Pengolahan Bahan Non Logam_P1

 Keramik

    Keramik sebagai bahan teknik tidak hanya meliputi bahan-bahan yang terbuat dari tanah liat atau sebangsanya. Keramik sebagai bahan teknik terdiri dari berbagai fase yang masing-masing merupakan senyawa dari logam dan non logam. Kebanyakan keramik adalah kristalin sebagaimana halnya logam. Hanya saja ikatan antar atom pada keramik biasanya adalah ikatan kovalen atau ikatan ionik dan karenanya keramik biasanya sangat stabil. Jadi sebenarnya kermaik adalah semua bahan yang bukan logam, bukan plastik (polimer), bukan bahan biologik termasuk misalnya batu, pasir, tanah liat, dll. biasanya keramik terdiri dari berbagai oksida, karbida silikat, dll.

Beberapa keramik yang mempunyai arti penting sebagai bahan teknik antara lain:

1. Refractory Batu Tahan Api

   Batu tahan api merupakan bahan yang sangat diperlukan bagi industri-industri yang bekerja menggunakan temperatur tinggi. Batu tahan api mempunyai sifat tahan terhadap temperatur tinggi, tetap stabil/ tidak berubah walaupun pada temperatur tinggi, mempunyai konduktivitas panas yang rendah (menghambat perambatan panas), kuat, keras tetapi getas. Dari sifat kimianya batu tahan api dapat dibagi menjadi:

• Batu tahan api asam (acid refractories), biasanya terbuat dari quartz, quartzite mengandung bayak silika (SiO2). Titik lebur batu tahan api jenis ini antara 16900C – 17300C, dan mulai melunak pada 15500C. Digunakan misalnya pada konverter Bassemer dan dapur lain yang menggunakan acid lining.
• Batu tahan api basa (basic refractories), banyak mengandung magnesia (MgO). Dibuat dari dolomite dan/atau magnesium. Batu tahan api dolomit dapat tahan sampai 1800 – 19500C, batu tahan api magnesit dapat tahan sampai 20000C.
• Batu tahan api netral (neutral refractories) banyak mengandung alumina (Al2O3) dan silika (SiO2) terbuat dari kaolinit, dapat tahan sampai suhu 1600 – 16700C. Selain itu batu tahan api juga sering dinamakan menurut kandungan senyawa yang paling dominan, misalnya ada batu tahan api silika, alumina, magnesit, chromit, dll.

     2. Gelas (Kaca)

    Kaca banyak dipakai karena sifat-sifatnya yang transparan, non toxic, inert (tidak bereaksi dengan berbagai bahan kimia), tidak mengakibatkan kontaminasi dan cukup kuat/keras. Kaca dibuat dari campuran berbagai oksida. Pada umumnya kaca adalah non kristalin/amorph, atom/molekulnya tidak tersusun menurut suatu pola tertentu seperti halnya logam, tetapi berupa suatu network tiga dimensi yang acak. Sebagian dari oksida itu berfungsi sebagai glass former yaitu yang membentuk network dari kaca. Sebagian berfungsi sebagai modifier biasanya akan memperlemah ikatan pada network sehingga menurunkan titik leburnya. Ada juga yang berfungsi sebagai intermediates.

   Sebagai glass former biasanya adalah SiO2, disamping itu ada juga beberapa oksida lain yang dapat dipakai, misalnya P2O5, B2O3, As2O3, Sb2 dan GeO2. Sedangkan sebagai intermediates misalnya oksida aluminium (alumina), beryllia, titania, zirconia.

• Soda Lime Glass

     Kaca yang paling banyak diproduksi, karena harganya murah, tahan terhadap devitrifikasi (terjadinya bagian/partikel kristalin pada kaca yang dapat menyebabkan kaca menjadi gelas) dan relatif tahan air. Mudah di-hotwork, banyak digunakan untuk kaca jendela, botol, boal lampu dan tableware yang tidak perlu tahan terhadap temperatur tinggi dan tahan terhadap bahan-bahan kimia.

• Lead Glass (Flint Glass)

        Biasanya digunakan untuk high quality tableware, keperluan optik, tabung lampu iklan dan juga untuk pembuatan benda seni. Kaca dengan kandungan timbal yang tinggi (sampai 80%) digunakan untuk kaca optik sangat gelap dan untuk jendela /pelindung terhadap sinar X-Ray. Lead glass mempunyai titik lebur rendah, mudah di-hotwork, tahanan listrik tinggi, dan mempunyai indeks bias tinggi.

• Borosilicate Glass (Pyrex)

       Sangat stabil terhadap bahan kimia, sangat tahan terhadap thermal shock, mempunyai tahanan listrik tinggi. Borosilicate glass banyak digunakan di industri untuk pipa, glass ukuran, alat laboratorium, isolator listrik dana beberapa keperluan rumah tangga.

• High Silica Glass

      Sangat tahan terhadap thermal shock, dan temperatur tinggi (sampai 9000C). Harganya sangat mahal karena itu hanya digunakan untuk beberapa keperluan khusus.

      3. Abrasives

    Abrasive adalah bahan yang digunakan untuk menghaluskan permukaan bahan lain dengan cara menggosokkan bahan abrasive ke permukaan yang akan dihaluskan sehingga terjadi pengikisan. Bahan abrasives digunakan untuk membuat gerinda, kertas gosok atau serbuk/ pasta polishing.

     Bahan abrasives terbuat dari berbagai oksida dan karbida yang sangat keras, seperti alumina, silica, silicon carbide, tungsten carbide, dll. Bahan – bahan ini dibuat menjadi bentuk “pasir” atau serbuk dengan berbagai ukuran, kemudian dengan menggunakan sedikit bahan perekat dibentuk menjadi batu gerinda atau dilapiskan pada kertas menjadi kertas gosok, dicampurkan pada pasta atau dibiarkan berupa serbuk. Bahan-bahan tersebut juga dapat dibentuk dengan cara sintering dibuat menjadi pahat potong, seperti halnya carbide tips.