fabrikasifabrikasi dan dan pemrosesanpemrosesan … · dengandengan reaksi reaksi kimiakimia. ......

FabrikasiFabrikasi dandan PemrosesanPemrosesan KeramikKeramik

MetodeMetode fabrikasifabrikasi menjadimenjadi salahsalah satusatu perhatianperhatian khususkhusus dalamdalam usahausahauntukuntuk mengaplikasikanmengaplikasikan keramikkeramik..

BilaBila logamlogam padapada umumnyaumumnya difabrikasidifabrikasi dengandengan caracara pengecoranpengecoran dandanpembentukanpembentukan plastisplastis, , namunnamun untukuntuk keramikkeramik yang yang memilikimemiliki suhusuhu caircairyang yang tinggitinggi makamaka metodemetode pengecoranpengecoran menjadimenjadi tidaktidak praktispraktis. . SelainSelain ituitukegetasankegetasan keramikkeramik jugajuga tidaktidak memungkinkanmemungkinkan untukuntuk diperlakukandiperlakukandeformasideformasi plastisplastis..

SehinggaSehingga beberapabeberapa keramikkeramik dibentukdibentuk daridari bahanbahan bakubaku serbukserbuk atauatauSehinggaSehingga beberapabeberapa keramikkeramik dibentukdibentuk daridari bahanbahan bakubaku serbukserbuk atauatausekumpulansekumpulan gumpalangumpalan partikelpartikel yang yang didikeringkandidikeringkan dandan dibakardibakar..

BentukBentuk gelasgelas dibentukdibentuk padapada suhusuhu tinggitinggi daridari massamassa caircair yang yang menjadimenjadikentalkental dengandengan pendinginanpendinginan..

Semen Semen dibentukdibentuk daridari kondisikondisi pasta pasta caircair yang yang mengerasmengeras dandan diiringindiiringindengandengan reaksireaksi kimiakimia..

TaksonomiTaksonomi daridari teknikteknik--teknikteknik pembentukanpembentukan keramikkeramik dapatdapat dilihatdilihat padapadaslide slide berikutberikut iniini..

�Yudy Surya Irawan�Yudy Surya Irawan Material BaruMaterial Baru1

Sifat-sifat GelasPadaPada material material berkristalberkristal sepertiseperti logamlogam, , materiamateria logamlogam memilikimemiliki suhusuhu tertentutertentu, , halhal

iniini berbedaberbeda dengandengan material material gelasgelas atauatau material non kristal yang mana tidak material non kristal yang mana tidak

memiliki suhu tertentu untuk berubah menjadi solid. Pada gelas semakin turun memiliki suhu tertentu untuk berubah menjadi solid. Pada gelas semakin turun

suhu, semakin kental gelas.suhu, semakin kental gelas.

Selain itu, gelas memiliki ketergantungan antara suhu dan volume spesifik, Selain itu, gelas memiliki ketergantungan antara suhu dan volume spesifik,

specific volume specific volume ( volume per unit massa atau kebalikan dari densitas)( volume per unit massa atau kebalikan dari densitas), seperti , seperti

tampak pada gambar berikut.tampak pada gambar berikut.

FabrikasiFabrikasi dandan PemrosesanPemrosesan GelasGelas dandan GelasGelas KeramikKeramik


Sifat-sifat GelasHal yang Hal yang pentingpenting jugajuga dalamdalam operasioperasi pembentukanpembentukan gelasgelas adalahadalah karakteristikkarakteristik

hubunganhubungan antaraantara viskositasviskositas dandan suhusuhu daridari gelasgelas. . SepertiSeperti tampaktampak padapada

GambarGambar 13.7 13.7 berikutberikut yang yang menunjukkanmenunjukkan skalaskala logaritmalogaritma daridari viskositasviskositas dandan

suhusuhu untukuntuk silikasilika fusifusi, , silikasilika tinggitinggi, , borosilikatborosilikat dandan gelasgelas sodasoda--lemon.lemon.

BeberapaBeberapa parameter parameter pentingpenting dalamdalam grafikgrafik tersebuttersebut adalahadalah::

1. 1. Melting point Melting point adalahadalah suhusuhu dimanadimana viskositasviskositas sebesarsebesar 10 10 Pa.sPa.s (100 P), (100 P), gelasgelas

menjadimenjadi caircair..

22. Working point . Working point menunjukkanmenunjukkan suhusuhu dimanadimana viskositasviskositas 101033 Pa.sPa.s (10(1044 P), P), dalamdalam

kondisikondisi iniini gelasgelas mudahmudah terdeformasiterdeformasi..


kondisikondisi iniini gelasgelas mudahmudah terdeformasiterdeformasi..

3. 3. Softening pointSoftening point, , merupakanmerupakan suhusuhu dengandengan viskositasviskositas 4 x 104 x 1066 Pa.sPa.s (4x10(4x107 7 P) P)

dimanadimana suhusuhu maksimummaksimum, , gelasgelas dapatdapat ditanganiditangani tanpatanpa mengalamimengalami perubahanperubahan

dimensidimensi secarasecara signifikansignifikan..

4. 4. Annealing point Annealing point adalahadalah suhusuhu dengandengan viskositasviskositas 10101212 Pa.sPa.s (10(1033 P), P), padapada suhusuhu

iniini difusidifusi atom atom cukupcukup cepatcepat dimanadimana tegangantegangan sisasisa dapatdapat dihilangkandihilangkan dalamdalam 15 15

menitmenit..

5. 5. Strain point Strain point menunjukanmenunjukan suhusuhu dimanadimana viskositasviskositas menjadimenjadi 3x103x101313 Pa.sPa.s (3x10(3x101414

P), P), untukuntuk temperaturtemperatur didi bawahbawah strain pointstrain point, , patahanpatahan akanakan terjaditerjadi sebelumsebelum

deformasideformasi plastikplastik terjaditerjadi. . SuhuSuhu transisitransisi glasglas akanakan beradaberada didi atasatas strain point.strain point.

PembentukanPembentukan GelasGelas

GelasGelas dibuatdibuat dengandengan pemanasanpemanasan bahanbahan bakubaku didi atasatas suhusuhu caircair. . GelasGelas komersilkomersil

padapada umumnyaumumnya berbahanberbahan bakubaku silikasilika--sodasoda--lime yang lime yang biasanyabiasanya disuplaidisuplai dengandengan

kuarsakuarsa yangmanayangmana NaNa22O O dandan CaOCaO ditambahkanditambahkan sebagaisebagai abuabu soda (Nasoda (Na22COCO33) ) dandan

limestone (CaCOlimestone (CaCO33).).

PadaPada banyakbanyak aplikasiaplikasi, , transparasitransparasi optisoptis sangatsangat pentingpenting sehinggasehingga produkproduk gelasgelas

harusharus homogenhomogen dandan bebasbebas poripori..

HomogenitasHomogenitas dapatdapat dicapaidicapai dengandengan pencairanpencairan sempurnasempurna dandan pencampuranpencampuran

dengandengan bahanbahan bakubaku. . PorositasPorositas merupakanmerupakan hasilhasil dandan gelembunggelembung kecilkecil gas yang gas yang

terjaditerjadi, , bublebuble iniini harusharus diserapdiserap dalamdalam cairancairan atauatau dihilangkandihilangkan yang yang manamana perluperlu


terjaditerjadi, , bublebuble iniini harusharus diserapdiserap dalamdalam cairancairan atauatau dihilangkandihilangkan yang yang manamana perluperlu

penyesuaianpenyesuaian viskositasviskositas daridari material material caircair..

TerdapatTerdapat lima lima metodemetode pembentukanpembentukan yang yang digunakandigunakan untukuntuk membuatmembuat gelasgelas

yaituyaitu: pressing, blowing, drawing : pressing, blowing, drawing dandan pembentukanpembentukan pelatpelat dandan seratserat..

PenekananPenekanan digunakandigunakan untukuntuk membuatmembuat pelatpelat atauatau nampannampan yang yang cukupcukup tebaltebal. .

GelasGelas ditekanditekan dalamdalam cetakancetakan besibesi tuangtuang berlapisberlapis grafitgrafit. . CetakanCetakan biasanyabiasanya

dipanaskandipanaskan untukuntuk menjaminmenjamin kehalusankehalusan permukaanpermukaan..

MeskipunMeskipun untukuntuk metodemetode peniupanpeniupan gelasgelas biasanyabiasanya dilakukandilakukan dengandengan manual manual

sepertiseperti pembuatanpembuatan kerajinankerajinan gelasgelas, , namunnamun untukuntuk industriindustri dilakukandilakukan dengandengan

otomatisotomatis untukuntuk pembuatanpembuatan toplestoples, , botolbotol dandan bola bola lampulampu. . GambarGambar berikutberikut

menunjukkanmenunjukkan prosesproses presspress--blowing.blowing.

ProsesProses pembuatanpembuatan lembaranlembaran gelasgelas((SebelumnyaSebelumnya dibuatdibuat dengandengan pengecoranpengecoran--mahalmahal))


DistribusiDistribusi TeganganTegangan SisaSisa padapada GelasGelas yang yang ditemperditemper

Glass tempering Glass tempering adalahadalah salahsalah satusatu prosesproses heat treatment heat treatment padapada gelasgelas untukuntuk

menimbulkanmenimbulkan tegangantegangan sisasisa didi sisisisi permukaanpermukaan gelasgelas. . CranyaCranya dengandengan

memanaskanmemanaskan diatasdiatas daerahdaerah transisitransisi gelasgelas namunnamun masihmasih didi bawahbawah softening point. softening point.

KemudianKemudian didinginkandidinginkan didi suhusuhu kamarkamar dengandengan penyemprotanpenyemprotan jet jet udaraudara atauatau

dalamdalam bakbak minyakminyak..

TeganganTegangan sisasisa munculmuncul daridari perbedaanperbedaan lajulaju pendinginanpendinginan didi permukaanpermukaan dandan

bagianbagian tengahtengah. . PadaPada bagianbagian permukaanpermukaan seketikaseketika membekumembeku dandan getasgetas saatsaat

beradaberada didi bawahbawah strain point. strain point. SedangkanSedangkan padapada bagianbagian dalamdalam mendinginmendingin dengandengan

lajulaju lebihlebih lambatlambat sehinggasehingga masihmasih plastisplastis. . SeiringSeiring dengandengan pendinginanpendinginan, , bagianbagian


lajulaju lebihlebih lambatlambat sehinggasehingga masihmasih plastisplastis. . SeiringSeiring dengandengan pendinginanpendinginan, , bagianbagian

permukaanpermukaan cenderungcenderung untukuntuk menyusutmenyusut dandan bagianbagian tengahtengah memuaimemuai sehinggasehingga

padapada suhusuhu kamarkamar bagianbagian permukaanpermukaan terjaditerjadi tegangantegangan sisasisa tekantekan dandan bagianbagian

tengahtengah tegangantegangan sisasisa tariktarik, , sepertiseperti tampaktampak padapada slide slide berikutberikut..

KarenaKarena terdapatterdapat tegangantegangan sisasisa tekantekan padapada bagianbagian luarluar, , gelasgelas yang yang ditemperditemper

memilikimemiliki kekuatankekuatan lebihlebih tinggitinggi daripadadaripada gelasgelas yang yang tidaktidak ditemperditemper..

GelasGelas temper temper banyakbanyak digunakandigunakan untukuntuk gelasgelas pintupintu besarbesar maupunmaupun untukuntuk lensalensa

kacakaca matamata..

DistribusiDistribusi TeganganTegangan SisaSisa padapada GelasGelas yang yang ditemperditemper


SalahSalah satusatu prosesproses fabrikasifabrikasi dandan heatheat--treatment treatment KeramikKeramik

GelasGelas


FabrikasiFabrikasi dandan ProsesProses PembuatanPembuatan ProdukProduk LempungLempung

LempungLempung adalahadalah aluminosilicatesaluminosilicates yang yang terdiriterdiri daridari alumina alumina dandan silikasilika dandan terikatterikat

dengandengan air. Yang air. Yang umumumum adalahadalah lempunglempung kaolin [Alkaolin [Al22(Si(Si22OO55)(OH))(OH)44]]

SedangkanSedangkan porselenporselen memilikimemiliki komposisikomposisi biasanyabiasanya 50% 50% lempunglempung (clay), 25% (clay), 25%

kuarsakuarsa, , dandan 25% feldspar.25% feldspar.


FabrikasiFabrikasi dandan ProsesProses PembuatanPembuatan ProdukProduk LempungLempung

SetelahSetelah prosesproses hydroplastikhydroplastik makamaka selanjutnyaselanjutnya dilakukandilakukan prosesproses pengeringanpengeringan

dandan pembakaranpembakaran..

TahapanTahapan yang yang terjaditerjadi dalamdalam prosesproses pengeringanpengeringan dapatdapat dilihatdilihat padapada gambargambar

berikutberikut..


SalahSalah satusatu fotofoto SEM SEM untukuntuk porselenporselen setelahsetelah dibakardibakar


PrinsipPrinsip dasardasar pembuatanpembuatan produkproduk gelasgelas--keramikkeramik dengandenganmetodemetode serbukserbuk


ProsesProses terjadinyaterjadinya ikatanikatan antarantar butirbutir padapada produkproduk serbukserbukkeramikkeramik saatsaat disinteringdisintering/firing/firing


ContohContoh fotofoto SEM powder compact SEM powder compact setelahsetelah disinter disinter padapadasuhusuhu 1700 1700 derajatderajat CelciusCelcius selamaselama 6 6 menitmenit


MetodeMetode TapeTape--Casting Casting untukuntuk membuatmembuat lembaranlembaran tipistipiskeramikkeramik yang yang hinggahingga mencapaimencapai ketebalanketebalan 0.1 0.1 hinggahingga 2 2

mm.mm.BanyakBanyak digunakandigunakan untukuntuk aplikasiaplikasi kapasitorkapasitor multi lapis multi lapis maupunmaupun circuit circuit terintegrasiterintegrasi..


Acknowledgement to Writer of Acknowledgement to Writer of

Book:Book:

MacllisterMacllister, Materials Science and , Materials Science and MacllisterMacllister, Materials Science and , Materials Science and

Engineering, An IntroductionEngineering, An Introduction

Thank you for your kind attentionThank you for your kind attention


fabrikasifabrikasi dan dan pemrosesanpemrosesan … · dengandengan reaksi reaksi kimiakimia. ......

Documents