INDUSTRI KERAMIKMakalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Analisis Bahan Industri

Kelompok VI

1 Jenriani (J2C 007

2 Dyah arum Ariyanti (J2C 008 014)

3 Laelatri Agustina (J2C 008 029)

4 Nurulita Kumalasari (J2C 008 048)

5 Sara Agustine Biyang (J2C 008 063)

6 Yustina Supeni (J2C 008 078)

7 Genisha Mahananda (J2C 008

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2011

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Indonesia memiliki sumber material alam yang cukup besar dalam

bentuk SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O yang dapat dimanfaatkan

sebagai bahan baku pembuatan keramik Perkembangan industri keramik

di Indonesia semakin meningkat Kebutuhan akan keramik sangat

meningkat baik keramik untuk hiasan ubin dan lain-lain

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang

artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses

pembakaran Pada mulanya diproduksi dari mineral lempung yang

dikeringkan di bawah sinar matahari dan dikeraskan dengan pembakaran

pada temperatur tinggi Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah

felspard ball clay kwarsa kaolin dan air

Material industri keramik mengalami perkembangan yang begitu

pesat Perkembangan tersebut meliputi di dalam struktur komposisi sifat-

sifat fisik dan mekanik Sifat-sifat fisik yaitu berkaitan dengan berat jenis

material tersebut manakala sifat mekanik berkaitan dengan

kemampuannya untuk digunakan di dalam produk teknik Keramik adalah

sejenis bahan yang telah lama di gunakan yaitu sejak 4000 SM Barang ndash

barang yang di buat dari keramik adalah pot bunga dan bata Dalam

industri otomotif keramik telah di gunakan sejak berpuluh-puluh tahun

yang lalu yaitu untuk menghasilkan ignition park di dalam proses

pembakaran otomotif Keramik juga berfungsi sebagai isolator listrik

Bahan keramik menjadi bahan yang penting di dalam mesin karena

sifatnya yang kuat Keramik pada dasarnya terbuat dari tanah liat dan

umumnya di gunakan untuk perabot rumah tangga dan bata untuk

pembangunan perumahan Pada masa kini keramik tidak lagi hanya

terbatas penggunaanya untuk keperluan tradisional keramik telah

mengalami kemajuan dan di kenal dengan bahan keramik termaju Bahan

keramik sudah di gunakan dalam bidang teknik elektro sipil mekanik

nuklir bahkan bahan keramik ini di gunakan juga dalam bidang

kedokteran Bahan keramik sebagian sudah di gunakan dalam motor bakar

seperti untuk komponen-komponen mesin diesel misalnya untuk turbo

charge klep dan kepala piston

Keramik yang sangat bermanfaat menjadikan perkembangan

industri keramik semakin pesat Oleh karena itu makalah ini akan

membahas industri keramik dari bahan baku proses pembuatan limbah

dari industri keramik serta analisis bahan baku dan analisis limbah

II Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dikemukakan diantaranya sebagai

berikut

1 Apa saja bahan baku yang digunakan dalam industri keramik

2 Bagaimana cara menganalisis bahan baku yang digunakan dalam

industri keramik

3 Bagaimana proses pembuatan keramik dalam industri keramik

4 Bagaimana analisis limbah dari industri keramik

III Tujuan

1 Mengetahui bahan baku yang digunakan dalam industri keramik

2 Mengetahui cara menganalisis bahan baku yang digunakan dalam

industri keramik

3 Mengetahui proses pembuaran keramik dalam industri keramik

4 Mengetahui analisis limbah dari industri keramik

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

21 Keramik

211 Pengertian dan Sejarah Keramik

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang

artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses

pembakaran Kamus dan ensiklopedi tahun 1950-an mendefinisikan

keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan

barang dari tanah liat yang dibakar seperti gerabah genteng porselin

dan sebagainya Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah

liat Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan

logam dan anorganik yang berbentuk padat

Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal

dan kimia dibandingkan elemennya Bahan baku keramik yang umum

dipakai adalah felspard ball clay kwarsa kaolin dan air Sifat keramik

sangat ditentukan oleh struktur kristal komposisi kimia dan mineral

bawaannya Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada

lingkungan geologi dimana bahan diperoleh Secara umum strukturnya

sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas Kurangnya

beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan

keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga

menjadi konduktor panas yang jelek Di samping itu keramik

mempunyai sifat rapuh keras dan kaku Keramik secara umum

mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya

212 Klasifikasi Keramik

2121 Keramik tradisional

Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan

menggunakan bahan alam seperti kuarsa kaolin dan lain-lain Yang

termasuk keramik ini adalah barang pecah belah (dinnerware)

keperluan rumah tangga (tile bricks) dan untuk industri (refractory)

2122 Keramik halus

Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik

teknik advanced ceramic engineering ceramic techical ceramic)

adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida

logam atau logam seperti oksida logam (Al2O3 ZrO2 MgOdan lain-

lain) Keramik halus digunakan untuk elemen pemanas

semikonduktor komponen turbin dan pada bidang medis

213 Jenis-Jenis Keramik

2131 Keramik Konvensional

a) Keramik Berstruktur

Keramik jenis ini mempunyai sifat mekanik yang baik

Antara bahan yang termasuk di dalam golongan ini ialah

alumina silicon karbida silicon nitrida komposite dan bahan

yang di lapisi dengan keramik Bahan ini sangat potensi di

gunakan di dalam mesin diesel sebagai piston dan ruang pra

pembakaran turbo charge dan turbin gas Ia di gunakan juga

sebagai bahan penyekat ruang pembakaran bersuhu tinggi dan

mata pahat potong logam (Cutting tool)

b) Keramik Putih

Keramik putih yaitu jenis keramik yang biasanya berwarna

putih dan mempunyai tekstur jaringan yang halus Keramik ini

dibuat dari bahan dasar lempung kualitas terpilih dan fluks

dalam jumlah bervariasi yang dipanaskan pada suhu 1200-

15000C di dalam tanur (kiln) Contohnya keraamik tanah

porselin keramik china ubin keramik putihdan sebagainya

c) Keramik Refraktori

Keramik refrakori yakni keramik yang mencakup bahan ndash

bahan yang digunakan untuk menahan pengaruh termal kimia

dan fisik Refraktori dijual dalaam bentuk bata tahan api bata

silica magnesitdan sebagainya

d) Keramik Listrik

Yang termasuk dalam kategori keramik listrik mempunyai

fungsi elektromagnet dan optik dan juga fungsi kimia yang

berkaitan dengan penggunaannya secara langsung Keramik ini

digunakan sebagai bahan penyekat magnet tranducer dan

pensemikonduksi

2132 Keramik Modern

a) Keramik Oksida

Keramik oksida murni yang digunakan sebagai alat listrik

khusus dan komponen peleburan logam Oksida yang umum

digunakan adalah alumina (Al2O3) Zirconia (ZrO2) Thoria

(ThO2) Berillia (BeO) Magnesia (MgO) Spinel (MgAl2O4) dan

Forsterit (Mg2SiO4)

b) Keramik elektrooptik

Keramik elektrooptik seperti Lithium Niobate (LiNbO3)

dan Lanthanum Zirconat Titanat (PLZT) memberikan sebuah

media yang dapat merubah informasi elektrik menjadi

informasi optik atau yang dapat menggerakkan fungsi optik

dengan perintah dari sinyal elektrik

c) Keramik magnetik

Keramik magnetik dengan komposisi dan penggunaan yang

bervariasi telah dikembangkan Bahan ini merupakan bahan

dasar dari unit memori magnetik pada komputer yang besar

Keunikan sifat elektriknya terutama digunakan pada aplikasi

elektronik gelombang mikro frekuensi tinggi

d) Bahan bakar nuklir yang berbasis Uranium Oksida (UO2) sudah

sangat luas digunakan Bahan tersebut mempunyai kemampuan

yang unik untuk menjaga sifat-sfat yang unggul setelah

penggunaan yang lama sebagai bahan bakar pada reaktor nuklir

e) Kristal tunggal dari berbagai jenis bahan sekarang mulai

diproduksi untuk mengantikan kristal alami Rubi dan kristal

laser garnet dan tabung sapir dan substrat (substrat = sejenis

semikonduktor) dikembangkan dari sebuah peleburan kristal

kwarsa (quartz) yang besar dikembangkan dengan proses

hidrotermal

f) Keramik nitrida untuk refraktori (refractory = bahan tahan api)

dan turbin gas

g) Enamel untuk aluminium pada industri arsitektur

h) Komposit logam-keramik untuk refraktori

i) Keramik karbida untuk bahan abrasif (abrasive = bahan

penghalus permukaan)

j) Keramik borida untuk kekuatan dan temperatur tinggi tahan

terhadap oksidasi

k) Keramik feroelektrik (barium titanat) mempunyai konstanta

dielektrik yang tinggi

l) Gelas-gelas nonsilika misal transmisi infra merah peralatan

semi konduktor

m) Penyaring molekuler (molecular sieves)

n) Keramik gelas

o) Polikristal bebas oksida dibuat berbahan baku pada alumina

yttria dan spinel

214 Sifat Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan

jenis keramik adalah britle atau rapuh hal ini dapat kita lihat pada

keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah gelas kendi

gerabah dan sebagainya coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik

bandingkan dengan piring dari logam pasti keramik mudah pecah

walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu terutama

jenis keramik hasil sintering dan campuran sintering antara keramik

dengan logam sifat lainya adalah tahan suhu tinggi sebagai contoh

keramik tradisional yang terdiri dari clay flint dan feldfar tahan sampai

dengan suhu 12000C keramik engineering seperti keramik oksida

mampu tahan sampai dengan suhu 20000C Kekuatan tekan tinggi sifat

ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang

keramik terus berkembang

Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya

digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk

Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah

Tahan korosi

Sifat listriknya dapat insulator semikonduktor konduktor bahkan

superkonduktor

Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik

Keras dan kuat namun rapuh

Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas

koefisien ekspansi termal dan konduktivitas termal Kapasitas panas

bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari

lingkungan Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain

dalam bentuk vibrasi (getaran) atomion penyusun padatan tersebut

Keramik biasanya material yang kuat dan keras dan juga tahan

korosi Sifat-sifat ini bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga

titik lelehnya yang tinggi membuat keramik merupakan material

struktural yang menarik Keterbatasan utama keramik adalah

kerapuhannya yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan

deformasi plastik yang sedikit Ini merupakan masalah khusus bila

bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural Perbedaan dan kelebihan

diantara keramik dengan logam dan bahan polimer adalah seperti

berikut

Keramik Bahan bukan organik (bukan metalik) keras kuat tidak

bertindak balas dengan bahan kimia titik cair tinggi

Logam Bahan-bahan organik (metalik) kekerasan dan kekuatan

berbeda-beda tidak stabil terhadap bahan kimia Titik cair berbeda-

beda

Polimer Bahan organik kebiasaan lembut dan lemah tidak stabil

terhadap bahan kimia temperatur cair rendah

22 Bahan Galian Industri Keramik

221 Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material

lempung dengan kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna

putih atau agak keputihan Kaolin mempunyai komposisi hidrous

alumunium silikat (2H2OAl2O32SiO2) dengan disertai mineral

penyerta Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui

proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku

felspartik Endapan kaolin ada dua macam yaitu endapan residual dan

sedimentasi Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah

kaolinit nakrit dikrit dan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) yang

mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk

endapan tersendiri Sifat-sifat mineral kaolin antara lain yaitu

kekerasan 2 ndash 25 berat jenis 26 ndash 263 plastis mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah serta pH bervariasi

222 Felspar

Sebagai mineral silikat pembentuk batuan felspar mempunyai

kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom

oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur

tetraheral lainnya Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang

terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut

seperti penggantian silikon oleh aluminium Terlepas dari bentuk

strukturnya apakah triklin atau monoklin felspar secara kimiawi dibagi

menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8)

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Indonesia memiliki sumber material alam yang cukup besar dalam

bentuk SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O yang dapat dimanfaatkan

sebagai bahan baku pembuatan keramik Perkembangan industri keramik

di Indonesia semakin meningkat Kebutuhan akan keramik sangat

meningkat baik keramik untuk hiasan ubin dan lain-lain

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang

artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses

pembakaran Pada mulanya diproduksi dari mineral lempung yang

dikeringkan di bawah sinar matahari dan dikeraskan dengan pembakaran

pada temperatur tinggi Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah

felspard ball clay kwarsa kaolin dan air

Material industri keramik mengalami perkembangan yang begitu

pesat Perkembangan tersebut meliputi di dalam struktur komposisi sifat-

sifat fisik dan mekanik Sifat-sifat fisik yaitu berkaitan dengan berat jenis

material tersebut manakala sifat mekanik berkaitan dengan

kemampuannya untuk digunakan di dalam produk teknik Keramik adalah

sejenis bahan yang telah lama di gunakan yaitu sejak 4000 SM Barang ndash

barang yang di buat dari keramik adalah pot bunga dan bata Dalam

industri otomotif keramik telah di gunakan sejak berpuluh-puluh tahun

yang lalu yaitu untuk menghasilkan ignition park di dalam proses

pembakaran otomotif Keramik juga berfungsi sebagai isolator listrik

Bahan keramik menjadi bahan yang penting di dalam mesin karena

sifatnya yang kuat Keramik pada dasarnya terbuat dari tanah liat dan

umumnya di gunakan untuk perabot rumah tangga dan bata untuk

pembangunan perumahan Pada masa kini keramik tidak lagi hanya

terbatas penggunaanya untuk keperluan tradisional keramik telah

mengalami kemajuan dan di kenal dengan bahan keramik termaju Bahan

keramik sudah di gunakan dalam bidang teknik elektro sipil mekanik

nuklir bahkan bahan keramik ini di gunakan juga dalam bidang

kedokteran Bahan keramik sebagian sudah di gunakan dalam motor bakar

seperti untuk komponen-komponen mesin diesel misalnya untuk turbo

charge klep dan kepala piston

Keramik yang sangat bermanfaat menjadikan perkembangan

industri keramik semakin pesat Oleh karena itu makalah ini akan

membahas industri keramik dari bahan baku proses pembuatan limbah

dari industri keramik serta analisis bahan baku dan analisis limbah

II Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dikemukakan diantaranya sebagai

berikut

1 Apa saja bahan baku yang digunakan dalam industri keramik

2 Bagaimana cara menganalisis bahan baku yang digunakan dalam

industri keramik

3 Bagaimana proses pembuatan keramik dalam industri keramik

4 Bagaimana analisis limbah dari industri keramik

III Tujuan

1 Mengetahui bahan baku yang digunakan dalam industri keramik

2 Mengetahui cara menganalisis bahan baku yang digunakan dalam

industri keramik

3 Mengetahui proses pembuaran keramik dalam industri keramik

4 Mengetahui analisis limbah dari industri keramik

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

21 Keramik

211 Pengertian dan Sejarah Keramik

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang

artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses

pembakaran Kamus dan ensiklopedi tahun 1950-an mendefinisikan

keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan

barang dari tanah liat yang dibakar seperti gerabah genteng porselin

dan sebagainya Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah

liat Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan

logam dan anorganik yang berbentuk padat

Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal

dan kimia dibandingkan elemennya Bahan baku keramik yang umum

dipakai adalah felspard ball clay kwarsa kaolin dan air Sifat keramik

sangat ditentukan oleh struktur kristal komposisi kimia dan mineral

bawaannya Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada

lingkungan geologi dimana bahan diperoleh Secara umum strukturnya

sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas Kurangnya

beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan

keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga

menjadi konduktor panas yang jelek Di samping itu keramik

mempunyai sifat rapuh keras dan kaku Keramik secara umum

mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya

212 Klasifikasi Keramik

2121 Keramik tradisional

Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan

menggunakan bahan alam seperti kuarsa kaolin dan lain-lain Yang

termasuk keramik ini adalah barang pecah belah (dinnerware)

keperluan rumah tangga (tile bricks) dan untuk industri (refractory)

2122 Keramik halus

Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik

teknik advanced ceramic engineering ceramic techical ceramic)

adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida

logam atau logam seperti oksida logam (Al2O3 ZrO2 MgOdan lain-

lain) Keramik halus digunakan untuk elemen pemanas

semikonduktor komponen turbin dan pada bidang medis

213 Jenis-Jenis Keramik

2131 Keramik Konvensional

a) Keramik Berstruktur

Keramik jenis ini mempunyai sifat mekanik yang baik

Antara bahan yang termasuk di dalam golongan ini ialah

alumina silicon karbida silicon nitrida komposite dan bahan

yang di lapisi dengan keramik Bahan ini sangat potensi di

gunakan di dalam mesin diesel sebagai piston dan ruang pra

pembakaran turbo charge dan turbin gas Ia di gunakan juga

sebagai bahan penyekat ruang pembakaran bersuhu tinggi dan

mata pahat potong logam (Cutting tool)

b) Keramik Putih

Keramik putih yaitu jenis keramik yang biasanya berwarna

putih dan mempunyai tekstur jaringan yang halus Keramik ini

dibuat dari bahan dasar lempung kualitas terpilih dan fluks

dalam jumlah bervariasi yang dipanaskan pada suhu 1200-

15000C di dalam tanur (kiln) Contohnya keraamik tanah

porselin keramik china ubin keramik putihdan sebagainya

c) Keramik Refraktori

Keramik refrakori yakni keramik yang mencakup bahan ndash

bahan yang digunakan untuk menahan pengaruh termal kimia

dan fisik Refraktori dijual dalaam bentuk bata tahan api bata

silica magnesitdan sebagainya

d) Keramik Listrik

Yang termasuk dalam kategori keramik listrik mempunyai

fungsi elektromagnet dan optik dan juga fungsi kimia yang

berkaitan dengan penggunaannya secara langsung Keramik ini

digunakan sebagai bahan penyekat magnet tranducer dan

pensemikonduksi

2132 Keramik Modern

a) Keramik Oksida

Keramik oksida murni yang digunakan sebagai alat listrik

khusus dan komponen peleburan logam Oksida yang umum

digunakan adalah alumina (Al2O3) Zirconia (ZrO2) Thoria

(ThO2) Berillia (BeO) Magnesia (MgO) Spinel (MgAl2O4) dan

Forsterit (Mg2SiO4)

b) Keramik elektrooptik

Keramik elektrooptik seperti Lithium Niobate (LiNbO3)

dan Lanthanum Zirconat Titanat (PLZT) memberikan sebuah

media yang dapat merubah informasi elektrik menjadi

informasi optik atau yang dapat menggerakkan fungsi optik

dengan perintah dari sinyal elektrik

c) Keramik magnetik

Keramik magnetik dengan komposisi dan penggunaan yang

bervariasi telah dikembangkan Bahan ini merupakan bahan

dasar dari unit memori magnetik pada komputer yang besar

Keunikan sifat elektriknya terutama digunakan pada aplikasi

elektronik gelombang mikro frekuensi tinggi

d) Bahan bakar nuklir yang berbasis Uranium Oksida (UO2) sudah

sangat luas digunakan Bahan tersebut mempunyai kemampuan

yang unik untuk menjaga sifat-sfat yang unggul setelah

penggunaan yang lama sebagai bahan bakar pada reaktor nuklir

e) Kristal tunggal dari berbagai jenis bahan sekarang mulai

diproduksi untuk mengantikan kristal alami Rubi dan kristal

laser garnet dan tabung sapir dan substrat (substrat = sejenis

semikonduktor) dikembangkan dari sebuah peleburan kristal

kwarsa (quartz) yang besar dikembangkan dengan proses

hidrotermal

f) Keramik nitrida untuk refraktori (refractory = bahan tahan api)

dan turbin gas

g) Enamel untuk aluminium pada industri arsitektur

h) Komposit logam-keramik untuk refraktori

i) Keramik karbida untuk bahan abrasif (abrasive = bahan

penghalus permukaan)

j) Keramik borida untuk kekuatan dan temperatur tinggi tahan

terhadap oksidasi

k) Keramik feroelektrik (barium titanat) mempunyai konstanta

dielektrik yang tinggi

l) Gelas-gelas nonsilika misal transmisi infra merah peralatan

semi konduktor

m) Penyaring molekuler (molecular sieves)

n) Keramik gelas

o) Polikristal bebas oksida dibuat berbahan baku pada alumina

yttria dan spinel

214 Sifat Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan

jenis keramik adalah britle atau rapuh hal ini dapat kita lihat pada

keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah gelas kendi

gerabah dan sebagainya coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik

bandingkan dengan piring dari logam pasti keramik mudah pecah

walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu terutama

jenis keramik hasil sintering dan campuran sintering antara keramik

dengan logam sifat lainya adalah tahan suhu tinggi sebagai contoh

keramik tradisional yang terdiri dari clay flint dan feldfar tahan sampai

dengan suhu 12000C keramik engineering seperti keramik oksida

mampu tahan sampai dengan suhu 20000C Kekuatan tekan tinggi sifat

ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang

keramik terus berkembang

Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya

digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk

Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah

Tahan korosi

Sifat listriknya dapat insulator semikonduktor konduktor bahkan

superkonduktor

Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik

Keras dan kuat namun rapuh

Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas

koefisien ekspansi termal dan konduktivitas termal Kapasitas panas

bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari

lingkungan Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain

dalam bentuk vibrasi (getaran) atomion penyusun padatan tersebut

Keramik biasanya material yang kuat dan keras dan juga tahan

korosi Sifat-sifat ini bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga

titik lelehnya yang tinggi membuat keramik merupakan material

struktural yang menarik Keterbatasan utama keramik adalah

kerapuhannya yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan

deformasi plastik yang sedikit Ini merupakan masalah khusus bila

bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural Perbedaan dan kelebihan

diantara keramik dengan logam dan bahan polimer adalah seperti

berikut

Keramik Bahan bukan organik (bukan metalik) keras kuat tidak

bertindak balas dengan bahan kimia titik cair tinggi

Logam Bahan-bahan organik (metalik) kekerasan dan kekuatan

berbeda-beda tidak stabil terhadap bahan kimia Titik cair berbeda-

beda

Polimer Bahan organik kebiasaan lembut dan lemah tidak stabil

terhadap bahan kimia temperatur cair rendah

22 Bahan Galian Industri Keramik

221 Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material

lempung dengan kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna

putih atau agak keputihan Kaolin mempunyai komposisi hidrous

alumunium silikat (2H2OAl2O32SiO2) dengan disertai mineral

penyerta Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui

proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku

felspartik Endapan kaolin ada dua macam yaitu endapan residual dan

sedimentasi Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah

kaolinit nakrit dikrit dan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) yang

mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk

endapan tersendiri Sifat-sifat mineral kaolin antara lain yaitu

kekerasan 2 ndash 25 berat jenis 26 ndash 263 plastis mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah serta pH bervariasi

222 Felspar

Sebagai mineral silikat pembentuk batuan felspar mempunyai

kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom

oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur

tetraheral lainnya Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang

terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut

seperti penggantian silikon oleh aluminium Terlepas dari bentuk

strukturnya apakah triklin atau monoklin felspar secara kimiawi dibagi

menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8)

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

mengalami kemajuan dan di kenal dengan bahan keramik termaju Bahan

keramik sudah di gunakan dalam bidang teknik elektro sipil mekanik

nuklir bahkan bahan keramik ini di gunakan juga dalam bidang

kedokteran Bahan keramik sebagian sudah di gunakan dalam motor bakar

seperti untuk komponen-komponen mesin diesel misalnya untuk turbo

charge klep dan kepala piston

Keramik yang sangat bermanfaat menjadikan perkembangan

industri keramik semakin pesat Oleh karena itu makalah ini akan

membahas industri keramik dari bahan baku proses pembuatan limbah

dari industri keramik serta analisis bahan baku dan analisis limbah

II Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dikemukakan diantaranya sebagai

berikut

1 Apa saja bahan baku yang digunakan dalam industri keramik

2 Bagaimana cara menganalisis bahan baku yang digunakan dalam

industri keramik

3 Bagaimana proses pembuatan keramik dalam industri keramik

4 Bagaimana analisis limbah dari industri keramik

III Tujuan

1 Mengetahui bahan baku yang digunakan dalam industri keramik

2 Mengetahui cara menganalisis bahan baku yang digunakan dalam

industri keramik

3 Mengetahui proses pembuaran keramik dalam industri keramik

4 Mengetahui analisis limbah dari industri keramik

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

21 Keramik

211 Pengertian dan Sejarah Keramik

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang

artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses

pembakaran Kamus dan ensiklopedi tahun 1950-an mendefinisikan

keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan

barang dari tanah liat yang dibakar seperti gerabah genteng porselin

dan sebagainya Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah

liat Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan

logam dan anorganik yang berbentuk padat

Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal

dan kimia dibandingkan elemennya Bahan baku keramik yang umum

dipakai adalah felspard ball clay kwarsa kaolin dan air Sifat keramik

sangat ditentukan oleh struktur kristal komposisi kimia dan mineral

bawaannya Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada

lingkungan geologi dimana bahan diperoleh Secara umum strukturnya

sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas Kurangnya

beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan

keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga

menjadi konduktor panas yang jelek Di samping itu keramik

mempunyai sifat rapuh keras dan kaku Keramik secara umum

mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya

212 Klasifikasi Keramik

2121 Keramik tradisional

Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan

menggunakan bahan alam seperti kuarsa kaolin dan lain-lain Yang

termasuk keramik ini adalah barang pecah belah (dinnerware)

keperluan rumah tangga (tile bricks) dan untuk industri (refractory)

2122 Keramik halus

Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik

teknik advanced ceramic engineering ceramic techical ceramic)

adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida

logam atau logam seperti oksida logam (Al2O3 ZrO2 MgOdan lain-

lain) Keramik halus digunakan untuk elemen pemanas

semikonduktor komponen turbin dan pada bidang medis

213 Jenis-Jenis Keramik

2131 Keramik Konvensional

a) Keramik Berstruktur

Keramik jenis ini mempunyai sifat mekanik yang baik

Antara bahan yang termasuk di dalam golongan ini ialah

alumina silicon karbida silicon nitrida komposite dan bahan

yang di lapisi dengan keramik Bahan ini sangat potensi di

gunakan di dalam mesin diesel sebagai piston dan ruang pra

pembakaran turbo charge dan turbin gas Ia di gunakan juga

sebagai bahan penyekat ruang pembakaran bersuhu tinggi dan

mata pahat potong logam (Cutting tool)

b) Keramik Putih

Keramik putih yaitu jenis keramik yang biasanya berwarna

putih dan mempunyai tekstur jaringan yang halus Keramik ini

dibuat dari bahan dasar lempung kualitas terpilih dan fluks

dalam jumlah bervariasi yang dipanaskan pada suhu 1200-

15000C di dalam tanur (kiln) Contohnya keraamik tanah

porselin keramik china ubin keramik putihdan sebagainya

c) Keramik Refraktori

Keramik refrakori yakni keramik yang mencakup bahan ndash

bahan yang digunakan untuk menahan pengaruh termal kimia

dan fisik Refraktori dijual dalaam bentuk bata tahan api bata

silica magnesitdan sebagainya

d) Keramik Listrik

Yang termasuk dalam kategori keramik listrik mempunyai

fungsi elektromagnet dan optik dan juga fungsi kimia yang

berkaitan dengan penggunaannya secara langsung Keramik ini

digunakan sebagai bahan penyekat magnet tranducer dan

pensemikonduksi

2132 Keramik Modern

a) Keramik Oksida

Keramik oksida murni yang digunakan sebagai alat listrik

khusus dan komponen peleburan logam Oksida yang umum

digunakan adalah alumina (Al2O3) Zirconia (ZrO2) Thoria

(ThO2) Berillia (BeO) Magnesia (MgO) Spinel (MgAl2O4) dan

Forsterit (Mg2SiO4)

b) Keramik elektrooptik

Keramik elektrooptik seperti Lithium Niobate (LiNbO3)

dan Lanthanum Zirconat Titanat (PLZT) memberikan sebuah

media yang dapat merubah informasi elektrik menjadi

informasi optik atau yang dapat menggerakkan fungsi optik

dengan perintah dari sinyal elektrik

c) Keramik magnetik

Keramik magnetik dengan komposisi dan penggunaan yang

bervariasi telah dikembangkan Bahan ini merupakan bahan

dasar dari unit memori magnetik pada komputer yang besar

Keunikan sifat elektriknya terutama digunakan pada aplikasi

elektronik gelombang mikro frekuensi tinggi

d) Bahan bakar nuklir yang berbasis Uranium Oksida (UO2) sudah

sangat luas digunakan Bahan tersebut mempunyai kemampuan

yang unik untuk menjaga sifat-sfat yang unggul setelah

penggunaan yang lama sebagai bahan bakar pada reaktor nuklir

e) Kristal tunggal dari berbagai jenis bahan sekarang mulai

diproduksi untuk mengantikan kristal alami Rubi dan kristal

laser garnet dan tabung sapir dan substrat (substrat = sejenis

semikonduktor) dikembangkan dari sebuah peleburan kristal

kwarsa (quartz) yang besar dikembangkan dengan proses

hidrotermal

f) Keramik nitrida untuk refraktori (refractory = bahan tahan api)

dan turbin gas

g) Enamel untuk aluminium pada industri arsitektur

h) Komposit logam-keramik untuk refraktori

i) Keramik karbida untuk bahan abrasif (abrasive = bahan

penghalus permukaan)

j) Keramik borida untuk kekuatan dan temperatur tinggi tahan

terhadap oksidasi

k) Keramik feroelektrik (barium titanat) mempunyai konstanta

dielektrik yang tinggi

l) Gelas-gelas nonsilika misal transmisi infra merah peralatan

semi konduktor

m) Penyaring molekuler (molecular sieves)

n) Keramik gelas

o) Polikristal bebas oksida dibuat berbahan baku pada alumina

yttria dan spinel

214 Sifat Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan

jenis keramik adalah britle atau rapuh hal ini dapat kita lihat pada

keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah gelas kendi

gerabah dan sebagainya coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik

bandingkan dengan piring dari logam pasti keramik mudah pecah

walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu terutama

jenis keramik hasil sintering dan campuran sintering antara keramik

dengan logam sifat lainya adalah tahan suhu tinggi sebagai contoh

keramik tradisional yang terdiri dari clay flint dan feldfar tahan sampai

dengan suhu 12000C keramik engineering seperti keramik oksida

mampu tahan sampai dengan suhu 20000C Kekuatan tekan tinggi sifat

ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang

keramik terus berkembang

Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya

digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk

Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah

Tahan korosi

Sifat listriknya dapat insulator semikonduktor konduktor bahkan

superkonduktor

Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik

Keras dan kuat namun rapuh

Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas

koefisien ekspansi termal dan konduktivitas termal Kapasitas panas

bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari

lingkungan Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain

dalam bentuk vibrasi (getaran) atomion penyusun padatan tersebut

Keramik biasanya material yang kuat dan keras dan juga tahan

korosi Sifat-sifat ini bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga

titik lelehnya yang tinggi membuat keramik merupakan material

struktural yang menarik Keterbatasan utama keramik adalah

kerapuhannya yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan

deformasi plastik yang sedikit Ini merupakan masalah khusus bila

bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural Perbedaan dan kelebihan

diantara keramik dengan logam dan bahan polimer adalah seperti

berikut

Keramik Bahan bukan organik (bukan metalik) keras kuat tidak

bertindak balas dengan bahan kimia titik cair tinggi

Logam Bahan-bahan organik (metalik) kekerasan dan kekuatan

berbeda-beda tidak stabil terhadap bahan kimia Titik cair berbeda-

beda

Polimer Bahan organik kebiasaan lembut dan lemah tidak stabil

terhadap bahan kimia temperatur cair rendah

22 Bahan Galian Industri Keramik

221 Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material

lempung dengan kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna

putih atau agak keputihan Kaolin mempunyai komposisi hidrous

alumunium silikat (2H2OAl2O32SiO2) dengan disertai mineral

penyerta Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui

proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku

felspartik Endapan kaolin ada dua macam yaitu endapan residual dan

sedimentasi Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah

kaolinit nakrit dikrit dan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) yang

mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk

endapan tersendiri Sifat-sifat mineral kaolin antara lain yaitu

kekerasan 2 ndash 25 berat jenis 26 ndash 263 plastis mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah serta pH bervariasi

222 Felspar

Sebagai mineral silikat pembentuk batuan felspar mempunyai

kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom

oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur

tetraheral lainnya Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang

terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut

seperti penggantian silikon oleh aluminium Terlepas dari bentuk

strukturnya apakah triklin atau monoklin felspar secara kimiawi dibagi

menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8)

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

21 Keramik

211 Pengertian dan Sejarah Keramik

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang

artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses

pembakaran Kamus dan ensiklopedi tahun 1950-an mendefinisikan

keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan

barang dari tanah liat yang dibakar seperti gerabah genteng porselin

dan sebagainya Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah

liat Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan

logam dan anorganik yang berbentuk padat

Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal

dan kimia dibandingkan elemennya Bahan baku keramik yang umum

dipakai adalah felspard ball clay kwarsa kaolin dan air Sifat keramik

sangat ditentukan oleh struktur kristal komposisi kimia dan mineral

bawaannya Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada

lingkungan geologi dimana bahan diperoleh Secara umum strukturnya

sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas Kurangnya

beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan

keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga

menjadi konduktor panas yang jelek Di samping itu keramik

mempunyai sifat rapuh keras dan kaku Keramik secara umum

mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya

212 Klasifikasi Keramik

2121 Keramik tradisional

Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan

menggunakan bahan alam seperti kuarsa kaolin dan lain-lain Yang

termasuk keramik ini adalah barang pecah belah (dinnerware)

keperluan rumah tangga (tile bricks) dan untuk industri (refractory)

2122 Keramik halus

Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik

teknik advanced ceramic engineering ceramic techical ceramic)

adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida

logam atau logam seperti oksida logam (Al2O3 ZrO2 MgOdan lain-

lain) Keramik halus digunakan untuk elemen pemanas

semikonduktor komponen turbin dan pada bidang medis

213 Jenis-Jenis Keramik

2131 Keramik Konvensional

a) Keramik Berstruktur

Keramik jenis ini mempunyai sifat mekanik yang baik

Antara bahan yang termasuk di dalam golongan ini ialah

alumina silicon karbida silicon nitrida komposite dan bahan

yang di lapisi dengan keramik Bahan ini sangat potensi di

gunakan di dalam mesin diesel sebagai piston dan ruang pra

pembakaran turbo charge dan turbin gas Ia di gunakan juga

sebagai bahan penyekat ruang pembakaran bersuhu tinggi dan

mata pahat potong logam (Cutting tool)

b) Keramik Putih

Keramik putih yaitu jenis keramik yang biasanya berwarna

putih dan mempunyai tekstur jaringan yang halus Keramik ini

dibuat dari bahan dasar lempung kualitas terpilih dan fluks

dalam jumlah bervariasi yang dipanaskan pada suhu 1200-

15000C di dalam tanur (kiln) Contohnya keraamik tanah

porselin keramik china ubin keramik putihdan sebagainya

c) Keramik Refraktori

Keramik refrakori yakni keramik yang mencakup bahan ndash

bahan yang digunakan untuk menahan pengaruh termal kimia

dan fisik Refraktori dijual dalaam bentuk bata tahan api bata

silica magnesitdan sebagainya

d) Keramik Listrik

Yang termasuk dalam kategori keramik listrik mempunyai

fungsi elektromagnet dan optik dan juga fungsi kimia yang

berkaitan dengan penggunaannya secara langsung Keramik ini

digunakan sebagai bahan penyekat magnet tranducer dan

pensemikonduksi

2132 Keramik Modern

a) Keramik Oksida

Keramik oksida murni yang digunakan sebagai alat listrik

khusus dan komponen peleburan logam Oksida yang umum

digunakan adalah alumina (Al2O3) Zirconia (ZrO2) Thoria

(ThO2) Berillia (BeO) Magnesia (MgO) Spinel (MgAl2O4) dan

Forsterit (Mg2SiO4)

b) Keramik elektrooptik

Keramik elektrooptik seperti Lithium Niobate (LiNbO3)

dan Lanthanum Zirconat Titanat (PLZT) memberikan sebuah

media yang dapat merubah informasi elektrik menjadi

informasi optik atau yang dapat menggerakkan fungsi optik

dengan perintah dari sinyal elektrik

c) Keramik magnetik

Keramik magnetik dengan komposisi dan penggunaan yang

bervariasi telah dikembangkan Bahan ini merupakan bahan

dasar dari unit memori magnetik pada komputer yang besar

Keunikan sifat elektriknya terutama digunakan pada aplikasi

elektronik gelombang mikro frekuensi tinggi

d) Bahan bakar nuklir yang berbasis Uranium Oksida (UO2) sudah

sangat luas digunakan Bahan tersebut mempunyai kemampuan

yang unik untuk menjaga sifat-sfat yang unggul setelah

penggunaan yang lama sebagai bahan bakar pada reaktor nuklir

e) Kristal tunggal dari berbagai jenis bahan sekarang mulai

diproduksi untuk mengantikan kristal alami Rubi dan kristal

laser garnet dan tabung sapir dan substrat (substrat = sejenis

semikonduktor) dikembangkan dari sebuah peleburan kristal

kwarsa (quartz) yang besar dikembangkan dengan proses

hidrotermal

f) Keramik nitrida untuk refraktori (refractory = bahan tahan api)

dan turbin gas

g) Enamel untuk aluminium pada industri arsitektur

h) Komposit logam-keramik untuk refraktori

i) Keramik karbida untuk bahan abrasif (abrasive = bahan

penghalus permukaan)

j) Keramik borida untuk kekuatan dan temperatur tinggi tahan

terhadap oksidasi

k) Keramik feroelektrik (barium titanat) mempunyai konstanta

dielektrik yang tinggi

l) Gelas-gelas nonsilika misal transmisi infra merah peralatan

semi konduktor

m) Penyaring molekuler (molecular sieves)

n) Keramik gelas

o) Polikristal bebas oksida dibuat berbahan baku pada alumina

yttria dan spinel

214 Sifat Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan

jenis keramik adalah britle atau rapuh hal ini dapat kita lihat pada

keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah gelas kendi

gerabah dan sebagainya coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik

bandingkan dengan piring dari logam pasti keramik mudah pecah

walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu terutama

jenis keramik hasil sintering dan campuran sintering antara keramik

dengan logam sifat lainya adalah tahan suhu tinggi sebagai contoh

keramik tradisional yang terdiri dari clay flint dan feldfar tahan sampai

dengan suhu 12000C keramik engineering seperti keramik oksida

mampu tahan sampai dengan suhu 20000C Kekuatan tekan tinggi sifat

ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang

keramik terus berkembang

Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya

digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk

Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah

Tahan korosi

Sifat listriknya dapat insulator semikonduktor konduktor bahkan

superkonduktor

Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik

Keras dan kuat namun rapuh

Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas

koefisien ekspansi termal dan konduktivitas termal Kapasitas panas

bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari

lingkungan Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain

dalam bentuk vibrasi (getaran) atomion penyusun padatan tersebut

Keramik biasanya material yang kuat dan keras dan juga tahan

korosi Sifat-sifat ini bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga

titik lelehnya yang tinggi membuat keramik merupakan material

struktural yang menarik Keterbatasan utama keramik adalah

kerapuhannya yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan

deformasi plastik yang sedikit Ini merupakan masalah khusus bila

bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural Perbedaan dan kelebihan

diantara keramik dengan logam dan bahan polimer adalah seperti

berikut

Keramik Bahan bukan organik (bukan metalik) keras kuat tidak

bertindak balas dengan bahan kimia titik cair tinggi

Logam Bahan-bahan organik (metalik) kekerasan dan kekuatan

berbeda-beda tidak stabil terhadap bahan kimia Titik cair berbeda-

beda

Polimer Bahan organik kebiasaan lembut dan lemah tidak stabil

terhadap bahan kimia temperatur cair rendah

22 Bahan Galian Industri Keramik

221 Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material

lempung dengan kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna

putih atau agak keputihan Kaolin mempunyai komposisi hidrous

alumunium silikat (2H2OAl2O32SiO2) dengan disertai mineral

penyerta Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui

proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku

felspartik Endapan kaolin ada dua macam yaitu endapan residual dan

sedimentasi Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah

kaolinit nakrit dikrit dan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) yang

mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk

endapan tersendiri Sifat-sifat mineral kaolin antara lain yaitu

kekerasan 2 ndash 25 berat jenis 26 ndash 263 plastis mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah serta pH bervariasi

222 Felspar

Sebagai mineral silikat pembentuk batuan felspar mempunyai

kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom

oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur

tetraheral lainnya Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang

terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut

seperti penggantian silikon oleh aluminium Terlepas dari bentuk

strukturnya apakah triklin atau monoklin felspar secara kimiawi dibagi

menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8)

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

212 Klasifikasi Keramik

2121 Keramik tradisional

Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan

menggunakan bahan alam seperti kuarsa kaolin dan lain-lain Yang

termasuk keramik ini adalah barang pecah belah (dinnerware)

keperluan rumah tangga (tile bricks) dan untuk industri (refractory)

2122 Keramik halus

Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik

teknik advanced ceramic engineering ceramic techical ceramic)

adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida

logam atau logam seperti oksida logam (Al2O3 ZrO2 MgOdan lain-

lain) Keramik halus digunakan untuk elemen pemanas

semikonduktor komponen turbin dan pada bidang medis

213 Jenis-Jenis Keramik

2131 Keramik Konvensional

a) Keramik Berstruktur

Keramik jenis ini mempunyai sifat mekanik yang baik

Antara bahan yang termasuk di dalam golongan ini ialah

alumina silicon karbida silicon nitrida komposite dan bahan

yang di lapisi dengan keramik Bahan ini sangat potensi di

gunakan di dalam mesin diesel sebagai piston dan ruang pra

pembakaran turbo charge dan turbin gas Ia di gunakan juga

sebagai bahan penyekat ruang pembakaran bersuhu tinggi dan

mata pahat potong logam (Cutting tool)

b) Keramik Putih

Keramik putih yaitu jenis keramik yang biasanya berwarna

putih dan mempunyai tekstur jaringan yang halus Keramik ini

dibuat dari bahan dasar lempung kualitas terpilih dan fluks

dalam jumlah bervariasi yang dipanaskan pada suhu 1200-

15000C di dalam tanur (kiln) Contohnya keraamik tanah

porselin keramik china ubin keramik putihdan sebagainya

c) Keramik Refraktori

Keramik refrakori yakni keramik yang mencakup bahan ndash

bahan yang digunakan untuk menahan pengaruh termal kimia

dan fisik Refraktori dijual dalaam bentuk bata tahan api bata

silica magnesitdan sebagainya

d) Keramik Listrik

Yang termasuk dalam kategori keramik listrik mempunyai

fungsi elektromagnet dan optik dan juga fungsi kimia yang

berkaitan dengan penggunaannya secara langsung Keramik ini

digunakan sebagai bahan penyekat magnet tranducer dan

pensemikonduksi

2132 Keramik Modern

a) Keramik Oksida

Keramik oksida murni yang digunakan sebagai alat listrik

khusus dan komponen peleburan logam Oksida yang umum

digunakan adalah alumina (Al2O3) Zirconia (ZrO2) Thoria

(ThO2) Berillia (BeO) Magnesia (MgO) Spinel (MgAl2O4) dan

Forsterit (Mg2SiO4)

b) Keramik elektrooptik

Keramik elektrooptik seperti Lithium Niobate (LiNbO3)

dan Lanthanum Zirconat Titanat (PLZT) memberikan sebuah

media yang dapat merubah informasi elektrik menjadi

informasi optik atau yang dapat menggerakkan fungsi optik

dengan perintah dari sinyal elektrik

c) Keramik magnetik

Keramik magnetik dengan komposisi dan penggunaan yang

bervariasi telah dikembangkan Bahan ini merupakan bahan

dasar dari unit memori magnetik pada komputer yang besar

Keunikan sifat elektriknya terutama digunakan pada aplikasi

elektronik gelombang mikro frekuensi tinggi

d) Bahan bakar nuklir yang berbasis Uranium Oksida (UO2) sudah

sangat luas digunakan Bahan tersebut mempunyai kemampuan

yang unik untuk menjaga sifat-sfat yang unggul setelah

penggunaan yang lama sebagai bahan bakar pada reaktor nuklir

e) Kristal tunggal dari berbagai jenis bahan sekarang mulai

diproduksi untuk mengantikan kristal alami Rubi dan kristal

laser garnet dan tabung sapir dan substrat (substrat = sejenis

semikonduktor) dikembangkan dari sebuah peleburan kristal

kwarsa (quartz) yang besar dikembangkan dengan proses

hidrotermal

f) Keramik nitrida untuk refraktori (refractory = bahan tahan api)

dan turbin gas

g) Enamel untuk aluminium pada industri arsitektur

h) Komposit logam-keramik untuk refraktori

i) Keramik karbida untuk bahan abrasif (abrasive = bahan

penghalus permukaan)

j) Keramik borida untuk kekuatan dan temperatur tinggi tahan

terhadap oksidasi

k) Keramik feroelektrik (barium titanat) mempunyai konstanta

dielektrik yang tinggi

l) Gelas-gelas nonsilika misal transmisi infra merah peralatan

semi konduktor

m) Penyaring molekuler (molecular sieves)

n) Keramik gelas

o) Polikristal bebas oksida dibuat berbahan baku pada alumina

yttria dan spinel

214 Sifat Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan

jenis keramik adalah britle atau rapuh hal ini dapat kita lihat pada

keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah gelas kendi

gerabah dan sebagainya coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik

bandingkan dengan piring dari logam pasti keramik mudah pecah

walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu terutama

jenis keramik hasil sintering dan campuran sintering antara keramik

dengan logam sifat lainya adalah tahan suhu tinggi sebagai contoh

keramik tradisional yang terdiri dari clay flint dan feldfar tahan sampai

dengan suhu 12000C keramik engineering seperti keramik oksida

mampu tahan sampai dengan suhu 20000C Kekuatan tekan tinggi sifat

ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang

keramik terus berkembang

Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya

digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk

Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah

Tahan korosi

Sifat listriknya dapat insulator semikonduktor konduktor bahkan

superkonduktor

Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik

Keras dan kuat namun rapuh

Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas

koefisien ekspansi termal dan konduktivitas termal Kapasitas panas

bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari

lingkungan Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain

dalam bentuk vibrasi (getaran) atomion penyusun padatan tersebut

Keramik biasanya material yang kuat dan keras dan juga tahan

korosi Sifat-sifat ini bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga

titik lelehnya yang tinggi membuat keramik merupakan material

struktural yang menarik Keterbatasan utama keramik adalah

kerapuhannya yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan

deformasi plastik yang sedikit Ini merupakan masalah khusus bila

bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural Perbedaan dan kelebihan

diantara keramik dengan logam dan bahan polimer adalah seperti

berikut

Keramik Bahan bukan organik (bukan metalik) keras kuat tidak

bertindak balas dengan bahan kimia titik cair tinggi

Logam Bahan-bahan organik (metalik) kekerasan dan kekuatan

berbeda-beda tidak stabil terhadap bahan kimia Titik cair berbeda-

beda

Polimer Bahan organik kebiasaan lembut dan lemah tidak stabil

terhadap bahan kimia temperatur cair rendah

22 Bahan Galian Industri Keramik

221 Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material

lempung dengan kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna

putih atau agak keputihan Kaolin mempunyai komposisi hidrous

alumunium silikat (2H2OAl2O32SiO2) dengan disertai mineral

penyerta Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui

proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku

felspartik Endapan kaolin ada dua macam yaitu endapan residual dan

sedimentasi Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah

kaolinit nakrit dikrit dan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) yang

mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk

endapan tersendiri Sifat-sifat mineral kaolin antara lain yaitu

kekerasan 2 ndash 25 berat jenis 26 ndash 263 plastis mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah serta pH bervariasi

222 Felspar

Sebagai mineral silikat pembentuk batuan felspar mempunyai

kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom

oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur

tetraheral lainnya Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang

terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut

seperti penggantian silikon oleh aluminium Terlepas dari bentuk

strukturnya apakah triklin atau monoklin felspar secara kimiawi dibagi

menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8)

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

c) Keramik Refraktori

Keramik refrakori yakni keramik yang mencakup bahan ndash

bahan yang digunakan untuk menahan pengaruh termal kimia

dan fisik Refraktori dijual dalaam bentuk bata tahan api bata

silica magnesitdan sebagainya

d) Keramik Listrik

Yang termasuk dalam kategori keramik listrik mempunyai

fungsi elektromagnet dan optik dan juga fungsi kimia yang

berkaitan dengan penggunaannya secara langsung Keramik ini

digunakan sebagai bahan penyekat magnet tranducer dan

pensemikonduksi

2132 Keramik Modern

a) Keramik Oksida

Keramik oksida murni yang digunakan sebagai alat listrik

khusus dan komponen peleburan logam Oksida yang umum

digunakan adalah alumina (Al2O3) Zirconia (ZrO2) Thoria

(ThO2) Berillia (BeO) Magnesia (MgO) Spinel (MgAl2O4) dan

Forsterit (Mg2SiO4)

b) Keramik elektrooptik

Keramik elektrooptik seperti Lithium Niobate (LiNbO3)

dan Lanthanum Zirconat Titanat (PLZT) memberikan sebuah

media yang dapat merubah informasi elektrik menjadi

informasi optik atau yang dapat menggerakkan fungsi optik

dengan perintah dari sinyal elektrik

c) Keramik magnetik

Keramik magnetik dengan komposisi dan penggunaan yang

bervariasi telah dikembangkan Bahan ini merupakan bahan

dasar dari unit memori magnetik pada komputer yang besar

Keunikan sifat elektriknya terutama digunakan pada aplikasi

elektronik gelombang mikro frekuensi tinggi

d) Bahan bakar nuklir yang berbasis Uranium Oksida (UO2) sudah

sangat luas digunakan Bahan tersebut mempunyai kemampuan

yang unik untuk menjaga sifat-sfat yang unggul setelah

penggunaan yang lama sebagai bahan bakar pada reaktor nuklir

e) Kristal tunggal dari berbagai jenis bahan sekarang mulai

diproduksi untuk mengantikan kristal alami Rubi dan kristal

laser garnet dan tabung sapir dan substrat (substrat = sejenis

semikonduktor) dikembangkan dari sebuah peleburan kristal

kwarsa (quartz) yang besar dikembangkan dengan proses

hidrotermal

f) Keramik nitrida untuk refraktori (refractory = bahan tahan api)

dan turbin gas

g) Enamel untuk aluminium pada industri arsitektur

h) Komposit logam-keramik untuk refraktori

i) Keramik karbida untuk bahan abrasif (abrasive = bahan

penghalus permukaan)

j) Keramik borida untuk kekuatan dan temperatur tinggi tahan

terhadap oksidasi

k) Keramik feroelektrik (barium titanat) mempunyai konstanta

dielektrik yang tinggi

l) Gelas-gelas nonsilika misal transmisi infra merah peralatan

semi konduktor

m) Penyaring molekuler (molecular sieves)

n) Keramik gelas

o) Polikristal bebas oksida dibuat berbahan baku pada alumina

yttria dan spinel

214 Sifat Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan

jenis keramik adalah britle atau rapuh hal ini dapat kita lihat pada

keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah gelas kendi

gerabah dan sebagainya coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik

bandingkan dengan piring dari logam pasti keramik mudah pecah

walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu terutama

jenis keramik hasil sintering dan campuran sintering antara keramik

dengan logam sifat lainya adalah tahan suhu tinggi sebagai contoh

keramik tradisional yang terdiri dari clay flint dan feldfar tahan sampai

dengan suhu 12000C keramik engineering seperti keramik oksida

mampu tahan sampai dengan suhu 20000C Kekuatan tekan tinggi sifat

ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang

keramik terus berkembang

Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya

digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk

Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah

Tahan korosi

Sifat listriknya dapat insulator semikonduktor konduktor bahkan

superkonduktor

Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik

Keras dan kuat namun rapuh

Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas

koefisien ekspansi termal dan konduktivitas termal Kapasitas panas

bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari

lingkungan Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain

dalam bentuk vibrasi (getaran) atomion penyusun padatan tersebut

Keramik biasanya material yang kuat dan keras dan juga tahan

korosi Sifat-sifat ini bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga

titik lelehnya yang tinggi membuat keramik merupakan material

struktural yang menarik Keterbatasan utama keramik adalah

kerapuhannya yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan

deformasi plastik yang sedikit Ini merupakan masalah khusus bila

bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural Perbedaan dan kelebihan

diantara keramik dengan logam dan bahan polimer adalah seperti

berikut

Keramik Bahan bukan organik (bukan metalik) keras kuat tidak

bertindak balas dengan bahan kimia titik cair tinggi

Logam Bahan-bahan organik (metalik) kekerasan dan kekuatan

berbeda-beda tidak stabil terhadap bahan kimia Titik cair berbeda-

beda

Polimer Bahan organik kebiasaan lembut dan lemah tidak stabil

terhadap bahan kimia temperatur cair rendah

22 Bahan Galian Industri Keramik

221 Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material

lempung dengan kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna

putih atau agak keputihan Kaolin mempunyai komposisi hidrous

alumunium silikat (2H2OAl2O32SiO2) dengan disertai mineral

penyerta Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui

proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku

felspartik Endapan kaolin ada dua macam yaitu endapan residual dan

sedimentasi Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah

kaolinit nakrit dikrit dan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) yang

mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk

endapan tersendiri Sifat-sifat mineral kaolin antara lain yaitu

kekerasan 2 ndash 25 berat jenis 26 ndash 263 plastis mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah serta pH bervariasi

222 Felspar

Sebagai mineral silikat pembentuk batuan felspar mempunyai

kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom

oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur

tetraheral lainnya Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang

terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut

seperti penggantian silikon oleh aluminium Terlepas dari bentuk

strukturnya apakah triklin atau monoklin felspar secara kimiawi dibagi

menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8)

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

d) Bahan bakar nuklir yang berbasis Uranium Oksida (UO2) sudah

sangat luas digunakan Bahan tersebut mempunyai kemampuan

yang unik untuk menjaga sifat-sfat yang unggul setelah

penggunaan yang lama sebagai bahan bakar pada reaktor nuklir

e) Kristal tunggal dari berbagai jenis bahan sekarang mulai

diproduksi untuk mengantikan kristal alami Rubi dan kristal

laser garnet dan tabung sapir dan substrat (substrat = sejenis

semikonduktor) dikembangkan dari sebuah peleburan kristal

kwarsa (quartz) yang besar dikembangkan dengan proses

hidrotermal

f) Keramik nitrida untuk refraktori (refractory = bahan tahan api)

dan turbin gas

g) Enamel untuk aluminium pada industri arsitektur

h) Komposit logam-keramik untuk refraktori

i) Keramik karbida untuk bahan abrasif (abrasive = bahan

penghalus permukaan)

j) Keramik borida untuk kekuatan dan temperatur tinggi tahan

terhadap oksidasi

k) Keramik feroelektrik (barium titanat) mempunyai konstanta

dielektrik yang tinggi

l) Gelas-gelas nonsilika misal transmisi infra merah peralatan

semi konduktor

m) Penyaring molekuler (molecular sieves)

n) Keramik gelas

o) Polikristal bebas oksida dibuat berbahan baku pada alumina

yttria dan spinel

214 Sifat Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan

jenis keramik adalah britle atau rapuh hal ini dapat kita lihat pada

keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah gelas kendi

gerabah dan sebagainya coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik

bandingkan dengan piring dari logam pasti keramik mudah pecah

walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu terutama

jenis keramik hasil sintering dan campuran sintering antara keramik

dengan logam sifat lainya adalah tahan suhu tinggi sebagai contoh

keramik tradisional yang terdiri dari clay flint dan feldfar tahan sampai

dengan suhu 12000C keramik engineering seperti keramik oksida

mampu tahan sampai dengan suhu 20000C Kekuatan tekan tinggi sifat

ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang

keramik terus berkembang

Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya

digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk

Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah

Tahan korosi

Sifat listriknya dapat insulator semikonduktor konduktor bahkan

superkonduktor

Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik

Keras dan kuat namun rapuh

Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas

koefisien ekspansi termal dan konduktivitas termal Kapasitas panas

bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari

lingkungan Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain

dalam bentuk vibrasi (getaran) atomion penyusun padatan tersebut

Keramik biasanya material yang kuat dan keras dan juga tahan

korosi Sifat-sifat ini bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga

titik lelehnya yang tinggi membuat keramik merupakan material

struktural yang menarik Keterbatasan utama keramik adalah

kerapuhannya yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan

deformasi plastik yang sedikit Ini merupakan masalah khusus bila

bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural Perbedaan dan kelebihan

diantara keramik dengan logam dan bahan polimer adalah seperti

berikut

Keramik Bahan bukan organik (bukan metalik) keras kuat tidak

bertindak balas dengan bahan kimia titik cair tinggi

Logam Bahan-bahan organik (metalik) kekerasan dan kekuatan

berbeda-beda tidak stabil terhadap bahan kimia Titik cair berbeda-

beda

Polimer Bahan organik kebiasaan lembut dan lemah tidak stabil

terhadap bahan kimia temperatur cair rendah

22 Bahan Galian Industri Keramik

221 Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material

lempung dengan kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna

putih atau agak keputihan Kaolin mempunyai komposisi hidrous

alumunium silikat (2H2OAl2O32SiO2) dengan disertai mineral

penyerta Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui

proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku

felspartik Endapan kaolin ada dua macam yaitu endapan residual dan

sedimentasi Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah

kaolinit nakrit dikrit dan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) yang

mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk

endapan tersendiri Sifat-sifat mineral kaolin antara lain yaitu

kekerasan 2 ndash 25 berat jenis 26 ndash 263 plastis mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah serta pH bervariasi

222 Felspar

Sebagai mineral silikat pembentuk batuan felspar mempunyai

kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom

oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur

tetraheral lainnya Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang

terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut

seperti penggantian silikon oleh aluminium Terlepas dari bentuk

strukturnya apakah triklin atau monoklin felspar secara kimiawi dibagi

menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8)

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

bandingkan dengan piring dari logam pasti keramik mudah pecah

walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu terutama

jenis keramik hasil sintering dan campuran sintering antara keramik

dengan logam sifat lainya adalah tahan suhu tinggi sebagai contoh

keramik tradisional yang terdiri dari clay flint dan feldfar tahan sampai

dengan suhu 12000C keramik engineering seperti keramik oksida

mampu tahan sampai dengan suhu 20000C Kekuatan tekan tinggi sifat

ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang

keramik terus berkembang

Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya

digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk

Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah

Tahan korosi

Sifat listriknya dapat insulator semikonduktor konduktor bahkan

superkonduktor

Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik

Keras dan kuat namun rapuh

Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas

koefisien ekspansi termal dan konduktivitas termal Kapasitas panas

bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari

lingkungan Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain

dalam bentuk vibrasi (getaran) atomion penyusun padatan tersebut

Keramik biasanya material yang kuat dan keras dan juga tahan

korosi Sifat-sifat ini bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga

titik lelehnya yang tinggi membuat keramik merupakan material

struktural yang menarik Keterbatasan utama keramik adalah

kerapuhannya yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan

deformasi plastik yang sedikit Ini merupakan masalah khusus bila

bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural Perbedaan dan kelebihan

diantara keramik dengan logam dan bahan polimer adalah seperti

berikut

Keramik Bahan bukan organik (bukan metalik) keras kuat tidak

bertindak balas dengan bahan kimia titik cair tinggi

Logam Bahan-bahan organik (metalik) kekerasan dan kekuatan

berbeda-beda tidak stabil terhadap bahan kimia Titik cair berbeda-

beda

Polimer Bahan organik kebiasaan lembut dan lemah tidak stabil

terhadap bahan kimia temperatur cair rendah

22 Bahan Galian Industri Keramik

221 Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material

lempung dengan kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna

putih atau agak keputihan Kaolin mempunyai komposisi hidrous

alumunium silikat (2H2OAl2O32SiO2) dengan disertai mineral

penyerta Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui

proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku

felspartik Endapan kaolin ada dua macam yaitu endapan residual dan

sedimentasi Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah

kaolinit nakrit dikrit dan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) yang

mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk

endapan tersendiri Sifat-sifat mineral kaolin antara lain yaitu

kekerasan 2 ndash 25 berat jenis 26 ndash 263 plastis mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah serta pH bervariasi

222 Felspar

Sebagai mineral silikat pembentuk batuan felspar mempunyai

kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom

oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur

tetraheral lainnya Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang

terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut

seperti penggantian silikon oleh aluminium Terlepas dari bentuk

strukturnya apakah triklin atau monoklin felspar secara kimiawi dibagi

menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8)

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

Keramik Bahan bukan organik (bukan metalik) keras kuat tidak

bertindak balas dengan bahan kimia titik cair tinggi

Logam Bahan-bahan organik (metalik) kekerasan dan kekuatan

berbeda-beda tidak stabil terhadap bahan kimia Titik cair berbeda-

beda

Polimer Bahan organik kebiasaan lembut dan lemah tidak stabil

terhadap bahan kimia temperatur cair rendah

22 Bahan Galian Industri Keramik

221 Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material

lempung dengan kandungan besi yang rendah dan umumnya berwarna

putih atau agak keputihan Kaolin mempunyai komposisi hidrous

alumunium silikat (2H2OAl2O32SiO2) dengan disertai mineral

penyerta Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui

proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku

felspartik Endapan kaolin ada dua macam yaitu endapan residual dan

sedimentasi Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah

kaolinit nakrit dikrit dan halloysit (Al2(OH)4SiO52H2O) yang

mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk

endapan tersendiri Sifat-sifat mineral kaolin antara lain yaitu

kekerasan 2 ndash 25 berat jenis 26 ndash 263 plastis mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah serta pH bervariasi

222 Felspar

Sebagai mineral silikat pembentuk batuan felspar mempunyai

kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom

oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur

tetraheral lainnya Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang

terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut

seperti penggantian silikon oleh aluminium Terlepas dari bentuk

strukturnya apakah triklin atau monoklin felspar secara kimiawi dibagi

menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8)

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

natrium felspar (NaAlSi3O8) kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium

felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar Plagioklas

merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi

komposisi natrium felspar dan kalsium felspar Plagioklas felspar

hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar

(lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara

mikroskopis Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya

komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral

felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut Na-

plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit

sienit) Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti

diorit sedangkan labradorit bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan

berdasarkan suhu kristalisasinya mulai dari sanidin (suhu tinggi)

ortoklas mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah) Keempat mineral

mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama)

ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit selain itu

ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada

batuan sedimen Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup

melimpah Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan

felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) gt 10 Selain itu

material pengotor oksida besi kuarsa oksida titanium dan pengotor lain

yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin Felspar

dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan

felspar olahan untuk keperluan industri tertentu Mineral ikutannya

dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi

yang ditentukan Industri keramik halus dan kacagelas merupakan dua

industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan terutama

yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

223 Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal

silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama

proses pengendapan Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih

merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama

seperti kuarsa dan feldspar Hasil pelapukan kemudian tercuci dan

terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai danau

atau laut Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2

Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO dan K2O berwarna putih bening atau

warna lain bergantung pada senyawa pengotornya kekerasan 7 (skala

Mohs) berat jenis 265 titik lebur 17150C bentuk kristal hexagonal

panas sfesifik 0185 dan konduktivitas panas 12 ndash 1000C Dalam

kegiatan industri penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas

baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan Sebagai

bahan baku utama misalnya digunakan dalam industri gelas kaca

semen tegel mosaik keramik bahan baku fero silikon silikon carbide

bahan abrasit (ampelas dan sand blasting) Sedangkan sebagai bahan

ikutan misal dalam industri cor industri perminyakan dan

pertambangan bata tahan api (refraktori) dan lain sebagainya

Bahan baku pembuatan keramik ada tiga yaitu lempung (tanah

liat) pasir dan feldspar Lempung merupakan alumunium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari

bahan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli

yang penting Reaksinya

Ada tiga jenis lempung atau tanah liat utama yang dibedakan oleh

warna ukuran partikel sifat keliatan dan komposisi kimianya yaitu

Tanah liat kaolin berwarna putih berukuran partikel sederhana

kurang keliatannyasifat plastis Dan mengandungi komposisi besi

yang kurang dari 1

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

Tanah liat bola (ball clay) berwarna hitam atau kelabu berukuran

partikel halus keliatan yang tinggi dan kandungan besi oksida

diantara 0 ndash 2

Tanah liat api (fire clay) berwarna kemerahan berukuran partikel

antara sederhana dan besar dan komposisi besi oksida yang tinggi

Tanah liat kaolin ini kebanyakan di gunakan dalam industri

keramik konvensional seperti industri pembuatan piring mangkuk

peralatan kamar mandi lantai dan dinding perhiasaan rumah seperti pot

bunga porselin peralatan listrik untuk voltan rendah dan tinggi

Beraneka ragamnya sifat fisik lempung dan kandungan tak

kemurniannya sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih

dahulu melalui prosedur benafisiasi yaitu menyingkirkan pasir dan

mika dari lempung

Ada tiga jenis feldspar yang umum yaitu potas (K2O Al2O3SiO2)

soda (NaO Al2O36SiO2) dan gamping (CaO Al2O36SiO2) yang

kesemuanya dipakai dalam produk keramik Feldspar sendiri berfungsi

sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik Bahan ndash bahan ini

termasuk bahan mentah yang di gunakan dalam pembuatan barang

keramik konvensional seperti feldspar silicon kalsium karbonat

Selain dari pada bahan di atas berbagai mineral lain seperti garam dan

oksida juga digunakan sebagai bahan fluks dan perawis refraktori

Seperti Alumina Zirkonia Silikon karbida Silikon nitrida Barium

titanat adalah merupakan sebahagian barangan keramik berteknologi

tinggi Bahan mentah ini mempunyai kemurnian yang tinggi mahal dan

kegunaannya tertumpu kepada industri teknik mekanik biological

elektronik dan listrik Bahan-bahan ini mempunyai potensi dan reputasi

masa depan yang tinggi bagi menggantikan bahan-bahan yang telah ada

seperti besi dan baja Hasil penggunaan bahan mentah ini dapat

membentuk komponen atau produk yang mempunyai sifat-sifat

kekuatan yang amat tinggi kekerasan yang kuat tidak bertindak balas

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

dengan bahan kimia kadar kehalusan yang rendah mempunyai unsur

ketahanan panas dan temperatur cair yang tinggi Diantara bahan fluks

yang biasa digunakan untuk menurunkan suhu vitrifikasi suhu lebur

dan suhu reaksi adalah boraks (Na2B4O7 10H2O) soda abu (Na2CO3)

tulang kalsinasi fluorspar (CaF2) kriolit (Na3AlF6) oksida besi mineral

litium dll Sedangkan beberapa bahan perawis refraktori khusus

misalnya alumina (Al2O3) magnesit (MgCO3) zirnkonia (ZrO2) titania

alumunium silikat dan lain-lain

Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan

bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik Contoh

bahan mentah keramik alam seperti kaolin lempung felspar kuarsa

pyrophillit dan sebagainya Sedangkan bahan keramik buatan seperti

mullit SiC Borida Nitrida H3BO3 dan sebagainya

Gambar Bahan Mentah dan Bahan Glasir

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu

1 Bahan Pengikat Contoh kaolin ball clay fire clay red clay

2 Bahan Pelebur Contoh felspar kapur

3 Bahan Pengisi Contoh silika grog (samot)

4 Bahan Tambahan Contoh water glass talk pyrophillit

5 Bahan Mentah Glasir (Bahan yang membuat lapisan gelas pada

permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada

suhu tertentu) diantaranya adalah

1048707 bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung ndash felspar

1048707 bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur ndash soda

abumiddot

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

1048707 bahan mengandung Al2O3 - kaolin ndash felspar

1048707 bahan tambahan Contoh

- bahan pewarna Contoh senyawa cobalt senyawa besi

senyawa nikel senyawa chrom dan sebagainya

- bahan perekat Contoh gum

- bahan penutup Contoh oksida sirkon oksida seng

- bahan pelebur Contoh asam borat borax Na2CO3 K2CO3

BaCO3 Pb3O4 dan sebagainya

- untuk bahan opacifer SnO2 ZrO dan sebagainya

224 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 lt 1256 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

23 Pembuatan Keramik

Semua produk keramik dibuat dengan mencampurkan berbagai

kuantitas bahan baku membentuknya lalu memanaskan sampai suhu

pembakaran Suhu ini mungkin hanya 7000C untuk beberapa glasir luar

tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu 20000C Pada suhu

vitrifikasi terjadi sejumlah reaksi yang merupakan dasar kimia bagi

konversi kimia

1 Dehidrasi atau ldquo penguapan air kimiardquo pada suhu 150-6500C

2 Kalsinasi misal CaCO3 pada suhu 600-9000C

3 Oksidasi besi fero dan bahan organic pada suhu 350-9000C

4 Pembentukan silica pada suhu 9000C lebih

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara

satu dengan lainnya Proses awal yang dikerjakan dengan baik akan

menghasilkan produk yang baik juga Demikian sebaliknya kesalahan di

tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga

Cara-cara pembentukan (forming) berdasarkan kadar air antara

lain

1 Kadar air 6-7

Dibentuk dengan dipres terhadap puder adonan dan dibuat dengan cara

spray drying atau penggilingan adonan

2 Kadar air 20-25

Dibenruk dengan jiggering (pengecoran) terhadap lumpur adonan

Misalnya pada pembuatan piring dan mangkuk

3 Kadar air 40-60

Pembuatan dengan cara casting (peuangan) terhadap lumpur adonan

Cetakan terbuat dari gips

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik

yaitu

a Teknik coil (lilit pilin)

b Teknik tatap batupijat jari

c Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti

coil lempengan atau pijat jari merupakan teknik

pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk

membuat bentuk-bentuk yang diinginkan Bentuknya tidak

selalu simetris Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau

para penggemar keramik

d Teknik putar

Teknik pembentukan dengan alat putar dapat

menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat silindris)

dan bervariasi Cara pembentukan dengan teknik putar ini

sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

keramik Pengrajin keramik tradisional biasanya

menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat

putar kaki (kick wheel) Para pengrajin bekerja di atas alat

putar dan menghasilkan bentukbentuk yang sama seperti

gentong guci dan lain-lain

e Teknik cetak

Teknik pembentukan dengan cetak dapat

memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam

waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama

pula Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa

gips seperti untuk cetakan berongga cetakan padat

cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel

Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi

massal seperti alat alat rumah tangga piring cangkir mangkok gelas dan

lain-lain Disamping cara-cara pembentukan diatas para pengrajin

keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres

seperti yang dilakukan pengrajin genteng tegel dinding maupun hiasan

dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan

24 Keramik Berbahan Dasar Lempung

241 Gerabah (Earthenware) dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang

plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000degC

Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh kasar dan masih

berpori Agar supaya kedap air gerabah kasar harus dilapisi glasir semen

atau bahan pelapis lainnya Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah

apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin

Bata genteng paso pot anglo kendi gentong dan sebagainya termasuk

keramik jenis gerabah Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan

warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya

242 Keramik Batu (Stoneware) dibuat dari bahan lempung plastis yang

dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi

(1200deg-1300degC) Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

dan kokoh kuat dan berat seperti batu Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah

243 Porselin (Porcelain) adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat

dari bahan lempung murni yang tahan api seperti kaolin alumina dan

silika Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa

tembus cahaya maka sering disebut keramik putih Pada umumnya

porselin dipijar sampai suhu 1350degC atau 1400degC bahkan ada yang lebih

tinggi lagi hingga mencapai 1500degC Porselin yang tampaknya tipis dan

rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya

rapat serta keras seperti gelas Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu

tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi

Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus

disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan

kelembutan khas porselin Juga bahannya sangat peka dan cemerlang

terhadap warna-warna glasir

244 Keramik Baru (New Ceramic) adalah keramik yang secara teknis

diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil listrik

konstruksi komputer cerobong pesawat kristal optik keramik metal

keramik multi lapis keramik multi fungsi komposit keramik silikon

bioceramic dan keramik magnit Sifat khas dari material keramik jenis ini

disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan

tahan gesek tahan panas tahan karat tahan suhu kejut seperti isolator

bahan pelapis dan komponen teknislainnya

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

BAB III

PEMBAHASAN

I Bahan baku utama pembuatan keramik

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

II Analisis material keramik

Untuk mementukan sifat-sifat dan kemampuan suatu bahan keramik maka

perlu dilakukan suatu pengujian atau analisa Beberapa jenis pengujian sifat-sifat

fisis sifat mekanik dan sifat termal (porositas densitas kekuatan patah

kekerasan)

261 Struktur Kristal

Kristal yaitu zat padat yang terdiri dari atom-atom yang teratur dalam pola

periodik pada ruang tiga dimensi Seluruh pembagian antara kristal dapat

dikategorikan ke dalam tujuh sistem Kristal yaitu triclinic monoklinik

ortorombic tetragonal kubic trigonal (rombohedral) dan heksagonal

262 Pengukuran Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volum pori-

pori yang dimiliki zat padat (volum kososng) dengan jumlah volum yang

ditempati zat padat Adanya volum kosong yang disebut pori menjelaskan bahwa

didalam keramik terjadi perubahan bentuk

Perhitungan porositas dinyatakan melalui persamaan sebagai berikut

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

prositas= V 1(V 1+V 2)

Dengan V1 = volum kosong pada zat padat (cm3)

V2= volum yang ditempati zat padat (cm3)

Pada prakteknya perumusan di atas sulit dilakukan karena tidak mudah

untuk mengukur volum kosong yang terdapat pada zat padat oleh sebab itu

pengukuran porositas dilakukan dengan Apparent porosity dengan persamaaan

porositas=W 2minusW 1W 2minusW 3

x100

Dengan W1 Berat sampel kering (gr) W2 Berat sampel basah setelah

direndam air(gr) dan W3 Berat sampel digantung dalam air(gr)

263 Pengukuran Densitas

Densitas didefinisikan sebagai massa persatuan volum Persamaan umum

densitas adalah ρ = mv Bulk density dapat diukur dengan menggunakan prinsip

Archimedes Dalam perhitungan jika kawat penggantung diperhitungkan maka

dengan prinsip Archimedes diperoleh

Bulk Density ( ρ )= WkWbminusWt

x ρ air

Dimana Wk Berat sampel kering (gr)

Wb Berat sampel basah setelah direndam air (gr)

Wt Berat ssampel digantung dalam air (gr)

264 Analisis menggunakan XRD

Proses awal untuk mengetahui kandungan mineral dari bahan dasar

keramik digunakan metode X-Ray Diffraction (XRD) XRD salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga

sekarang Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan

ukuran partikel Difraktometer sinar-X merupakan instrumen yang digunakan

untuk mengidentifikasi cuplikan berupa kristal dengan memanfaatkan radiasi

gelombang elektromagnetik sinar-X

Prinsip analisis dengan XRD adalah merekam dan memvisualisasikan pantulan

sinar X dari kisi-kisi kristal dalam bentuk grafik Grafik tersebut kemudian

dianalisis terdiri atas mineral apa saja dan relatif komposisinya Analisis mineral

juga dapat dilakukan dengan contoh berupa serbuk halus (powder) Analisis ini

biasanya dilakukan untuk menganalisis pupuk mineral standar atau mineral

primer yang sulit diidentifikasi dengan mikroskop

III Proses pembuatan pada industri keramik

1 Penyiapan bahan baku

Bahan baku keramik terdiri dari 3 jenis yaitu

a) Tanah liat (clay)

b) Pasir

c) Feldspar

Bahan baku ini kemudian dihancurkan menjadi bubuk lalu ditambahkan

pelarut untuk dapat menghilangkan pengotor-pengotornya Endapan yang

terbentuk disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air Hasilnya bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran

sekitar 1 mikrometer (00001 centimeter)

2 Pembentukan Keramik

Setelah pemurnian sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

melekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk Plastik juga

dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu Bubuk

tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses

pembentukan (molding) Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting

pressure casting injection molding dan extruction

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

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

3 Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk maka tahap selanjutnya adalah

pengeringan Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis

yang terikat pada badan keramikKetika badan keramik plastis dikeringkan akan

terjadi 3 proses penting

(1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan

menguap sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan

penyusutan berhenti

(2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut dan

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

(3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang

4 Proses pembakaran (sintering)

Sintering merupakan proses pemanasan green compact pada suhu tinggi

dimana temperatur pemanasannya dibawah temperatur cair unsur utama Green

compact terdiri dari partikel yang kecil dan mamiliki daerah permukaan luas Pada

proses sintering terjadi perubahan dimensi baik berupa pemuaian maupun

penyusutan bergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel komposisi

serbuk dan prosedur sintering Ada 2 macam sintering yaitu

a Solid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu dibawah temperatur cair sehingga transport atom

dalam keadaan padat akan mengubah mechanical bonds menjadi metallurgical

bonds

b Liquid-state sintering

Proses ini dilakukan pada suhu diatas temperatur cair Liquid yang terbentuk akan

mengalir ke partikel

Reaksi pembakaran keramik

1 Dehidrasi yaitu penghilangan dari air yang mengikat pada suhu (150-650)degC

Reaksi A12O3 + 2SiO2 rarr Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

2 Kalsinasi yaitu penguraian senyawa CaCO3 menjadi CaO dan CO2 pada suhu

(600-900)degC di mana pada suhu plusmn940degC alumina berubah menjadi kristal alumina

dan H2O

3 Oksidasi di mana oksidasi besi fero (Fe2+) dan bahan-bahan organik lainnya

pada suhu (350-900)degC

4 Pembentukan silika pada suhu 900degC atau lebih di mana pada suhu di atas

1000degC

aluminium + silika rarr illit dan melepas panas

Reaksi 3A12O32SiO22H2O (kaolinit) rarr 3A12O32SiO2 (mullit) + 4SiO2

(crytobalit) + 6SiO2

Proses sintering dapat berlangsung apabila

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

1 Adanya perpindahan materi diantara butiran yang disebut proses difusi

2 Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi energi

tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan

yang sempurna

Ada beberapa mekanisme difusi selama proses sintering yaitu difusi volum

difusi permukaan difusi batas butir dan difusi secara penguapan dan kondensasi

Tiap-tiap mekanisme difusi tersebut akan memberikan efek terhadap perubahan

fisis bahan setelah sintering antara lain perubahan densitas porositas

penyusustan dan pembesaran butiran

Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan untuk mengevaluasi proses

sintering material keramik adalah porositas densitas sifat fisik kekuatan

mekanik dan ukuran butir Pengaruh suhu sintering terhadap perubahan densitas

dan porositas saling berlawanan suhu sintering semakin tinggi maka densitas

kekuatan mekanik dan ukuran butir semakin besar sedangkan porositas dan sifat

listrik menurun

5 Tahap penyempuran

Keramik yang sudah jadi kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan yang

disesuaikan dengan produk yang digunakan Bila produk yang dihasilkan berupa

keramik berupa guci dan keramik hiasan lainnya dilakukan proses pengglasiran

Proses pengglasiran ini dapat dilakukan dengan dicelup dituang disemprot atau

dikuas Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan

supaya lebih kedap air dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai

keinginanBahan-bahan tambahan pada keramik meliputi

Fluxing agent

ndash Borax - fluorspar

ndash Boric acid - cyolite

ndash Soda abu - barium mineral

ndash Nepheline syenite - dll

Refractory ingredient

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

ndash Alumina - dolomit

ndash Olivine - chromite

ndash Zircona - magnesite

ndash Titania - dll

IV Analisis limbah pada industri keramik

Salah satu limbah dari industri keramik ini adalah adanya sisa pemakaian

gypsum pada proses glasir keramik Gypsum ini merupakan limbah padat yang

cukup banyak dan belum dimanfaatkan Kemudian dilakukan analisis untuk

memurnikan gypsum ini agar dapat dimanfaatkan Pemurnian dan pengaktifan

gypsum ini dilakukan secara kimia fisika melalui pencucian dan pelarutan bahan

pengotor dengan air dan asam sulfat pada pH 4-5 sedangkan pengaktifan

dilakukan dengan pemanasan pada suhu 160-170oC Hasil pemurnian

dikarakterisasi dengan difraktometer sinar X analisa kimia basah dan uji fisika

dibandingkan dengan gypsum standar Gypsum hasil pemurnian dan pengaktifan

memberikan sifat yang layak untuk dipakai kembali

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

BAB IV

PENUTUP

I Kesimpulan

a) Bahan baku utama dari pembuatan keramik ini adalah clay (lempung)

pasir kuarsa dan feldsper serta bahan tambahan

b) Analisis material keramik ini adalah dengan menggunakan metode XRD

ukuran porositasnya densitas dan struktur kristalnya

c) Proses pembuatan keramik meliputi penyiapan bahan baku proses

pembentukan keramik dengan beberapa metode proses pembakaran dan

proses penyempurnaan

d) Salah satu limbah yang dihasilkan dari industri ini adalah gypsum yang

kemudian dimurnikan menjadi gypsum yang dapat digunakan kembali

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom

DAFTAR PUSTAKA

Kasmayadi Wirman et al 2007 Analisis termal dan Studi Transformasi Fase

Sistem Badan Keramik Lempung Batu Kumbung Lombok Feldsper Jurusan

Kimia ITS Surabaya

Nurhakim Draft Modul BGI Teknik Kimia Hal 7

Ramlan dan Akmal Johan 2009 Identifikasi Keramik Na- βrdquo-Al2O3 dengan

Penambahan Variasi Komposisi (0 3 dan 6) Berat MgO Jurnal

Penelitian Sains Volume 12 Nomer 1(B) 12103

Suhanda et al 1997 Pemurnian dan Pengaktifan Gipsum Bekas dari Industri

Keramik Dengan Cara Kimia Dan Fisika Jurnal Keramik amp Gelas Indonesia

httpwwwceramicindustrycom