keramik [compatibility mode].1017

7/21/2019 Keramik [Compatibility Mode].1017

1/120

Keramik

KERAMIKOS(bahasa Yunani)

! sifat yang diinginkan dari materialini secara normal dapat dicapaimelalui proses perlakuan panasFiring


2/120

Keramik


3/120

Keramik


4/120

Keramik

Definisi:

! material padat anorganik yang bukanlogam

! material yang sebagian besarmerupakan senyawa antara unsurlogam dan non logam di mana sebagianbesar ikatannya adalah ikatan ion dan

sedikit ikatan kovalen


5/120

Keramik

1. Oksida (CaO, SiO2, Al2O3,

MgO, K2O, dan Na2O)

Senyawa logam + non logam:

2. Nitrida (Si3N4, AlN, GaN,InN, TiN, dan ZrN)

3. Karbida (Fe3C, ZrC, TiC,

VC, dan NbC)

powder


6/120

Klasifikasi Keramik

A. Keramik Tradisional

Atas dasar asal:

B. Keramik Teknik


7/120

Keramik Tradisional

Keramik yang bahan dasarnyaberasal dari clay(lempung), silica,dan feldspar

Contoh:

" Keramik Cina" Porselin" Batu bata" Gelas" Semen" Refraktori" Bahan abrasif


8/120

Keramik Teknik

Keramik yang berupa senyawa dariunsur logam dan non logam

Contoh:

1. Oksida (CaO, SiO2, Al2O3,MgO, K2O, dan Na2O)


3. Karbida (Fe3C, ZrC, TiC,VC, dan NbC)


9/120

Karakteristik umum keramik

# Keras# Kaku# Kuat# Getas# Stabil pada suhu tinggi

# Isolator# Tahan korosi dan tahan abrasi# Kekuatan tarik rendah sedangkan

kekuatan tekannya tinggi# Konduktifitas termal rendah


10/120

Sifat Mekanik Keramik

1. Perilaku patah getas

2. Perilaku tegangan-regangan

3. Kekerasan

4. Perilaku creep


11/120


Perilaku patah getas# Sebagian besar patah getass

Perilaku tegangan-regangan

# Tidak dapat ditentukan dari uji tarik

" Sulit menyiapkan spesimen sesuaistandar

" Sulit mencekam spesimen (getas)"

Regangan patah sangat kecil(0,1%)


12/120


Uji yang cocok# Bending test

Modulus elastisitas 70 500 GPa

Kekerasan# Lebih keras dari logam# Sering dipakai sebagai gerinda

(abrasif)# Intan (material paling keras)

Perilaku creep# Ketahanan creep tinggi


13/120

Carbon

Unsur yang memiliki beberapabentuk polimorphic

Bentuk Polimorphic:

.

b. Grafit (graphite)

Polymorphic memiliki lebih dari satu jenis selsatuan


14/120

Intan

Polimorf dari karbon yang bersifatmetastabil pada temperatur kamar dantekanan atmosfer

Karakteristik:

! Tiap 1 atom C berikatan 4 atom Clainnya (ikatan kovalen penuh)

! Merupakan material paling keras

! Konduktivitas panas/thermal tinggi

! Konduktivitas listrik sangat rendah

! Memantulkan cahaya


15/120

Struktur kristal intan


16/120

Grafit

Karakteristik:

! Merupakan jenis polimorf dari C lain

! Tiap atom C berikatan dengan 3 atom Clainnya (ikatan kovalen setengah penuh)

! Lebih stabil daripada intan pada

! Kestabilan kimianya baik padatemperatur tinggi dan atmosfernonoxiziding

! Konduktivitas termal tinggi


17/120

Grafit

Karakteristik:! Koefisien ekspansi termal rendah

! Ketahanan terhadap thermal shock tinggi

! Daya serap terhadap gas tinggi

! Mampu mesinnya baiki

Aplikasi:" Elemen pemanas furnace listrik" Elektroda las busur" Elektroda batu bateri" Nosel roket


18/120

Struktur kristal grafit


19/120

KLASIFIKASI KERAMIK

a. Gelas

b. Clay Products

c. Refraktori

.

e. Semen

f. Advanced ceramics


20/120

Gelas

Zat padat amorf yang berbentuk sewaktutransformasi dari cair menjadi kristal

Contoh:

" Kaca" Lensa


21/120

Clay Products

Alasan pemakaian clay:

! Murah

! Tersedia dalam jumlah banyak

! Mudah dibentuk (+ air)

! Dikeringkan (- air)

Contoh:" Batu bata" Ubin" Porselin" Guci" Genteng

! Sifat mekanik meningkat setelah dibakar


22/120

Bahan Refraktori

Bahan anorganik non logam yang sukarleleh pada temperatur tinggi

Contoh:" Batu tahan api" Batu silika" Batu bata dolomit


23/120

Bahan Abrasif

Bahan anorganik keras yang biasanyadipakai sebagai bahan pemotong danpemoles logam

" Batu gerinda" Kertas amplas(SiC, WC, pasir silika, aluminum oxide)


24/120

Semen

Bahan anorganik yang mengeras apabiladicampur dengan air atau larutan garam


25/120

Advanced Ceramics

! Oksida, nitrida, karbida! Digunakan pada engine turbin

dan ruang pembakaran


26/120

Keunggulan Advanced Ceramics

$ Mampu bertahan pada suhu operasiyang lebih tinggi sehinggameningkatkan efisiensi bahan bakar

$ Tahan aus dan korosi

$ Mampu dipakai pada kondisi operasitan a sistem endin in

Aplikasi:engine turbin pesawat yangdilapisi ZrO2

$ Densitasnya lebih rendah sehinggamenurunkan berat engine


27/120

Teknik fabrikasi keramik


28/120

Proses pembentukan gelas

Gelas dibentuk dengan cara memanaskanraw material di atas temperatur cair

Raw material:

" Na2O" CaO" Na2CO3" CaCO

3


29/120

Metode pembentukan gelas

A. Pressing

B. Blowing

C. Drawin

D. Fiber Forming


30/120

Pressing

! Digunakan untuk fabrikasi gelasdengan tebal tipis

! Cetakan dan material awal dipanaskandan selanjutnya dikompaksi dengantekanan

! Cetakann a biasan a terbuat daribesan cor yang dilapisi dengan grafit


31/120



32/120

Proses Pressing dan blowing

! Bentuk gelas awal/parisondibentukdengan mechanical pressing didalam cetakan

! Parison dimasukkan ke dalamfinishing atau blow mold dan

ditekan/press untuk mengisi bentukon ur ce a an engan

menggunakan tekanan dari blast air


33/120


34/120

Drawing

! Digunakan untuk fabrikasi gelas yangpanjang dengan luas melintangkonstan seperti lembaran, batangan,pipa, serat

! Gelas cair diisikan ke dalam platinum

heating chamber

! Lembaran/serat gelas dibentukdengan cara menarikan gelas cairmelewati small orifices pada dasarchamber


35/120

Powder Pressing

A. Uniaxial Pressing

B. Isostatic/hydrostatic Pressing

.


36/120

Uniaxial Pressing

! Serbuk dikompaksi di dalam metaldie dengan tekanan yang diberikanpada satu arah

! Untuk memproduksi produk simple

! Laju produksi tinggi

ura


37/120

Isostatic Pressing

! Serbuk diisikan ke dalam rubberenvelope dan tekanan diberikan

dari fluida, sama ke segala arah

! Bentuk yang lebih komplek dapatdibuat dengan metode ini

! Perlu waktu lama

! Mahal

Uni + iso % perlu firing operation or SINTERING

(pemanasan < Melting point % penyatuan antar

serbuk, pengurangan porositas, dan peningkatan

densitas dan sifat mekanik


38/120

Hot Pressing

! Pengepresan serbuk danpemanasan dilakukan secarasimultan

! Die mahal dan umurnya pendek

! Perlu waktu lama


39/120

Proses pengepresan powder/serbuk


40/120

Sintering


41/120

Keramik


! sifat yang diinginkan dari materialini secara normal dapat dicapaimelalui proses perlakuan panas

Firing


42/120

Keramik


43/120

Keramik


44/120

Keramik

Definisi:





45/120

Keramik

1. Oksida (CaO, SiO2, Al2O3,

MgO, K2O, dan Na2O)




VC, dan NbC)

powder


46/120

Klasifikasi Keramik


Atas dasar asal:

B. Keramik Teknik


47/120

Keramik Tradisional


Contoh:

" Keramik Cina" Porselin" Batu bata" Gelas

" Semen" Refraktori" Bahan abrasif


48/120

Keramik Teknik


Contoh:





49/120






50/120




3. Kekerasan

4. Perilaku creep


51/120



Perilaku tegangan-regangan# Tidak dapat ditentukan dari uji tarik


" Sulit mencekam spesimen (getas)" Regangan patah sangat kecil

(0,1%)


52/120




Kekerasan

# Lebih keras dari logam# Sering dipakai sebagai gerinda




53/120

Carbon


Bentuk Polimorphic:

.




54/120

Intan

Polimorf dari karbon yang bersifatmetastabil pada temperatur kamar dantekanan atmosfer

Karakteristik:







55/120



56/120

Grafit

Karakteristik:

! Merupakan jenis polimorf dari C lain






57/120

Grafit

Karakteristik:

! Koefisien ekspansi termal rendah




Aplikasi:" Elemen pemanas furnace listrik

" Elektroda las busur" Elektroda batu bateri" Nosel roket


58/120



59/120

KLASIFIKASI KERAMIK

a. Gelas

b. Clay Products

c. Refraktori

.

e. Semen



60/120

Gelas


Contoh:

" Kaca" Lensa


61/120

Clay Products

Alasan pemakaian clay:

! Murah

! Tersedia dalam jumlah banyak

! Mudah dibentuk (+ air)

! Dikeringkan (- air)

Contoh:" Batu bata" Ubin" Porselin" Guci" Genteng

! Sifat mekanik meningkat setelah dibakar


62/120

Bahan Refraktori




63/120

Bahan Abrasif




64/120

Semen

Bahan anorganik yang mengeras apabiladicampur dengan air atau larutan garam


65/120

Advanced Ceramics




66/120


$ Mampu bertahan pada suhu operasiyang lebih tinggi sehinggameningkatkan efisiensi bahan bakar


$ Mampu dipakai pada kondisi operasi

tan a sistem endin in




67/120



68/120


Gelas dibentuk dengan cara memanaskanraw material di atas temperatur cair

Raw material:

" Na2O" CaO" Na2CO3" CaCO3


69/120


A. Pressing

B. Blowing

C. Drawin

D. Fiber Forming


70/120

Pressing





71/120



72/120


! Bentuk gelas awal/parisondibentukdengan mechanical pressing didalam cetakan


ditekan/press untuk mengisi bentukon ur ce a an engan

menggunakan tekanan dari blast air


73/120

Proses penarikan lembaran gelas


74/120

Drawing

! Digunakan untuk fabrikasi gelas yangpanjang dengan luas melintangkonstan seperti lembaran, batangan,pipa, serat


heating chamber! Lembaran/serat gelas dibentuk

dengan cara menarikan gelas cairmelewati small orifices pada dasarchamber


75/120

Powder Pressing



.


76/120

Uniaxial Pressing

! Serbuk dikompaksi di dalam metaldie dengan tekanan yang diberikanpada satu arah



ura


77/120

Isostatic Pressing

! Serbuk diisikan ke dalam rubber

envelope dan tekanan diberikandari fluida, sama ke segala arah


! Perlu waktu lama! Mahal

Uni + iso%

perlu

firing operation

or SINTERING(pemanasan < Melting point % penyatuan antar

serbuk, pengurangan porositas, dan peningkatan



78/120

Hot Pressing



! Perlu waktu lama


79/120



80/120

Sintering


81/120

Keramik


! sifat yang diinginkan dari materialini secara normal dapat dicapaimelalui proses perlakuan panas

Firing


82/120

Keramik


83/120

Keramik


84/120

Keramik

Definisi:




K ik


85/120

Keramik

1. Oksida (CaO, SiO2, Al2O3,MgO, K

2

O, dan Na2

O)




VC, dan NbC)

powder

Kl ifik i K ik


86/120

Klasifikasi Keramik


Atas dasar asal:

B. Keramik Teknik

K ik T di i l


87/120

Keramik Tradisional


Contoh:" Keramik Cina" Porselin" Batu bata" Gelas

" Semen" Refraktori" Bahan abrasif

K ik T k ik


88/120

Keramik Teknik


Contoh:




K k i ik k ik


89/120





Sif t M k ik K ik


90/120




3. Kekerasan

4. Perilaku creep



91/120



Perilaku tegangan-regangan# Tidak dapat ditentukan dari uji tarik


" Sulit mencekam spesimen (getas)" Regangan patah sangat kecil

(0,1%)



92/120




Kekerasan

# Lebih keras dari logam# Sering dipakai sebagai gerinda



Carbon


93/120

Carbon


Bentuk Polimorphic:

.



Intan


94/120

Intan

Polimorf dari karbon yang bersifat

metastabil pada temperatur kamar dantekanan atmosfer

Karakteristik:








95/120


Grafit


96/120

Grafit

Karakteristik:! Merupakan jenis polimorf dari C lain





Grafit


97/120

Grafit

Karakteristik:

! Koefisien ekspansi termal rendah




Aplikasi:" Elemen pemanas furnace listrik

" Elektroda las busur" Elektroda batu bateri" Nosel roket



98/120


KLASIFIKASI KERAMIK


99/120

KLASIFIKASI KERAMIK

a. Gelas

b. Clay Products

c. Refraktori

.

e. Semen


Gelas


100/120

Gelas


Contoh:

" Kaca" Lensa


101/120

Bahan Refraktori


102/120

Bahan Refraktori



Bahan Abrasif


103/120

Bahan Abrasif




104/120

Advanced Ceramics


105/120

Advanced Ceramics





106/120


$ Mampu bertahan pada suhu operasiyang lebih tinggi sehingga

meningkatkan efisiensi bahan bakar


$ Mampu dipakai pada kondisi operasi

tan a sistem endin in





107/120




108/120

oses pe e u a ge as

Gelas dibentuk dengan cara memanaskan

raw material di atas temperatur cair

Raw material:

" Na2O" CaO" Na2CO3" CaCO3



109/120

p g

A. Pressing

B. Blowing

C. Drawin

D. Fiber Forming

Pressing


110/120

g






111/120

p g



112/120

g g

! Bentuk gelas awal/parisondibentukdengan mechanical pressing di

dalam cetakan


ditekan/press untuk mengisi bentukon ur ce a an enganmenggunakan tekanan dari blast air

Proses penarikan lembaran gelas


113/120

p g

Drawing


114/120

g

! Digunakan untuk fabrikasi gelas yangpanjang dengan luas melintang

konstan seperti lembaran, batangan,pipa, serat


heating chamber! Lembaran/serat gelas dibentuk

dengan cara menarikan gelas cairmelewati small orifices pada dasarchamber

Powder Pressing


115/120



.

Uniaxial Pressing


116/120

! Serbuk dikompaksi di dalam metaldie dengan tekanan yang diberikan

pada satu arah



ura

Isostatic Pressing


117/120

! Serbuk diisikan ke dalam rubber

envelope dan tekanan diberikandari fluida, sama ke segala arah


! Perlu waktu lama

! Mahal

Uni + iso % perlu firing operation or SINTERING

(pemanasan < Melting point % penyatuan antarserbuk, pengurangan porositas, dan peningkatan


Hot Pressing


118/120



! Perlu waktu lama



119/120

Sintering


120/120

keramik [compatibility mode].1017

Documents