efisiensi balistik. Namun, tidak bisa dibantah bahwa kekerasan tinggi dan

kecepatan ultrasonic diperlukan untuk efisiensi balistik hal ini terlihat dari tingkat

kekerasan dari beberapa material yang telah digunakan sebagai armor pada table

dibawah.

Modulus elastisitas yang tinggi dan kepadatan energi tinggi adalah prasyarat

untuk kecepatan ultrasonic. Hal ini belum dipahami apa bagian kekuatan mekanik

(tekanan, tikungan dan ketahanan geser) dan bermain resistensi fraktur dalam

3

Gambar 2. Reduksi Energi Proteksi Balistik

Tabel 1. Sifat Mekanik dari Keramik

AZIZ - 1106068200

kinerja keseluruhan dari keramik dibandingkan dengan sifat-sifat lainnya dalam

secara balistik.

II. Dye Sensitized Solar Cells

Sel surya dye-sensitized (DSSC) adalah jenis efisien film tipis sel fotovoltaik.

Modern sel surya dye-sensitized, atau sel Grätzel, didasarkan pada konsep

diciptakan pada tahun 1988 oleh Brian O’Regan dan Michael Grätzel, tapi konsep

tanggal kembali ke 1960-an dan 70-an.

DSSCs mudah untuk memproduksi dengan teknik roll-pencetakan tradisional, dan

semi-transparan dan semi-fleksibel, yang memungkinkan berbagai manfaat yang

tidak berlaku untuk sistem fotovoltaik kaku.

Sebagian besar bahan yang digunakan adalah murah, namun beberapa bahan yang

lebih mahal yang diperlukan, seperti ruthenium dan platinum. Ada tantangan

praktis yang signifikan yang terlibat dalam merancang cairan elektrolit untuk

DSSCs, yang harus mampu tetap dalam fase cair dalam semua jenis kondisi

cuaca.

Meskipun efisiensi konversi sel PV dye-sensitized lebih rendah dibandingkan

beberapa sel tipis-film lainnya, harga keramik untuk rasio kinerja cukup untuk

membuat keramik pemain penting di pasar surya, khususnya di photovoltaic

bangunan-terpadu (BIPV) aplikasi.

II.1. Keuntungan DSSC

Keuntungan dari DSSCs tercantum di bawah ini:

DSSC adalah yang paling efisien generasi ketiga teknologi surya yang

tersedia, menyerap lebih banyak sinar matahari per luas permukaan dari

panel surya berbasis silikon standar.

DSSCs merupakan pengganti yang menarik untuk teknologi saat ini dalam

aplikasi kepadatan rendah seperti atap kolektor surya, di mana bobot yang

ringan dan ketahanan mekanik dari sel dicetak adalah keuntungan kunci.

4

AZIZ - 1106068200

Ini mungkin tidak menarik untuk penyebaran skala besar di mana efisiensi

tinggi, biaya tinggi sel lebih cocok. Namun, bahkan meningkat di masa

depan minimal dalam efisiensi konversi DSSC dapat membuatnya cocok

untuk beberapa aplikasi.

DSSCs bekerja bahkan dalam kondisi cahaya rendah seperti sinar matahari

tidak langsung dan langit mendung.

DSSC termasuk ekonomis, mudah untuk diproduksi dan dibangun dari

bahan sumber daya yang melimpah dan stabil.

Ketangguhan mekanik DSSC mengarah langsung ke efisiensi yang lebih

tinggi pada kisaran suhu. Biasanya, DSSCs dibangun hanya dengan

konduktif plastik lapisan atas tipis, membantu panas yang dipancarkan

jauh lebih mudah dan karenanya beroperasi pada suhu internal yang

rendah.

II.2 DSSC Hari ini

Saat ini, Insinyur dari University of Pennsylvania dan Universitas Drexel

menggunakan pemodelan matematika dan nanoteknologi untuk merancang sel

fotolistrik baru yang lebih tahan lama, efisien dan ekonomis. Tim ini

mengevaluasi panel surya dye-sensitized untuk merampingkan proses transfer

elektron di dalam panel surya sehingga efisien mengubah radiasi menjadi listrik.

Saat ini, panel surya dye-sensitized mengkonversi sekitar 11 – 12% sinar matahari

5

Gambar 3. Mekanisme DSSC

AZIZ - 1106068200

memukul keramik menjadi listrik. Para peneliti berusaha untuk meningkatkan

efisiensi dan membuatnya sebanding dengan panel surya berbasis silikon.

Para peneliti mengantisipasi bahwa menambahkan nanotube karbon akan

meningkatkan efisiensi pengumpulan biaya keseluruhan sel surya jauh. Bagian

selanjutnya dari penelitian ini ditujukan untuk menggantikan larutan elektrolit,

memisahkan elektroda dalam sel surya dengan bahan polimer lebih efisien. Para

peneliti percaya bahwa ini juga akan meningkatkan efisiensi sel surya.

Northwestern University peneliti telah melaporkan perangkat inovatif yang

menghilangkan korosif dan rawan kebocoran cairan elektrolit khas DSSCs. Bahan

ilmuwan Robert Chang, kimiawan Mercouri Kanatzidis, dan dua mahasiswa

pascasarjana menggantikan cairan elektrolit sel dye ‘dengan semikonduktor

berbasis yodium yang solid. Desain ini benar-benar meningkatkan kinerja sebagai

semikonduktor caesium-timah-iodine yang berfungsi sebagai pengganti cairan

elektrolit juga membantu sel menyerap cahaya.

III.Ceramic Sensor

Sensor merupakan elemen kunci dalam berkembang pesatnya pengukuran,

instrumentasi, dan sistem otomatis. Kemajuan terbaru yang dibuat dalam

meningkatkan kemampuan dalam sensor serta menurunkan biaya mikroprosesor

dan sirkuit-sirkuit interface yang semuanya telah menghasilkan permintaan yang

lebih tinggi untuk sensor. Fungsi dan beberapa material yang berbeda telah

diteliti, dan beberapa perangkat telah diletakkan di pasar atau telah menjadi

bagian dari instrumentasi yang canggih.

Di antara bahan-bahan ini, keramik fungsional telah memainkan peran utama

karena karakteristik intrinsik keramik, yaitu keramik lebih unggul dalam kekuatan

mekanik dan ketahanan kimia di lingkungan yang paling dan reproduksibilitas

sifat listrik. Keramik juga telah banyak digunakan untuk memenuhi beragam

kebutuhan untuk perangkat sensor dan hasil yang konsisten telah diperoleh di

bidang sensor atmosfer seperti suhu, kelembaban, dan sensor gas.

6

AZIZ - 1106068200

Penyusuan masal keramik oleh suatu proses yang relatif sederhana yang terdiri

dari bahan baku pencampuran, membentuk bagian, dan sintering. Keramik

ditandai oleh struktur keramik yang unik terdiri dari butiran kristal, batas butir

dan, ketika keramik berpori, dengan permukaan intra dan inter-butiran pori-pori

besar. Kedua kepadatan tinggi dan keramik berpori yang mudah diproduksi

dengan mengontrol kompak membentuk, dan kondisi sintering. Selanjutnya, pada

bahan keramik, larutan padat atau doping dapat dengan mudah dibentuk dan

properti meningkat relatif mudah untuk mendapatkan. Sensitive Ceramic Thick

Film dapat diperoleh dengan layar percetakan dan menembak teknik, sedangkan

puttering, deposisi uap kimia, dan proses sol-gel memungkinkan seseorang untuk

menyimpan film keramik tipis pada substrat yang berbeda.

Pada Tabel I (Ceramic sensor) menunjukkan beberapa bahan keramik dengan

properti sensor dan fungsinya. Dalam keramik berpori, permukaan dan pori-pori

terbuka cenderung untuk mengumpulkan uap air dan gas melalui kimia dan

adsorpsi fisik dan melalui kondensasi. Terutama di keramik semikonduktor, sifat

7

Tabel 2. Keramik dan fungsi pada sensor

AZIZ - 1106068200

listrik sebagian besar terkait dengan ukuran butir dan distribusi ukuran pori pori-

pori terbuka. Pori perubahan konduktivitas permukaan dengan variasi bahkan

kecil dalam kelembaban atau dengan adsorpsi berbagai gas. Keramik Porositas

dikendalikan cocok untuk penginderaan atmosfer seperti kelembaban dan sensor

gas.

Seperti disebutkan di atas, sensor kelembaban atau gas biasanya terkena kondisi

atmosfer yang mengandung berbagai komponen lainnya. Keramik cenderung

kehilangan sifat sensitif yang melekat selama penggunaan karena sejumlah proses

fisik dan kimia yang rumit terjadi antara komponen dan material. Upaya

penelitian utama yang diarahkan pada pengembangan bahan keramik sangat

fungsional. Selain itu, sebagian keramik tidak tunggal fungsional tapi multifungsi.

Oleh karena itu, kunci keberhasilan dalam mengembangkan bahan fungsional

tunggal adalah teknologi yang tidak memiliki fungsi yang tidak diinginkan.

Tidak adanya selektivitas dianggap membatasi untuk mempekerjakan beberapa

keramik sebagai sensor. Teknologi elektronik hari ini membuat penuh

penggunaan fungsi beberapa intrinsik dari perangkat sensor dan multifungsi

sekarang sedang dikembangkan. Perangkat ini dapat melakukan berbagai fungsi

dengan elemen tunggal. Sebagai contoh, di atmosfer-jenis sensor, ada peningkatan

permintaan untuk sensor multifungsi yang secara simultan dan independen dapat

mengukur kedua kelembaban dan gas lain, atau kelembaban dan suhu. Jadi, upaya

untuk membuat perangkat multifungsi diarahkan memanfaatkan aktif intrinsik

beberapa fungsi bahan. Dalam mengembangkan perangkat multifungsi, penting

untuk membangun teknologi yang dapat membedakan sinyal tanpa cross-talk, di

tempat teknologi masking konvensional. Baru-baru ini, teknologi sensor array

melalui analisis multi-komponen telah dikembangkan. Teknik ini memanfaatkan

metode pengenalan pola di mana selektivitas dapat diperoleh dengan

membandingkan vektor sinyal diukur dengan vektor sesuai kelompok sensor,

yang diperoleh dengan kalibrasi independen.

8

AZIZ - 1106068200

Sensor tekanan, kimia dan gas akan memiliki rasio pertumbuhan tertinggi (sekitar

2,5) pada tahun 2000. Peningkatan bidang penerapan teknologi sensor, di Eropa,

akan menjadi pembangunan pabrik dan teknologi proses, mobil dan kendaraan

transportasi dan teknologi konstruksi dan keselamatan. Kami telah

mengembangkan sebuah sensor kelembaban berdasarkan mikro berpori a-FeO3

dan prototipe kelembaban meter telah dipasang dan diuji. Sensitivitas multifungsi

dari-Fe203 kelembaban dan karbon monoksida sekarang sedang digunakan untuk

menghasilkan perangkat multifungsi mampu mendeteksi gas tersebut dalam

kondisi lingkungan. Dalam laporan ini, state-of-the-art keramik sensor

kelembaban dibahas dan hasil eksperimen meringkas upaya kita pada-FeO3

kelembaban dan sensitivitas CO disajikan.

IV. Keramik Refraktori

Refraktori atau batu tahan api adalah suatu material inorganik baik natural

(langsung dari alam) umumnya senyawa oksida, maupun sintetis, yang mampu

mempertahankan sifat mekanis dan kimianya terhadap beban temperatur diatas

15000C tanpa terjadi perubahan bentuk atau melebur. Dengan demikian, salah satu

syarat material refraktori adalah pada temperatur tinggi dan berbagai kondisi

material ini masih mampu mempertahankan bentuk dan mampu mempertahankan

kekuatan.

IV.1 Refraktori Semen Tahan Api ( Batu Tahan Api )

Batubata tahan api merupakan bentuk yang umum dari bahan refraktori. Bahan

ini digunakan secara luas dalam industri besi dan baja, metalurgi non-besi,

industri kaca, kiln barang tembikar, industri semen, dan masih banyak yang

lainnya. Refraktori semen tahan api, seperti batu bata tahan api, semen tahan

api silika dan refraktori tanah liat alumunium dengan kandungan silika (SiO2)

yang bervariasi sampai mencapai 78 % dan kandungan Al2O3 sampai mencapai

44 %. Tabel 4.2. memperlihatkan bahwa titik leleh (PCE) batu bata tahan api

berkurang dengan meningkatnya bahan pencemar dan menurunkan Al2O3.

Bahan ini seringkali digunakan dalam tungku, kiln dan kompor sebab bahan

tersebut tersedia banyak dan relatif tidak mahal.

9

AZIZ - 1106068200

Jenis batu bata Persentase

SiO2

Persentase

Al2O3

Persentase

kandungan

lainnya

PCE oC

Super Duty 49-53 40-44 5-7 1745-1760

High Duty 50-80 35-40 5-9 1690-1745

Menengah 60-70 26-36 5-9 1640-1680

Jenis batu bata Persentase

SiO2

Persentase

Al2O3

Persentase

kandungan

lainnya

PCE oC

Super Duty 49-53 40-44 5-7 1745-1760

High Duty 50-80 35-40 5-9 1690-1745

Menengah 60-70 26-36 5-9 1640-1680

IV.2 Refraktori Alumina Tinggi

Refraktori silika alumina yang mengandung lebih dari 45 % alumina biasanya

dikatakan sebagai bahan-bahan alumina tinggi. Konsentrasi alumina berkisar dari

45 sampai 100 %. Penerapan refraktori alumina tinggi meliputi perapian dan

batang as tungku hembus, kiln keramik, kiln semen, tangki kaca dan wadah

tempat melebur berbagai jenis logam.

IV.3 Batu Bata Silika

Batu bata silica merupakan suatu refraktori yang mengandung paling sedikit 93

% SiO2. Bahan bakunya merupakan batu yang berkualitas. Batu bata silika

berbagai kelas memiliki penggunaan yang luas dalam tungku pelelehan besi dan

baja dan industri kaca. Sebagai tambahan terhadap refraktori jenis multi dengan

titik fusi yang tinggi, sifat penting lainnya adalah ketahanannya yang tinggi

terhadap kejutan panas (spalling) dan kerefraktoriannya. Sifat batu bata silika

yang terkemuka adalah bahwa bahan ini tidak melunak pada beban tinggi sampai

titik fusi terdekati. Sifat ini sangat berlawanan dengan beberapa refraktori

lainnya, contohnya bahan silikat alumina, yang mulai berfusi dan retak pada

10

Tabel 3. Batu Bata Refraktori

AZIZ - 1106068200

suhu jauh lebih rendah dari suhu fusinya. Keuntungan lainnya adalah tahanan

flux dan stag, stabilitas volum dan tahanan spalling tinggi.

IV.4 Magnesit

Refraktori magnesit merupakan bahan baku kimia, yang mengandung paling

sedikit 85 % magnesium oksida. Tersusun dari magnesit alami (MgCO3). Sifat-

sifat refraktori magnesit tergantung pada konsentrasi ikatan silikat pada suhu

operasi. Magnesit kualitas bagus biasanya dihasilkan dari perbandingan CaO-

SiO2 yang kurang dari dua, dengan konsentrasi ferrit yang minimum, terutama

jika tungku yang dilapisi refraktori beroperasi pada kondisi oksidasi dan

reduksi. Perlawanan terak sangat tinggi terutama terhadap kapur dan terak

yang kaya dengan besi.

IV.5 Refraktori Khromit

Dibedakan menjadi dua jenis refraktori khromit antara lain :

Refraktori Khrom-magnesit, yang biasanya mengandung 15-35%

Cr2O3 dan 42-50% MgO. Senyawa-senayawa tersebut dibuat dengan

kualitas yang bermacam- macam dan digunakan untuk membentuk bagian-

bagian kritis pada tungku bersuhu tinggi. Bahan tersebut dapat tahan

terhadap terak dan gas yang korosif dan memiliki sifat refaktori yang

tinggi.

Refraktori Magnesit-khromit, yang mengandung paling sedikit 60 %

MgO dan 8-18 %Cr2 O3. Bahan tersebut cocok untuk pelayanan pada

suhu paling tinggi dan untuk kontak dengan terak/slag yang sangat dasar

yang digunakan dalam peleburan baja. Magnesit khromit biasanya

memiliki tahanan spalling yang lebih baik daripada khrom- magnesit.

IV.6 Refraktori Zirkonia

Zirkonium dioksida (ZrO2) merupakan bahan polymorphic. Penting untuk

menstabilkan bahan ini sebelum penggunaannya sebagai refraktori, yang

dicapai dengan mencampurkan sejumlah kecil kalsium, magnesium dan cerium

oksida, dll. Sifatnya tergantung terutama pada derajat stabilisasi, jumlah

11

AZIZ - 1106068200

penstabil/stabiliser dan jumlah bahan baku orisinalnya. Refraktori zirkonia

memiliki kekuatan yang sangat tinggi pada suhu kamar, yang dicapai sampai

suhu setinggi 15000C. Oleh karenanya bahan tersebut berguna sebagai bahan

konstruksi bersuhu tinggi dalam tungku dan kiln.

Konduktivitas panas zirkonium dioksid lebih rendah dari kebanyakan refraktori

oleh karena itu bahan ini digunakan sebagai refraktori isolasi suhu

tinggi. Zirkonia memperlihatkan kehilangan panas yang sangat rendah dan tidak

bereaksi dengan logam cair, dan terutama berguna untuk pembuatan wadah

tempat melebur logam pada refraktori dan tempat lainnya untuk keperluan

metalurgi. Tungku kaca menggunakan zirkonia sebab bahan ini tidak mudah

basah oleh kaca yang meleleh dan tidak mudah bereaksi dengan kaca.

IV.7 Refraktori Oksida (Alumina)

Bahan refraktori alumina yang terdiri dari alumunium oksida dengan sedikit

kotoran dikenal sebagai alumina murni. Alumina merupakan satu dari bahan

kimia oksida yang dikenal paling stabil. Bahan ini secara mekanis sangat kuat,

tidak dapat larut dalam air, steam lewat jenuh, dan hampir semua asam

inorganik dan alkali. Sifatnya membuatnya cocok untuk pembentukan wadah

tempat melebur logam untuk fusi sodium karbonat, sodium hidroksida dan

sodium peroksida. Bahan ini memiliki tahanan tinggi dalam oksidasi dan reduksi

pada kondisi atmosfir. Alumina digunakan dalam industri dengan proses panas.

Alumina yang sangat berpori digunakan untuk melapisi tungku dengan suhu

operasi sampai mencapai 1850oC.

IV.8 Monolitik

Refraktori monolitik adalah sebuah cetakan tunggal dalam pembentukan

peralatan, seperti sendok besar. Refraktori ini secara cepat menggantikan

refraktori jenis kovensional dalam banyak digunakan termasuk tungku-tungku

industri. Keuntungan utama monolitik adalah:

Penghilangan sambungan yang merupakan titik kelemahan

Metoda penggunaannya lebih cepat

Tidak diperlukan keakhlian khusus untuk pemasangannya

12

AZIZ - 1106068200

Mudah dalam penanganan dan pengangkutan

Cakupan yang lebih baik untuk mengurangi waktu penghentian dalam

perbaikan

Cakupannya sungguh mengurangi tempat penyimpanan dan

menghilangkan bentuk khusus

Penghematan panas

Tahanan spalling yang lebih baik

Stabilitas volum yang lebih besar

Penempatan monolitik menggunakan berbagai macam metoda, seperti ramming,

penuangan, gunniting, penyemprotan, dan sand slinging. Ramming

memerlukan tool yang baik dan kebanyakan digunakan pada penggunaan

dingin dimana penggabungan bahan merupakan hal yang penting. Dikarenakan

semen kalsium aluminat merupakan bahan pengikat, maka bahan ini harus

disimpan secara benar untuk mencegah penyerapan kadar air. Kekuatannya

mulai berkurang setelah 6 sampai 12 bulan.

V. Ceramic Cutting Tools

Penggunaan material keramik pada cutting tools biasanya hanya digunakan

sebagai coating untuk memperkeras permukaan dari cutting tools, material

keramik yang banyak digunakan antara lain keramik dari alumina, Ceramic

Matrix Composite, dan silicon nitridea. Hal ini dikarenakan karena sifat dari

material keramik memiliki kekerasan yang cukup tinggi sehingga kemampuan

dalam memotong material lain ikut meningkat, bukan serta merta alas an

kekerasan dari keramik melainkan alasan suhu operasional juga menjadi bahan

pertimbangan penting untuk keramik sebagai coating maupun sepenuhnya

menggunakan keramik. Dapat dilihat bahwa sebagai cutting tools keramik dibagi

menjadi tiga, yaitu keramik oksida, keramik nitride, dan Ceramic Matrix

Composite.

Keramik oksida merupakan keramik yang memiliki Oksi didalam rumusnya

(merupakan lapisan pasif) yang memiliki kekerasan yang lebih tinggi daripada

normal namun ductilitas yang rendah. Keramik Nitride mempunyai ketangguhan

13

AZIZ - 1106068200

yang tinggi dan digunakan untuk memotong besi tuang yang berada dalam kondisi

kasar. Sedangkan Ceramic Matrix Composite atau lebih sering disingkat dengan

CMC terdiri dari keramik dan material keras lain seperti titanium dan sementit

karbida. Terkadang penguatan dengan whiskers dilakukan untuk meningkatkan

ketahanan aus dan ketangguhan dalam kondisi panas.Whiskers yang ditambahkan

biasanya SiC. Alumina yang dikuatkan dengan SiC merupakan material

tertangguh dan paling tahan panas mendadak di antara material keramik berbasis

oksida lain. Hal ini terjadi karena whiskers SiC mempunyai kekuatan yang sangat

tinggi.

Pengembangan yang dilakukan pada cutting tools berbasis keramik adalah

menggunakan komposisi baru berbasis serbuk keramik murni (biasanya Al2O3)

dengan penguat whiskers karbida SiC dan komposit matriks.Hal ini dapat

meningkatkan kemampuan ceramic tools dan memperlebar cakupan aplikasinya.

Proses serbuk ini akan menghasilkan ukuran butir yang halus sehingga ketahanan

ausnya lebih tinggi dan pemotongan yang lebih halus.

VI. Keramik Otomotif

Pada aplikasi otomotif, keramik banyak digunakan seperti sebagai sensor, katalis

gas pembuangan, mesin yang menggunakan silikon nitrida, dan lain-lain. Selain

itu, kontribusi keramik untuk potensi di masa mendatang telah dipikirkan seperti

sebagai sumber energi (fuel cell), turbin gas keramik, kendaraan listrik, dan lain-

lain.[12]Sifat-sifat keramik yang dibutuhkan adalah keringanan material, stabilitas

termal dan kimia pada suhu tinggi, kekuatan dan ketahanan ausnya.[13]Berikut

adalah penggunaan keramik pada beberapa aplikasi otomotif:

Knock sensor

Knock sensor merupakan material piezo-ceramic yang dapat memberikan sinyal

getaran halus yang dialami oleh material. Knock sensor membuat engnine

beroperasi dengan kondisi yang efisien.

Valve system

14

AZIZ - 1106068200

Silikon nitride banyak digunakan untuk sistem katup ini karena mempunyai

ketahanan aus yang sempurna sehingga cocok untuk penggunaan yang berulang-

ulang dan meminimalisir seringnya penggantian. Selain itu, material seperti

karbon yang seperti intan (diamond-like carbon) dapat merendahkan gaya friksi

sehingga cocok untuk melapisi katup.

Sensor oksigen

Sensor oksigen dibutuhkan untuk mengetahui kehadiran oksigen yang terkait

dengan rekasi gas-gas mudah terbakar dengan NOx.Sensor oksigen ini terbuat

dari zirconia yang dipasang di pipa pembuangan.

Sumber tenaga

Contohnya seperti fuel cell yang terbuat dari elektroda Li-oksida atau serat

karbon.

Penggunaan silicon nitride

Silikon nitride banyak digunakan untuk bagian dari kendaraan seperti plug pada

mesin diesel, plug panas pada mesin diesel, rocker arm pads, tappets untuk mesin

diesel. Penggunaan keramik pada plug pada mesin diesel menyebabkan permulaan

mesin yan cepat, sedangkan pada plug panas, keramik mengurangi suara berisik

dan bahan bakar yang tidak terbakar. Pada rocker arm pads dan tappets pada

mesin diesel, keramik meningkatkan ketahanan aus.

VII. Ceramic Fuel Cells / SOFC

Fuel Cell mengubah tenaga gas seperti hydrogen, gas alam dan gas batubara

melalui proses elektrokimia langsung menjadi listrik. Efisiensinya tidak hanya

sebatas oleh siklus karnot dari mesin, dan hasil polusi dari fuel sel merupakan

efek yang cukup kecil dari teknologi yang didapatkan. Fuel Cell beroperasi seperti

baterai, namun tidak dibutuhkan pengisian kembali, dan terus menerus

memproduksi power ketika disuplai dengan fuel dan oksidant.

15

AZIZ - 1106068200

Pengembangan Fuel sel sebagai sumber tenaga telah dilakukan selama bertahun-

tahun. Awalnya dikembangkan untuk keperluan NASA maupun aplikasi dibidang

pertahanan. Namun, seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan efisiensi dan

energy yang ramah lingkungan memaksa fuel cell dikembangkan untuk keperluan

sipil.

Keuntungan SOFC

Selain keuntungna dari fuel cell secara umum seperti ramah lingkungan, SOFC

merupakan fuel cell yang sangat flexible dan dapat beropersai pada multiple fuel

contohnya carbon-based fuels. Hal ini menghasilkan potensial rata-rata yang

cukup tinggi dari fuel ke listrik sekitar 60% untuk satu siklus lebih efisien.

SOFC Stack Design

Untuk mendapatkan output yang bagus, mengkombinasikan beberapa sel saat ini

telah menjadi pilihan, hal ini disebut sebagai fuel cell stack.

16

Gambar 4. Cara Kerja CFC

AZIZ - 1106068200

17

Gambar 5. SOFC Design

AZIZ - 1106068200

Referensi

Badwal and Foge. 1995. Solid Oxide Electrolyte Fuel Cell Review. CFC

ltd: Australia

Foger and Godfrey. 2000. System Demonstration Program at Ceramic

Fuel Cell Ltd in Australia. CFC ltd: Australia

CFC ltd. 2011. Annual Report. CFC ltd: Australia

CeramTec. Ceramic Materials for Light-Weight Ceramic Polymer Armor

System. CeramTec-Etec GmbH

Saint-Gobain Ceramics. Ceramic Armor Protection Systems. SGC

Suharno, Bambang.2007.Diktat Kuliah Refraktori (Batu Tahan

Api).Departemen Metalurgi dan Material :Fakultas Teknik Universitas

Indonesia.

Akbar, Dutta, and Lee. 2006. High-Temperature Ceramic Gas Sensors: A

Review. Applied Ceramic Tech: Ohio

Takechi, Muszynski, and Kamat. Fabrication Procedure of DSSC

Ceramic Technology Lecture’s note. FTUI

Referensi Gambar

Gambar 1 CeramTec. Ceramic Materials for Light-Weight Ceramic

Polymer Armor System. CeramTec-Etec GmbH

Gambar 2 CeramTec. Ceramic Materials for Light-Weight Ceramic

Polymer Armor System. CeramTec-Etec GmbH

Gambar 3 Ceramic Technology Lecture’s note. FTUI

Gambar 4 Ceramic Technology Lecture’s note. FTUI

Gambar 5 Badwal and Foge. 1995. Solid Oxide Electrolyte Fuel Cell

Review. CFC ltd: Australia

Referensi Tabel

Tabel 1 Saint-Gobain Ceramics. Ceramic Armor Protection Systems. SGC

Tabel 2 Anonymous. Ceramic for Humidity Sencor. Ceramic Jurnal

Tabel 3 Diktat Kuliah Refraktori

18