makalah kimia zat padat

30
MAKALAH KIMIA ZAT PADAT “Keramik” Disusun Oleh: - Zahirwan - Leo Saputra S - Ernawati - Pirden Simanjuntak Mata Kuliah : Kimia Zat Padat Dosen Pengasuh : Drs. M Hadeli L, M.Si Program Studi Pendidikan Kimia Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sumatera Utara

Upload: leo-s-simanjuntak

Post on 01-Oct-2015

553 views

Category:

Documents


29 download

DESCRIPTION

tugas

TRANSCRIPT

MAKALAH KIMIA ZAT PADAT

Keramik

Disusun Oleh: Zahirwan

Leo Saputra S

Ernawati

Pirden Simanjuntak

Mata Kuliah

: Kimia Zat Padat

Dosen Pengasuh: Drs. M Hadeli L, M.Si

Program Studi Pendidikan Kimia

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sriwijaya

2014

I. Bahan Keramik

Keramik adalah material anorganik dan non-metal. Umumnya keramik adalah senyawa antara logam dan non logam. Untuk mendapatkan sifat-sifat keramik biasanya diperoleh dengan pemanasan pada suhu tinggi. Keramik: - tradisional

modern

Keramik tradisional: biasanya dibuat dari tanah liat .

Contoh: porselen, bata ubin, gelas dll.

Keramik modern: mempunyai ruang lingkup lebih luas dari keramik tradisional dan mempunyai efek dramatis pada kehidupan manusia seperti pemakaian pada bidang elektronik, komputer, komunikasi, aerospace dll.

Ikatan atom pada keramik umumnya ikatan ion, walaupun ada sebagian mempunyai kovalen

Bahan keramik terdiri dari fasa kompleks yang merupakan senyawa unsure metal dan non metal yang terikat secara ionic maupun kovalen. Keramik pada umumnya mempunyai struktur kristalin dan sedikit electron bebasnya. Susunan kimia keramik sangat bermacam-macam yang terdiri dari senyawa yang sederhana hingga campuran beberapa fasa kompleks. Hampir semua keramik merupakan senyawa-senyawa antara unsur elektropositif dan elektronegatif. Keramik memiliki sifat-sifat antara lain mudah pecah dan getas. Kekuatan dan ikatan keramik menyebabkan tingginya titik lebur, tahan korosi, rendahnya konduktivitas termal, dan tingginya kekuatan kompresif dari material tersebut. Secara umum keramik mempunyai senyawa-senyawa kimia antara lain: SiO2, Al2O3, CaO, Na2O, TiC, UO2, PbS, MgSiO3, dan lain-lain.

II. Jenis bahan keramik Kaolin

Kaolin diklasifikasikan dalam 2 jenis yaitu pertama suatu endapan residu berasal dari perubahan batu-batuan. Kedua adalah jenis pengendapan yang mana batu bagus dan partikel-partikel clay telah dipisahkan dari endapan.

Kaolin yang berasal dari preshidrotermal yaitu pengikisan yang terjadi akibat pengaruh air panas yang terdapat pada retakan dan patahan serta daerah permeable lainnya dalam batu-batuan. Kaolin yang berasal dari proses pelapukan (sedimentasi) yaitu pelapukan batuan beku dan batuan metamorpik yang

reaksinya adalah sebagai berikut :

KAlSi 3 O8 HAlSi3O8 + KOH (Hydrolysis)

HAlSi3O8 HAlSiO4 + 2Si O2 (Desilikation) 2HAlSiO4 + H2O

(OH)4Al2Si2O5 (Hydration)

Kaolin yang dipergunakan dalam pembuatan sampel adalah kaolin yang berasal dari Kecamatan Bandar Pulau Kabupaten Asahan Sumatera Utara dengan cadangan dan potensi cukup banyak 7.913.000 ton (Dinas Pertambangan dan Energi Sumut, 2007).

Garis besar deretan reaksi atau perubahan fasa kaolin yang dipanaskan adalah sebagai berikut :

a. Tahap pertama : Sekitar 500oC yaitu reaksi endotermis yang sehubungan dengan hilangnya struktur air atau dehidrasi kaolinit dan pembentukan metakaolin,

2Al2O3.4SiO2.

b. Tahap kedua : Sekitar 950oC yakni reaksi eksotermis, sehubungan dengan pengkristalan yang cepat fasa bentuk jarum (spinel), disebut -Al2O3, oleh Brinley dan Nakahira dinyatakan dengan 2Al2O3.3SiO2.

c. Tahap ketiga : Sekitar 1050 1100oC, sehubungan dengan reaksi

eksotermis kedua dimana struktur bentuk jarum berubah menjadi fasa mullit dan selanjutnya muncul kristobalit. Jika pemanasan diteruskan akhirnya mullit akan mengkristal dengan baik dengan komposisinya

3Al2O3.2SiO2. (Syukur, 1982)

Feldspar

Feldspar merupakan silikat alamiah pada umumnya digunakan dalam pembuatan keramik sebagai bahan fluks (Fluxing Material) yaitu sebagai sumber alumina dalam gas dan sumber alkali dalam gelas serta sumber alkali dalam glasir dan enamel.

Bahan ini dapat berupa pelebur (fondaut) dengan kandungan alumino-sifat-alkali yang beraneka ragam terdiri dari:

a. Arthose : (Si3Al)O8K, Potasis

b. Albite : (Si3Al)O8Na, Sodis

c. Anorthite : (Si3Al)O8Ca, Kalsis

Dari komposisinya dapat dilihat bahwa struktur feldspar tidak berbeda dengan struktur tanah liat, merupakan silikat alamiah, berwarna merah jambu ataukecoklat-coklatan dan merupakan mineral keramik dengan salah satu komposisinya adalah NaAlSi3O8. Feldspar juga merupakan jaringan silikat dan satu diantara empat atom silicon digantikan oleh atom aluminium. Diatas temperature 900oC feldspar umumnya masih dalam keadaan stabil dan tidak mengalami perubahan fasa.(www.themineralorthoclase.com)

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 < 1/256 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.

Kuarsa (silica)

Kuarsa adalah salah satu mineral yang berupa kristal sempurna, terdiri dari Kristal-kristal silica (SiO2). Kuarsa merupakan hasil dari proses pelapukan yang mengandung mineral utama seperti: Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, Na2O3, TiO2, K2O. Kuarsa berwarna putih bening,memiliki sifat-sifat fisis dan mekanis tertentu.

(www.refractron.com)

III. Pembentukan keramik

Proses pembentukan keramik dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain:

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.

IV. Bahan Dasar Keramik

Bahan dasar keramik terdiri dari fasa kompleks yang merupakan senyawa netral dan non netral yang terikat secara ionic maupun kovalen. Keramik pada umumnya mempunyai struktur kristallin dan sedikit electron bebasnya. Susunan senyawa kimianya sangat bervariasi, terdiri dari senyawa yang sederhana hingga campuran dari beberapa fasa kompleks.

Pada dasarnya bahan baku keramik terdiri dari :

a. Bahan Plastis

Bahan ini berupa tanah liat (argiles) dengan kandungan mineral yang bersifat liat dan mineral tambahannyang berasal dari endapan kotoran.

Mineral berupa silikat, Mg, Fe, bersifat kapur dan alkali.

b. Bahan Pelebur

Bahan ini berupa feldspar dengan kandungan alumino silikat alkalin yang beraneka ragam terdiri dari :

Orthose : (Si3Al)O8K, Potasis

Albithe : (Si3Al)8Na, Sodis

Anorthite : (Si3Al)O8Ca, Kalsis

c. Bahan penghilang Lemak

Bahan ini adalah bahan baku yang mudah di haluskan dan koefisien penyusutannya sangat rendah. Biasanya bahan ini berfungsi sebagai penutup kekurangan-kekurangan yang ada karena plastisitas yang eksesif dari tanah liat, terdiri silica (SiO2) atau kwarsa yang berbeda bentuknya.

d. Bahan tahan panas

Bahan ini terdapat bahan yang mengandung Mg dan SIlikat aluminium

(Sembiring, Anwar D, 1990)

e. Bahan pencampur

Bahan penguat selalu digunakan kaolin, bahan ini merupakan bahan baku utama dalam pembuatan keramik, berfungsi untuk mengontrol tentang pembahasan dan distorsi selama pembakaran. Kaolin akan membentuk fasa cair pertama dalam system pada sekitar suhu 9000C. kemudian fasa kristalisasi utama dan berkutnya Mullite (Relva,C,Buchanan, 1990).

2.5. Keramik Berpori

Keramik berpori memiliki sifat-sifat yang dibutuhkan sebagai filter antara lain tahan korosi, tidak bereaksi dengan campuran yang dipisahkan serta pori dan kekuatannya dapat diatur. Porositas dapat diatur antara lain dengan menambahkan bahan aditif seperti serbuk kayu dan bahan lain misalnya grog yang dapat menghasilkan gas pada saat dibakar sehingga meninggalkan rongga yang disebut pori. Hasil pengukuran keramik cordierite berpori menunjukkan bahwa densitas berkisar 0,75-1,17 gr/cm3, porositas 58, kekuatan patah 0,5-2 MPa, kekerasan (HV) 0,3-1,8 GPa (Sebayang.P, 2006).

Swedish Ceramic Institute dapat membuat keramik berpori dengan tehnik yang berbeda yang dinamakan tehnik protein suspensi hingga memperoleh porositas antara 50-80% dari volume keramik. Refractron Technologies Corp New York USA adalah badan yang meneliti dan memproduksi keramik berpori, dimana mereka memproduksi keramik berpori dengan karakteristik standar porositas antara 40-50% sedangkan HP Technical Ceramics memproduksi keramik berpori dengan standar porositas 35-50%.

Pembuatan keramik berpori dari bahan limbah juga telah dilakukan oleh Sasai, dkk (2003) dengan mencampur limbah pabrik kertas, serbuk gergajian kayu (K2CO3) sebagai activator dan clay sebagai aditif dan dikalsinasi pada suhu 8500 C selama 1 jam pada tekanan 2 atmosfer. (Sasai,dkk. 2003)

2.6. Limbah Padat Pulp

Limbah padat pada umumnya merupakan sisa olahan dari suatu industri, terkadang jumlahnya cukup besar tergantung pada jenis industrinya. Limbah padat pulp pada dasarnya dapat mengganggu aktivitas maupun lingkungan pabrik itu sendiri maupun kawasan sekitarnya.

Pencemaran lingkungan bisa berdampak negatif pada kenyamanan dan kesehatan di sekitarnya baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang justru itulah pemerintah harus bijaksana dalam menanggulangi dan mengambil keputusan melalui AMDAL.

Nama baru yang merupakan komitmen setelah berganti nama dari sebelumnya PT. Indorayon dan sekarang berganti nama menjadi PT. Toba Pulp Lestari, Tbk menegaskan komitmen untuk menjaga kelestarian lingkungan. Sejak kembali beroperasi pada akhir Maret 2003 setelah sekitar 4,5 tahun berhenti. Perusahaan ini telah menutup produksi yang berpotensi ini menjadi polutan, melakukan pengelolaan limbah, serta menggunakan kayu eucalyptus dan akasia yang berasal dari tanaman industry sendiri.

Saat ini pabrik yang beberapa waktu lalu sempat mengalami beberapa kali penutupan karena masalah lingkungan tersebut baru memproduksi bubur kertas sebanyak 90 100 ribu ton dari kapasitas maksimalnya yaitu 240 ribu ton per tahun. Sekitar 60 70 persen produksinya saat ini ditujukan untuk diekspor dengan negara tujuan Korea, Jepang, Taiwan dan Hongkong. Untuk ekspor pulp ini, mereka harus melakukan tes kualitas ke Cina. Bentuk limbah pada dasarnya cair atau padat, terkadang jumlahnya cukup besar.

Menurut pantauan dilapangan, jumlah limbah padat pulp di PT. TPL Porsea Tobasa ini mencapai 7 ton perhari. Dapat dibayangkan penumpukan limbah ini setiap bulan dan bagaimana pula setiap tahunnya. Untuk tujuan dan menjaga kelestarian ini tentu pihak terkait akan mengupayakan jalan keluarnya.

Timbullah pemikiran bagaimana cara mengolah limbah padat menjadi material baru yang berguna dan bernilai dalam meningkatkan nilai ekonomi masyarakat. Berdasarkan pantauan dan analisis senyawa kimia di lapangan, limbah padat ini sangat dominan mengandung senyawa bahan baku keramik, logam dan polimer. Oleh sebab itu diharapkan limbah padat pulp dapat dijadikan sebagai basis bahan keramik berpori. (lihat lampiran E)

Limbah padat pulp terdiri dari gugusan yang merupakan proses-proses sisa olahan secara bertahap. Gugusan ini terdiri dari : grit, dreg dan bio sludge.

Grit berasal dari proses recousstisizing berupa bahan yang tidak bereaksi antara green liquoer dan kapur tohor, yang kandungan utamanya adalah

bata dan pasir yang mengandung hidrokarbon

Dreg merupakan bahan endapan dari green liquoer yaitu smelt yang dilarutkan dengan weak wash dari lime mud washer. Kandungan utamanya adalah silika dan bahan karbon residu organik yang tidak sempat terbakar dalam boiler. Bahan ini kaya akan karbon karena tidak bereaksi.

Bio sludge : Merupakan campuran dari endapan limbah cair, yang diperoleh dari proses primary dan secondary yang kandungan utamanya adalah selulosa dan bakteri yang mati. Dengan demikian perlu dilakukan pengamatan dan analisa lebih lanjut tentang senyawa-senyawa atau fasa yang dominan dari kandungan limbah padat pulp tersebut, sehingga cocok digunakan untuk membentuk material keramik.

Dengan demikian perlu dilakukan pengamatan dan analisis lebih lanjut tentang senyawa-senyawa kimianya maupun fasa dominan agar dipadukan dengan bahan campuran yang ideal, sehingga dapat dilakukan pembuatan keramik berpori yang tepat guna.

V. Struktur kristal:Ikatan atom : ion

atom bermuatan positif(atom logam) : kation

atom bermuatan negatif (non logam) : anion

Contoh : calcium fluoride (CaF2) kation :Ca+ anion : F-Struktur kristal keramik dipengaruhi oleh karakteristik ion-ionnya seperti: besar muatan listrik pada setiap ion, dan besar relatif antara ion (gb 13.1)

Kristal keramik akan stabil jika anion yang mengelilingi kation jika semuanya bersinggungan dengan kation.

STABILSTABIL TAK STABIL

Gambar 13.1 Stable and unstable anion-cation coordination configuration. Open circles anions : closed circles denote cation.

Bilangan koordinasi: Jumlah anion tetangga yang paling dekat dengan kation dan bisa dihubungkan dengan dengan perbandingan jari-jari kation dan anion.

Bilangan koordinasi = (rc/ra) rc = jari-jari kation ra = jari-jari anion

Tabel 1 memperlihatkan macam-macam bilangan koordinasi

TABLE 1 Coordination and geometries for various cation anion radius ration (rc/ ra) coordinationcation-anioncoordination

numberradius ratiogeometri

2< 0.55

30.155-0.225

40.225-0.414

60.414-0.732

80.73201.0

Tabel 13.3 memperlihatkan jari-jari ion untuk beberapa kation dan anion.

Tabel 13.4 summary of some commom ceramic crystal structure

STRUCTURECOORDINATION NUMBERSTRUCTURE NAMETYPEANION PACKINGATIONANIONEXAMPLEROCK SALT( SODIUM CHLORRIDE)AXFCC66NaCl, MgO, Fe

CASIUM CHLORRIDEAXSIMPLESSCsCl

ZINC BLENDE ( SPHALERITE )AXFCC44ZnS, SiC

FLUORITEAX2SIMPLE CUBIC84CaF2, UO2, THO2

PEROYSKIEABX3FCC12(A)6BaTiO2, SrZrO3,

SrSnO3

A. Struktur kristal tipe AX: A= kation X=anion Dibagi atas kelompok-kelompok berikut:

1. Struktur rock-salt :Contoh: NaCl

Bilangan koordinasi untuk anion dan kation +6

Senyawa lain : MgO, MnS, LiF, FeO

Struktur: FCC

2. Struktur cesium chlorida :

struktur zinc blende :

Bilangan kombinasi = 4

Contoh: ZnS, ZnTe, SiC

Umummnya ikatan atom: kovalen

B. Struktur kristal tipe AmXp

muatan antara anion dan kation tidak sama A dan/atau p 1

Misal: tipe AX2 : CaF2, UO2, PuO2

C. Struktur kristal AmBnXp

Adalah mungkin bagi keramik untuk mempunyai lebih dari satu kation

A,B = kation

X = anion

Contoh :BaTiO3 ( barium titanat )

kation :Ba+, Ti4+ anion : O2Struktur kristal: perovskite

VI. KERAMIK SILIKAT

Silikat adalah senyawa silikon dengan oksigen. Banyak terdapat banyak di muka bumi.

Unit dasar silikat adalah : SiO44-

SILIKA: adalah bahan silikat paling sederhana . rumus kimia : SiO2 3 bentuk kristal polymorphic silika : quarts, cristobalite dan tridymite. Silika bisa di buat sebagai bahan padat non-kristal atau gelas, yang susunan atomnya acak.

Kristal silika mempunyai kerapatan yang rendah, contohnya, pada temperatur ruang kuarsa mempunyai kerapatan 2,65 g/cm3. Kekuatan ikatan atom Si-O dicerminkan dengan temperatur leleh yang tinggi, 1710 oC.

GELAS SILIKA

Silika bisa dibuat dalam bentuk padatan non kristal atau gelas yang mempunyai derjat keacakan atom yang tinggi. Gelas an-organik yang biasa di gunakan pada kontainer, jendela dan sebagainya adalah gelas silika yang ditambah dengan oksida lain seperti Cao dan Na2O. Gambar 11 memperlihatkan penggambaran skematik gelas sodium-silikat.

SILIKAT

Gambar 12 memperlihatkan struktur silikat yang memperlihatkan struktur yang kompleks. Diantara silikat-silikat ini, struktur yang paling sederhana diantaranya tetrahedra terisolasi (Gambar 12.a). Contohnya, forsterite (Mg2SiO4) yang mempunyai ekivalen dua ion Mg2+ berikatan dengan setiap tetrahedron sedemikian sehingga setiap ion Mg2+ mempunyai enam oksigen yang paling dekat.

Contoh lain senyawa silikat :

Ca2MgSi2O7, Al2(Si2O5)(OH)4 ATAU KAOLINE, Mg3(Si2O5)2(OH)2 (talc), KAl3Si3O10(OH)2 (mika), dll.

KARBON

Karbon adalah unsur yang berada dalam bentuk berbagai polimorpik, dan keadaan amorfus. Kelompok material ini sebenarnya tidak termasuk ke salah satu kelompok logam, keramik, ataupun polimer. Namun kita membicarakannya disini karena grafit, salah satu bentuk polimorpik, kadang-kadang digolongkan ke keramik dan struktur kristal intan, bentuk polimorpik lainnya, sejenis dengan struktur zinc blende.

INTAN

Intan adalah polimorpik karbon meta stabil pada temperatur ruang dan tekanan atmosfir. Struktur kristalnya adalah sejenis dengan zinc blende dimana karbon menempati semua posisi (kedua posisi Zn dan S), seperti yang ditunjukkan gambar 15. Ikatannya adalah kovalen. Struktur ini disebut struktur kristal kubus intan.

Intan mempunyai sifat sangat keras dan konduktivitas listrik yang rendah, sifat ini dikarenakan oleh struktur kristalnya dan ikatan kovalen atomnya yang kuat. Intan mempunyai konduktivitas termal yang tinggi diantara material non-logam, secara optik transparan pada daerah cahaya tampak dan infra merah. Di industri, intan digunakan untuk menggerinda atau memotong benda yang lebih lunak.

Intan berbentuk lapisan tipis banyak dikembangkan dan diantaranya digunakan sebagai pelapis pada permukaan gurdi/bor, die (cetakan), bantalan, pisau dan tool-tool lainnya. Lapisan intan juga digunakan pada speaker tweeter dan mikrometer presisi tinggi.

GRAFIT

Struktur kristal grafit ditunjukkan oleh gambar 17. Struktur kristal grafit berbeda dengan intan dan juga lebih stabil pada temperatur dan tekanan ambien.

Sifat-sifat grafit yang disukai adalah : kekuatan tinggi, kestabilan kimia pada temperatur tinggi, konduktivitas termal tinggi, koefisien ekspansi termal rendah dan mempunyai tahanan kejut tinggi, absorpsi gas tinggi, kemampuan pemesinan baik. Grafit umumnya digunakan untuk elemen pemanas pada dapur listrik, elektroda las, cetakan untuk pengecoran paduan logam dan keramik, nosel roket, kontak listrik, sikat dan tahanan, elektroda pada baterai, dan piranti pemurnian udara.

Ketidak Sempurnaan Pada Keramik :

Cacat titik :

o Cacat interstisi o Cacat vakansi

Cacat interstisi:Adalah cacat karena atom menempati tempat antara 2 atom

Cacat vakansi :Adalah cacat karena kosongnya atom pada posisi tertentu.

Defect / cacat frenkel:

adalah cacat yang disebabkan oleh pasangan cacat kation interstisi dan

kation vakansi.

Cacat schottky:

Adalah cacat yang disebabkan oleh pasangan cacat kation vakansi dan anion vakansi.

Pada cacat frenkel dan schottky, jumlah muatan listrik pada bahan tetap netral.

Impurity / pengotoron pada keramik :

Atom impuritas bisa membentuk solid solution pada keramik sama halnya seperti pada logam. Impuritas bisa berbentuk substistusi atau interstisi.

Sifat Sifat Mekanik :

Sifat mekanik lebih terbatas dibandingkan logam. Kekurangan utama adalah patah yang terjadi getas dengan sedikit penyerapan energi. Retak yang terjadi pada keramik adalah melewati butir (trans granular) dan pada bidang yang kerapatan atomnya paling tinggi.

Modulus patah dan modulus elastisitas beberapa keramik bisa di lihat pada tabel 13.5

Kurva tegangan regangan bisa di lihat pada gb. 13.29 terlihat bahwa pada keramik hubungan tegangan dan regangan adalah linier.

Table 13.5 Tabulation of rupture (bend strength) and modulus of elasticity for eight commom ceramic materials

TITANIUM CARBIDE (TiC)16011004534

ALUMUNIUM OXIDE (AlgO3)30-60200-3455357

BERYLLIUM OXIDE (BeO)20-40140-2754531

SILICON CARBIDE (SiC)251706847

MAGNESIUM OXIDE (MgO)151053021

SPINEL (MgAl2O4)13903524

FUSED SILICA16110117.5

GLASS1070107

Gambar 13.29 Typical stress-strain behavior to facture for aluminum oxide and glass

DEFORMASI PLASTIS :

Walaupun keramik pada temperatur ruang akan patah sebelum terjadinya diformasi, penelitian yang mendalam melihat masih adanya mekanisme deformasi plastik. Deformasi plastik berbeda antara kristal dan nonkristal.

keramik kristal

deformasi plastis terjadi karena gerakan dislokasi seperti halnya logam.

keramik non kristal

deformasi plastis terjadi karena aliran viskous sama halnya apabila cairan berdeformasi.

PENGARUH POROSITAS / RONGGA :

Porositas mempengaruhi:

Mengurangai sifat elastis dan kekuatan

Mengurangi kekuatan patah (modulus patah)

KEKERASAN :

Kekerasan adalah salah satu keunggulan keramik tabel 13.6 memperlihatkan kekerasan knoop dari keramik.

Tabel : Perkiraan kekerasan Knoop (beban 100 g) untuk 7 bahan keramik.

Intan (karbon)

Boron Karbida (B4C)

Silikon Karbida (SiC)

Tungsten karbida (WC)

Aluminium Oksida (Al2O3)

Kuarsa (SiO2)

Gelas7000

2800

2500

2100

2100

800

550

MODULUS OF RUPTURE

MODULUS OF ELASTISITY

MATERIAL

psi x 10

3

MPa

psi x 10

4

MPa x 10

2

Material

Perkiraan kekerasan

Knoop

Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara