PEMBENTUKAN BAHAN

“Keramik”

Disusun Oleh :

Amorro Nur Radian (11503241001)

Mukhlis Setiyono (11503241002)

Erric Yulistyono (11503241003)

Agung Ari C (11503241004)

Anton Yuniarto (11503241005)

PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT , yang telah memberi hidayahnya sehingga

makalah berjudul “Keramik” ini dapat terwujud. Makalah ini merupakan salah satu tugas wajib

yang harus diselesaikan dan yang bertujuan supaya kita mengetahui apa itu yang dimaksud

dengan Keramik, dan juga jenis – jenis serta penggunaannya.

Makalah ini tersusun dari beberapa bagian Yaitu Pengertian dan sejarah Keramik,

klasifikasi keramik, jenis – jenis keramik, jenis badan keramik menurut kepadatannya, Sifat –

sifat Keramik, pembuatan keramik, peralatan dan bahan pembuatan keramik, cara pembuatan,

penggunaan bahan keramik

Topik – topik tersebut diuraikan dari pengertian sampai dengan penggunaannya. Dengan

demikian, setelah kami menyusun makalah ini kami mengerti apa yang dimaksud dengan

keramik sampai dengan penggunaanya. Kami berharap semoga makalah ini dapat dijadikan salah

satu referensi untuk belajar temen – temen mahasiswa yang lain, agar mereka dapat memahami

Keramik itu sendiri

Makalah ini bukan merupakan makalah yang sempurna, tetapi kami sudah berusaha untuk

melakukannya dengan sempurna. Oleh karena itu, kami sangat berterimakasih bila pembaca

berkenan untuk memberikan masukan, kritik, maupun saran untuk sempur-nanya makalah ini.

Akhirnya kepada semua pihak diantaranya Bapak Dosen, Teman – Teman, Beserta

Orangtua), kami menyampaikan terima kasih atas segala bantuannya sehingga makalah ini dapat

tersusun tepat waktu dan semoga Makalah kami dapat bermanfaat bagi semua

Yogyakarta, 08 Desember 2011

(Penyusun)

DAFTAR ISI

Cover...................................................................................................................................

Kata Pengantar.....................................................................................................................

Daftar Isi..............................................................................................................................

Isi.........................................................................................................................................

A. Pengertian

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari

tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran.

Kamus dan ensiklopedia 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. (Yusuf, 1998:2).

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.

B . Klasifikasi keramik

Pada prinsipnya keramik terbagi atas:

1 . Keramik tradisional

Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti

kuarsa, kaolin, dll . Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah (dinnerware),

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

2 . 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, MgO,dll). Penggunaannya:

elemen pemanas, semikonduktor,komponen turbin, dan pada bidang medis. (Joelianingsih,

2004) .

C. Karakteristik Keramik

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.

Dua jenis ikatan dapat terjadi dalam keramik, yakni ikatan ionik dan kovalen. Sifat

keseluruhan material bergantung pada ikatan yang dominan. Klasifikasi

Bahan keramik dapat dibedakan menjadi dua kelas : kristalin dan amorf (non kristalin). Dalam

material kristalin terdapat keteraturan jarak dekat maupun jarak jauh, sedang dalam material

amorf mungkin keteraturan jarak pendeknya ada, namun pada jarak jauh keteraturannya tidak

ada. Beberapa keramik dapat berada dalam kedua bentuk tersebut, misalnya SiO2, (lihat

gambar, a struktur yang kristalin, b amorf).

Jenis ikatan yang dominan (ionik atau kovalen) dan struktur internal (kristalin atau amorf)

mempengaruhi sifat-sifat bahan keramik. Sifat termal

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) atom/ion penyusun padatan tersebut.

Keramik biasanya memiliki ikatan yang kuat dan atom-atom yang ringan. Jadi getaran-getaran

atom-atomnya akan berfrekuensi tinggi dan karena ikatannya kuat maka getaran yang besar

tidak akan menimbulkan gangguan yang terlalu banyak pada kisi kristalnya.

Hantaran panas dalam padatan melibatkan transfer energi antar atom-atom yang bervibrasi.

Vibrasi atom akan mempengaruhi gerakan atom-atom lain di tetangganya dan hasilnya adalah

gelombang yang bergerak dengan kecepatan cahaya yakni fonon. Fonon bergerak dalam bahan

sampai terhambur baik oleh interaksi fonon-fonon maupun cacat kristal. Keramik amorf yang

mengandung banyak cacat kristal menyebabkan fonon selalu terhambur sehingga keramik

merupakan konduktor panas yang buruk. Mekanisme hantaran panas oleh elektron, yang

dominan pada logam, tidak dominan di keramik karena elektron di keramik sebagian besar

terlokalisasi.

Contoh paling baik penggunaan keramik untuk insulasi panas adalah pada pesawat ruang

angkasa. Hampir semua permukaan pesawat tersebut dibungkus keramik yang terbuat dari

serat silika amorf. Titik leleh aluminium adalah 660 oC. Ubin menjaga suhu tabung pesawat

yang terbuat dari Al pada atau dibawah 175 oC, walaupun eksterior pesawat mencapau 1400

oC. Sifat Optik

Bila cahaya mengenai suatu obyek cahaya dapat ditransmisikan, diabsorbsi, atau dipantulkan.

Bahan bervariasi dalam kemampuan untuk mentransmisikan cahaya, dan biasanya

dideskripsikan sebagai transparan, translusen, atau opaque. Material yang transparan, seperti

gelas, mentransmisikan cahaya dengan difus, seperti gelas terfrosted, disebut bahan translusen.

Batuan yang opaque tidak mentransmisikan cahaya.

Dua mekanisme penting interaksi cahaya dengan partikel dalam padatan adalah polarisasi

elektronik dan transisi elektron antar tingkat energi. Polarisasi adalah distorsi awan elektron

atom oleh medan listrik dari cahaya. Sebagai akibat polarisasi, sebagian energi dikonversikan

menjadi deformasi elastik (fonon), dan selanjutnya panas.

Seperti dalam atom elektron-elektron dalam bahan berada dalam tingkat-tingkat energi

tertentu. Absorbsi energi menghasilkan perpindahan elektron dari tingkat dasar ke tingkat

tereksitasi. Ketika elektron kembali ke keadaan dasar disertai dengan pemancaran radiasi

elektromagnetik.

Dalam padatan elektron yang energinya tertinggi ada dalam orbital-orbital dalam pita valensi

dan orbital-orbital yang tidak terisi biasanya dalam pita konduksi. Gap antara pita valensi dan

pita konduksi disebut gap energi.

Range energi cahaya tampak 1,8 sampai 3,1 eV. Bahan dengan gap energi di daerah ini akan

mengabsorbsi energi yang berhubungan. Bahan itu akan tampak transparan dan berwarna.

Contohnya, gap energi CdS sekitar 2,4 eV dan mengabsorbsi komponen cahaya biru dan violet

dari sinar tampak. Tampak bahan tersebut berwarna kuning-oranye.

Bahan dengan gap energi kurang dari 1,8 eV akan opaque, sebab semua cahaya tampak akan

diabsorbsi. Material dengan gap energi lebih besar 3,1 eV tidak akan menyerap range sinar

tampak dan akan tampak transparan dan tak berwarna. Cahaya yang diemisikan dari transisi

elektron dalam padatan disebut luminesensi. Bila terjadi dalam selang waktu yang pendek

disebut flouresensi, bila didalam selang waktu yang lebih panjang disebut fosforisensi.

Cahaya yang ditransmisikan dari satu medium ke medium lain, misalnya dari gelas ke air akan

mengalami pembiasan. Pembelokan cahaya ini adalah akibat perubahan kecepatan rambat

yang asal mulanya dari polarisasi elektronik. Karena polarisasi meningkat dengan naiknya

ukuran atom. Gelas yang mengandung ion-ion berat (seperti kristal timbal) memiliki indeks

bias yang lebih besar dari gelas yang mengandung atom-atom ringan (seperti gelas soda).

Hamburan cahaya internal dalam bahan yang sebenarnya transparan mungkin dapat

mengakibatkan bahan menjadi translusen atau opaque. Hamburan semacam ini terjadi antara

lain di batas butiran, batas fasa, dan pori-pori.

Banyak aplikasi memanfaatkan sifat optik bahan keramik ini. Transparansi gelas membuatnya

bermanfaat untuk jendela, lensa, filter, alat masak, alat lab, dan objek-objek seni. Pengubahan

antara cahaya dan listrik adalah dasar penggunaan bahan semikonduktor seperti GaAs dalam

laser dan meluasnya penggunaan LED dalam alat-alat elektronik. Keramik fluoresensi dan

fosforisensi digunakan dalam lampu-lampu listrik dan layar-layar tv. Akhirnya serat optik

mentransmisikan percakapan telepon dan data komputer yang didasarkan atas refleksi internal

total sinyal cahaya.

D. Jenis Keramik

a) Traditional creramics, bahan keramik yang berasal dari umum, bahan baku alami seperti

mineral tanah liat dan pasir kuarsa. Melalui proses industri yang telah dipraktekkan dalam

beberapa bentuk selama berabad-abad, bahan ini dibuat menjadi produk akrab seperti

peralatan makan cina, batu bata dan genteng tanah liat, abrasive industri dan lapisan tahan

api, dan semen portland. Artikel ini menjelaskan karakteristik dasar dari bahan baku yang

biasa digunakan dalam keramik tradisional, dan survei proses umum yang diikuti dalam

pembuatan benda keramik yang paling tradisional. Dari survei pembaca dapat dilanjutkan

ke artikel yang lebih rinci pada masing-masing jenis produk keramik, link yang

disediakan pada akhir artikel ini.

b) Ceramic engineering adalah ilmu dan teknologi untuk menciptakan benda dari anorganik,

bahan non-logam. Hal ini dilakukan baik oleh aksi panas, atau pada suhu yang lebih

rendah menggunakan reaksi pengendapan dari larutan kimia kemurnian tinggi. Istilah ini

mencakup pemurnian bahan baku, studi dan produksi senyawa kimia yang bersangkutan,

pembentukan mereka menjadi komponen-komponen dan studi, komposisi struktur dan

sifat.

c) Glass ceramic terbagi banyak properti dengan kedua gelas dan keramik. Kaca-keramik

memiliki fase amorf dan fase kristalin satu atau lebih dan diproduksi oleh "kristalisasi

terkontrol" disebut kontras dengan kristalisasi spontan, yang biasanya tidak diinginkan

dalam pembuatan kaca. Kaca-keramik biasanya memiliki antara 30% [m / m] dan 90% [m

/ m] kristalinitas dan menghasilkan array dari bahan dengan sifat termomekanis menarik.

Glass Ceramic yang sebagian besar diproduksi dalam dua langkah: Pertama, kaca terbentuk

oleh proses pembuatan kaca. Gelas didinginkan dan kemudian dipanaskan pada langkah

kedua. Dalam perlakuan panas kaca sebagian mengkristal. Dalam kebanyakan kasus apa yang

disebut agen nukleasi ditambahkan dengan komposisi dasar-kaca keramik. Nukleasi ini agen

bantuan dan mengontrol proses kristalisasi. Karena biasanya tidak ada menekan dan sintering,

kaca-keramik memiliki, tidak seperti keramik disinter, tidak ada pori-pori.

E . Jenis Badan Keramik Menurut Kepadatan

1.Gerabah (Earthenware), dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang plastis dan mudah

dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000°C. 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.

2. Keramik Batu (Stoneware), dibuat dari bahan lempung plastis yang dicampur dengan bahan

tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi (1200°-1300°C). Keramik jenis ini mempunyai

struktur dan tekstur halus dan kokoh, kuat dan berat seperti batu. Keramik jenis termasuk kualitas

golongan menengah.

3. 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 1350°C atau 1400°C, bahkan ada yang lebih tinggi lagi

hingga mencapai 1500°C. 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.

4. 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 teknis lainnya.

F. Sifat Keramik

Keramik memiliki sifat kimia, mekanik, fisika, panas, elektrik, dan magnetik yang

membedakan mereka dari material lain seperti logam dan plastik. Industri keramik merubah

sifat keramik dengan cara mengontrol jenis dan jumlah material yang digunakan untuk

pembuatan.

A.    Sifat Kimia

Keramik industri sebagian besar adalah oksida (senyawa ikatan oksigen), akan tetapi ada

juga senyawa carbida (senyawa ikatan karbon dan logam berat), nitrida (senyawa ikatan

nitrogen), borida (senyawa ikatan boron) dan silida (senyawa ikatan silikon). Sebagai

contoh, pembuatan keramik alumina menggunakan 85 sampai 99 persen aluminum oksida

sebagai bahan utama dan dikombinasikan dengan berbagai senyawa kompleks secara

kimia. Beberapa contoh senyawa kompleks adalah barium titanate (BaTiO3) dan zinc

ferrite (ZnFe2O4). Material lain yang dapat disebut juga sebagai jenis keramik adalah

berlian dan graphite dari karbon.

Keramik lebih resisten terhadap korosi dibanding plastik dan logam. Keramik biasanya

tidak bereaksi dengan sebagian besar cairan, gas, aklali dan asam. Jenis-jenis keramik

memiliki titik leleh yang tinggi dan beberapa diantaranya masih dapat digunakan pada

temperatur mendekati titik lelehnya. Keramik juga stabil dalam waktu yang lama.

B.     Sifat Mekanik

Ikatan keramik dapat dibilang sangat kuat, dapat kita lihat dari kekakuan ikatan dengan

mengukur kemampuan keramik menahan tekanan dan kelengkungan. Bend Strength atau

jumlah tekanan yang diperlukan untuk melengkungkan benda biasanya digunakan untuk

menentukan kekuatan keramik. Salah satu keramik yang keras adalah Zirconium dioxide

yang memiliki bend strength mendekati senyawa besi. Zirconias (ZrO2) mampu

mempertahankan kekuatannya hingga temperatur 900oC (1652oF), dan bahkan silikon

carbida dan silikon nitrida dapat mempertahankan kekuatannya pada temperatur diatas

1400oC (2552oF). Material-material silikon ini biasanya digunakan pada peralatan yang

memerlukan panas tinggi seperti bagian dari Gas-Turbine Engine. Walaupun keramik

memiliki ikatan yang kuat dan tahan pada temperatur tinggi, material ini sangat rapuh dan

mudah pecah bila dijatuhkan atau ketika dipanaskan dan didinginkan seketika.

C.     Sifat Fisik

Sebagian besar keramik adalah ikatan dari karbon, oksigen atau nitrogen dengan material

lain seperti logam ringan dan semilogam. Hal ini menyebabkan keramik biasanya memiliki

densitas yang kecil. Sebagian keramik yang ringan mungkin dapat sekeras logam yang

berat. Keramik yang keras juga tahan terhadap gesekan. Senyawa keramik yang paling

keras adalah berlian, diikuti boron nitrida pada urutan kedua dalam bentuk kristal

kubusnya. Aluminum oksida dan silikon karbida biasa digunakan untuk memotong,

menggiling, menghaluskan dan menghaluskan material-material keras lain.

D.    Sifat Panas

Sebagian besar keramik memiliki titik leleh yang tinggi, artinya walaupun pada temperatur

yang tinggi material ini dapat bertahan dari deformasi dan dapat bertahan dibawah tekanan

tinggi. Akan tetapi perubahan temperatur yang besar dan tiba-tiba dapat melemahkan

keramik. Kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tersebutlah yang dapat

membuat keramik pecah. Silikon karbida dan silikon nitrida lebih dapat bertahan dari

kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tinggi daripada keramik-keramik lain.

Oleh karena itu material ini digunakan pada bagian-bagian mesin seperti rotor pada turbin

dalam mesin jet yang memiliki variasi perubahan temperatur yang ekstrim.

E.     Sifat Elektrik

Beberapa jenis keramik dapat menghantarkan listrik. Contohnya Chromium dioksida yang

mampu menghantarkan listrik sama baiknya dengan sebagian besar logam. Jenis keramik

lain seperti silikon karbida, kurang dapat menghantarkan listrik tapi masih dapat dikatakan

sebagai semikonduktor. Keramik seperti aluminum oksida bahkan tidak menghantarkan

listrik sama sekali. Beberapa keramik seperti porcelain dapat bertindak sebagai insulator

(alat untuk memisahkan elemen-elemen pada sirkuit listrik agar tetap pada jalurnya

masing-masing) pada temperatur rendah tapi dapat menghantarkan listrik pada temperatur

tinggi.

F.      Sifat Magnetik

Keramik yang mengandung besi oksida (Fe2O3) dapat memiliki gaya magnetik mirip

dengan magnet besi, nikel dan cobalt. Keramik berbasis besi oksida ini biasa disebut

ferrite. Keramik magnetis lainnya adalah oksida-oksida nikel, senyawa mangan dan

barium. Keramik ber-magnet biasanya digunakan pada motor elektrik dan sirkuit listrik

dan dapat dibuat dengan resistensi tinggi terhadap demagnetisasi. Ketika elektron-elektron

disejajarkan sedemikian rupa, keramik dapat menghasilkan medan magnet yang sangat

kuat dan sukar demagnetisasi (menghilangkan medan magnet) dengan memecah barisan

elektron tersebut.

Keramik industri dibuat dari bubuk yang telah diberi tekanan sedemikian rupa kemudian

dipanaskan pada temperatur tinggi. Keramik tradisional seperti porcelain, ubin (keramik

lantai) dan tembikar dibuat dari bubuk yang terdiri dari berbagai material seperti tanah liat

(lempung), talc, silika dan faldspar. Akan tetapi, sebagian besar keramik industri dibentuk

dari bubuk kimia khusus seperti silikon karbida, alumina dan barium titanate.

Material yang digunakan untuk membuat keramik ini biasanya digali dari perut bumi dan

dihancurkan hingga menjadi bubuk. Produsen seringkali memurnikan bubuk ini dengan

mencampurkannya dengan suatu larutan hingga terbantuk endapan pengotor. Kemudian

endapan tadi disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air. Hasilnya, bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran sekitar

1 mikrometer (0.0001 centimeter).

G. Bahan Keramik

Bahan baku keramik maju (advance ceramic / engineering ceramic) biasanya berupa serbuk

yang telah mengalami proses sedemikian rupa sehingga mudah untuk diproses lanjut

(ditekan, disintering dan dipoles) Tentunya untuk mendapatkan kualitas keramik yang tinggi

memerlukan pemrosesan tertentu tidak hanya bahan baku yang handal.

Serbuk Keramik Silikat

Efek Domino pada Pemrosesan Keramik

Sesuai dengan sifat alami keramik, bahan baku keramik yang digunakan untuk produksi

mempunyai banyak kendala yang mempengaruhi pada sifat akhir benda jadi dibandingkan

dengan kelompok bahan lain misal logam atau polimer. Hal ini dikarenakan tidak terdapat

tahapan penghalusan lanjut untuk keramik, tidak seperti logam (peleburan – pembekuan –

deformasi plastik). Pada dasarnya, “apa yang masuk – itulah yang keluar”. Semua ketidak-

sempurnaan pada bahan baku diperbanyak kedalam pembesaran ketidak-sempurnaan dalam

produk yang disinter. Efek domino ini menekankan ketergantungan dari sifat akhir produk

keramik dalam karakteristik semua tahapan pemrosesan, dan secara umum dalam

karakteristik bahan baku, secara harfiah bila terdapat kesalahan dalam satu tahap pemrosesan

keramik maka akan mempengaruhi secara nyata hasil akhir keramiknya. ;-(

Mineralogi Keramik

Keramik secara tradisional berdasar pada mineral oksida, atau mineral-mineral lain dimana

dapat berubah menjadi oksida-oksida luluh, seperti hidroksida, karbonat, sulfida, halida,

phospatat dll. Mineral-mineral ini merupakan gabungan dari sebagian besar unsur yang ada

dipermukaan bumi ini. Bagaimanapun juga, berkenaan dengan keunggulan oksigen dalam

kerak bumi, hampir setengah unsur yang telah dikenali terjadi secara normal sebagai oksida,

biasanya oksida kompleks seperti silikat. Struktur silikat meliputi sejumlah besar unsur-unsur

dalam tabel periodik. Jadi, kita dapat secara nyata mengatakan bahwa “ separo dari dunia ini

adalah keramik…”

Deret unsur-unsur relatif besar dimana sering terdapat dalam keramik meliputi: O, Al, Si, Ca,

Mg, Ti, Na, K. Hal ini menarik untuk dicatat, bahwa beberapa keramik penting menunjukkan

konsentrasi yang agak tinggi pada air laut. Sungguh, sebagian besar MgO dengan kemurnian

tinggi (suatu bahan tahan api yang penting) sekarang ini disediakan dari air laut.

Bagaimanapun juga, sebagian besar mineral penting dalam keramik berasal dari transformasi

batu beku dari perapian (igneous rock), seperti halnya granit atau basal dimana kristal

terbentuk dari magma (siapa tahu lumpur lapindo merupakan bahan baku keramik maju yang

tersedia…). Batu-batu ini adalah silikat kompleks, dimana komposisi dapat menggambarkan

kandungan dari oksida biner sederhana seperti silika, alumina, alkali dll.

Silika, oksida yang relatif besar di Bumi (62% berat dari kerak kontinental Bumi) adalah

dasar dari klasifikasi ini. Batu dengan proporsi SiO2 yang tinggi (dan biasanya mengandung

alumina yang tingi – dimana merupakan komponen kedua terbesar di kerak Bumi,

mengandung 16% berat) dikenal dengan nama asidik (acidic), dan dengan silika rendah (dan

biasanya mengandung magnesia yang tinggi {[3,1% dari kerak bumi] dan/atau kalsia [5,7%

dari kerak bumi]): didefinisikan sebagai dasar. Alumina agak tidak umum dalam batuan

dasar, dan sebaliknya: magnesia adalah tidak umum dalam batuan asidik. Hal ini sangat

menguntungkan untuk produksi bahan tahan api khususnya: kontaminasi silang dari batuan

dasar dan asidik akan menyebabkan kehilangan ketahanan api yang signifikan, yaitu secara

signifikan menurunkan titik lebur yang mengkontaminasi bahan. Kristalisasi dari batuan

beku dari perapian menjadikan formasi dari silikat dan mineral-mineral lain penting dalam

pemrosesan keramik. Istimewanya, hal ini dipercaya dimana kerusakan dari beberapa silikat,

diikuti dengan sedimentasi, membentuk formasi mineral tanah liat.

Bahan baku dasar untuk keramik tradisional termasuk lempung, silika SiO2, dan Fledspars

(K, Na) AlSi3O8, dan beberapa industri kimiawi lain. Tidak ada mineral-mineral yang

digunakan dalam pemrosesan tradisional keramik dapat diperlakukan sebagai “komposisi

tetap”. Yaitu, mereka tidak mempunyai komposisi yang diberikan oleh formula kimia.

Sebagai contoh, kandungan silika pada lepung Kaolin secara umum bervariasi pada 45%

berat sampai 50% berat, dan alumina 35 % berat sampai 40% berat. Keseimbangan

dipengaruhi oleh komponen yang mudah menguap (air dan organiks), dari 10% berat sampai

15% berat. Jumlah ini dapat dibandingkan dengan formula kimiawi ideal dari mineral-

mineral silikat terpilih berikut:

Mineral Formula Kimia Ideal

Kaolinit Al2(Si2O5)(OH)4

Halosit Al2(Si2O5)(OH)4 2H2O

Piropillit Al2(Si2O5)2(OH)2

Monmorilonit (Al1,67 Na0,33 Mg0,33)(Si2O5)2(OH)2

Mika Al2K(Si1.5Al0,5)2 (OH)2

Ilit Al2-xMgxK-1-x-y(Si1,5-yAl0.5+YO5)2(OH)2

Pemrosesan Mineral

Teknik modern dan keramik unggul membutuhkan serbuk kemurnian tinggi dimana akan

sangat menguntungkan dan mempunyai karakteristik tertentu (keuntungan dijabarkan dalam

seluruh proses penggilingan (milling) dan klasifikasi prosedur serbuk keramik). Salah satu

kemungkinan klasifikasi dari bahan baku keramik berhubungan dengan teknik pemrosesan

maju/unggul yaitu:

Mineral mentah (crude minerals): tanah liat (gerabah, ubin, bola, bentonit), serpihan, bauksit

mentah, kianit mentah.

Mineral Industri: bola lempung dimurnikan, kaolin, bentonit dimurnikan, piropilit, talek,

feldspar, nepelin syenit, wolastonit, spodumen, pasir kaca, batu api tembikar (potter’s flint),

kianit, bauksit, sirkon, rutil, bijih krom, kaolin kalsinasi, dolomit, dan banyak lagi yang lain

Industri Kimia: alumina kalsinasi (dari proses Bayer), magnesia kalsinasi (dari air laut),

alumina fusi, magnesia fusi, silikon karbida (proses Acheson), abu soda, barium karbonat,

titania, titaniat kalsinasi, oksida besi, ferit kalsinasi, sirkonia kalsinasi stabil, pigmen

sirkonia, pigmen sirkon kalsinasi.

Operasi peremukan dan penggerindaan awal pada deposit mineral ditujukan membebaskan

komponen yang tidak dikehendaki (ketidak-murnian, organik) dengan menempatkan

dan/atau pemisahan magnetik, dan pengumpulan partikel-halus mineral murni (misal

lempung) dengan pengambangan (floating). Secara alami, lempung hasil proses mempunyai

variasi yang lebar dalam komposisi dan ukuran partikel, tergantung pada lokasi dan

pemrosesan mineral. Sebagai contoh, salah satu pencemar yang paling tidak dikehendaki

dalam kaolin adalah oksida besi, dimana akan secara efektif menghitamkan barang yang

putih. Kaolin Georgia kualitas tinggi dikenal akan kemurniannya (rendah besi) dan sifat

perapian putih bagus. Bola lempung pada umumnya lebih banyak mengandung bahan

organik (menunjukkan “hilangnya” permulaan dalam diagram komposisional) dan lebih

plastik.

Mineral Keramik dalam Porselin

Suatu contoh yang bagus penggunaan mineral mentah dan industri adalah porselin. Hal ini

biasanya mengacu pada apa yang disebut “porselin tiga sumbu (triaxial porcelains),

sebagaimana mengandung tiga komponen utama (lempung, feldspar, dan pasir silika) diplot

diantara diagram komposional segitiga. Bola lempung biasanya digabungkan dengan kaolin

(~50/50 berat) untuk memberikan “substansi lempung” dari badan porselin tiga sumbu. Dua

komponen lain dari porselin meliputi feldspar (fluks) dan kuarsa (pengisi). Meskipun

komposisi bermacam-macam porselin sangat luas variasinya, petunjuk praktis (rule of

thumb) komposisi adalah sekitar 40% berat untuk lampung dan pasir kaca, dan sisanya 20%

berat untuk fluks feldspar. (mungkin ini yang dimaksud mas setyo untuk mendapatkan

keramik yang handal, semoga berkenan 8-))

Serbuk Keramik Maju

Serbuk Keramik Maju: Proses Bayer Untuk Alumina

Proses ini berdasarkan pada reaksi dapat balik (reversible) dari aluminium hidroksida dengan

sodium hidroksida. Serbuk alumina menunjukkan ~ 10% dari industri pemrosesan

aluminium. Bahan baku untuk alumina adalah bauksit, dimana alumina hidrat (Al2O3.nH2O,

n = 1, 2, 3) dengan beberapa ketidak-murnian besi dan silikon. Dalam proses pemurnian,

bijih bauksit alumina direaksikan untuk menghasilkan suatu bentuk dapat larut dari NaAlO2,

ketika suatu oksida tidak-murni, menjadi tidak dapat larut, diendapkan. Larutan uap jenuh

dari NaAlO2 ditempatkan dengan letak gibb kristal (n = 3) untuk memulai presipitasi

aluminium hidroksida murni, dimana terurai secara berurutan berubah menjadi a-Al2O3

selama kalsinasi ~ 1200 °C.

Hasil kalsinasi hidroksida yang berasal dari proses Bayer adalah sulit, pengumpalan dengan

densitas rendah dari alumina. Penguraian yang luas dan penurunan ukuran partikel ke ukuran

mikron (penggilingan) diperlukan untuk membuat serbuk ini bermanfaat untuk pemrosesan

keramik maju. Sebagai akibatnya alumina dikelompokkan berdasar ukuran partikel dan

kandungan ketidak-murnian sodium oksida. Serbuk “reaktif” mempunyai rata-rata ukuran

partikel dibawah 0,5 mm dan 0,2 – 0,4 % berat Na2O (kemurnian rendah) atau kurang dari

0,05 % berat Na2O (kemurnian tinggi). Untuk bahan tahan api, tingkat alumina biasanya

lebih kasar (beberapa mm atau lebih besar). Kemurnian kimiawi dari serbuk berdampak pada

kemampuan disinter dan ketahanan listrik maupun korosi dari alumina pada temperatur

tinggi.

Serbuk Keramik Maju: Sirkonia dari Pasir Sirkon

Pasir sirkon (ZrSiO4) adalah suatu bijih sirkonia biasa, ditambang pada skala besar di Brasil

dan Australia. Proses produksi Sirkonia keluar dari sirkon mirip dengan proses pada alumina.

Hal itu didasarkan pada konversi bahan baku (sirkon) kedalam suatu pendahuluan sirkonia

Na2ZrO3 yang dapat larut, dan ZrOCl2, diikuti dengan pirolisis terhadap ZrO2. Sebelum

pirolisis, garam dapat larut dari oksida dimana menstabilkan polimorf sirkonia pada

temperatur tinggi dapat ditambahkan. Terdapat beberapa jenis garam yaitu Y, Ca, dan Mg.

Alternatif lain, pasir sirkon dapat diawali dengan pirolisa ( terurai menjadi sirkonia dan

silika) dengan melewatkannya kedalam oven plasma. Sebagai hasilnya sirkonia mentah

dipisahkan dari ketidak-murnian menjadi bentuk sodium sirkonat yang dapat larut dan

klorida dimana mudah terurai menjadi sirkonia murni

PLZT (Timbel-Lantanum-Zirkonat-Titanat) Pizoelektrik Serbuk Keramik

Proses ini memberikan contoh penggunaan metode ko-presipitasi untuk mendapatkan suatu

campuran oksida homogen (atau hidroksida) meskipun sebelum dimulai penyinteran. Dalam

bentuk sederhana, ko-presipitasi mengandalkan pelarutan garam (sejenis klorida atau nitrida,

Pb, L, Zr, dan Ti) dari komponen oksida dalam air, diikuti dengan perubahan pH yang cepat

(misal selama penambahan amoniak) untuk menguraikan hidroksida. Pencucian berulang

biasanya diikuti presipitasi dari serbuk keramik dari larutan (Cl-, NO3- dll, harus dihilangkan

dari sistem). Kalsinasi, yaitu perlakuan panas untuk menguraikan hidroksida menjadi oksida.

Teknik presipitasi secara kimia sering digunakan untuk menghasilkan serbuk keramik

kemurnian tinggi dan aktifitas tinggi dengan karakteristik berikut:

- T, p, dan/atau variasi komposisi dapat digunakan untuk mencapai batas kelarutan dari

bahan presipitasi, dan diperbolehkan mengontrol larutan-kemurnian-penambahan (doping)-

presipitasi

- Pola dari pengintian (nucleation) dan pertumbuhan menentukan bentuk dan komposisi dari

partikel yang terurai

- Pemisahan dari proses pengintian dari proses pertumbuhan memungkinkan mengontrol

distribusi ukuran partikel

- Ko-presipitasi dari ion-ganda garam (misal PLZT) memungkinkan bahan menjadi homogen

pada tahapan awal (temperatur rendah) pemrosesan.

Dalam rangka menghindari pemisahan kembali dari fase-fase yang berhubungan dengan

pembersihan pelarut (untuk menjaga homogenitas pada tingkat molekul dari sistem

komponen ganda), suatu rute sol-gel diutamakan. Dalam metode sol-gel, kondisi homogen

“dibekukan” selama pengeringan berkenaan dengan penurunan penyebaran kinetik pada gel

dengan viskositas tinggi.

Hal ini merupakan penyelesaian yang umum dengan cara merubah hidroksida menjadi gel

didapatkan dengan perlakuan dari garam dengan amoniak. Perlakuan tersebut belum

menjamin homogenitas jika kecepatan pembentukan gel (gelation) tidak sama untuk berbagai

komponen dari suatu sistem. Proses pengendapan yang sering dilakukan dicapai melalui

proses hidrolisis dari alkosida. Kerugian dari proses keramik menggunakan cairan awal

meliputi: penyusutan yang besar (oleh rute sol-gel), bahan baku mahal, dan bahan baku tidak

stabil (misal, reaktifitas alkosida terhadap air).

Silikon Nitrida dengan Nitridisasi Silikon/Silika

Nitridisasi serbuk logam silikon (atau reduksi karbotermal silika dalam lingkungan nitrogen)

relatif rute yang murah untuk memproduksi silikon nitrat. Serbuk ini, bagaimanapun juga,

dapat berisi suatu jumlah besar ketidak-murnian, biasanya oksigen kedalam bentuk silika

yang mencakup butir-butir dari silikon nitrat. Reaksi sederhananya sbb:

3Si + 2N2 –> Si3N4

3SiO2 + 6C + 2N2 –> 6CO + Si3N4

Silikon Nitrida dengan Rute Kimiawi

Permasalahan ketidak-murnian dibawa kedalam tahapan produksi serbuk oleh silika baku

atau silikon dapat dihindari dengan rute kimiawi, dimana ~ 50% lebih mahal. Bahan awal

adalah silikon tetraklorine murni, dimana direaksikan dengan amoniak untuk menghasilkan

penguraian silikon di-imid yang mudah:

SiCl4 + 6NH3 Þ Si(NH)2 + 4NH4Cl

Si(NH)2 Þ Si3N4 + 6NH3

Berdasarkan reaksi diatas, amoniak dapat didaur-ulang dalam proses ini. Kalsinasi silikon di-

imid menyebabkan sebagian silikon nitrat berkristal.

Silikon Nitrida dengan Proses Acheson (Reduksi Karbotermal Silika)

Proses ini dikembangkan sekitar tahun 1900 sebagai rute harga rendah untu keramik abrasif.

Kokas dan pasir silika adalah bahan bakunya. Bunga listrik dinyalakan pada campuran

konduktif ini. Proses diletakkan pada reaksi fase gas meliputi gas SiO, sehingga

menghasilkan kristal SiC yang kasar dan kemurnian bervariabel, tergantung dari lokasinya

dalam zona reaksi. Penghalusan dari kristal SiC ini menjadi serbuk SiC yang dapat disinter

masih merupakan suatu proses yang mahal. Petunjuk praktisnya adalah harga kekasaran, ~

mm ukuran pasirmakro (macrogrits) SiC, dimana merupakan hasil langsung dari proses

Acheson, adalah 10 kali dari bahan baku (bahan baku $0,2/kg menjadi $2/kg untuk bentuk

kristal). Harga abrasif (kertas amplas, batu gerinda) – tingkatan SiC dengan butiran < 100

mikronmeter mencapai 10 kali dari kekasaran pasir makro (kristal kasar $2/kg menjadi $10-

20/kg untuk bahan abrasif) dimana harga serbuk yang mampu disinter dari ukuran butiran

submikronmeter dapat meningkat sesuai urutan pembesaran lain, mencapai harga $100/kg.

Bagaimanapun juga harga produk keramik maju presisi tinggi dari SiC dapat mencapai

$1000/kg. Sehingga dapat disimpulkan, semakin halus serbuk keramik akan semakin mahal

harganya dan akan lebih memudahkan dalam proses lanjut dari pemrosesan

H. Pembuatan Keramik

1. Pembuatan keramik Secara Tradisional

Membuat keramik memerlukan teknik-teknik yang khusus dan unik. Hal ini

berkaitan dengan sifat tanah liat yang plastis dimana diperlukan ketrampilan tertentu dalam

pengolahan maupun penanganannya. Membuat keramik berbeda dengan membuat

kerajinan kayu, logam, maupun yang lainnya. Proses membuat keramik adalah rangkaian

proses yang panjang yang didalamnya terdapat tahapan-tahapan kritis. Kritis, karena

tahapan ini paling beresiko terhadap kegagalan. 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.

Tahap-tahap membuat keramik

Ada beberapa tahapan proses yang harus dilakukan untuk membuat suatu produk keramik,

yaitu:

1. Pengolahan Bahan

Tujuan pengolahan bahan ini adalah untuk mengolah bahan baku dari berbagai material

yang belum siap pakai menjadi badan keramik plastis yang telah siap pakai. Pengolahan

bahan dapat dilakukan dengan metode basah maupun kering, dengan cara manual

ataupun masinal. Didalam pengolahan bahan ini ada proses-proses tertentu yang harus

dilakukan antara lain pengurangan ukuran butir, penyaringan, pencampuran, pengadukan

(mixing), dan pengurangan kadar air. Pengurangan ukuran butir dapat dilakukan dengan

penumbukan atau penggilingan dengan ballmill. Penyaringan dimaksudkan untuk

memisahkan material dengan ukuran yang tidak seragam. Ukuran butir biasanya

menggunakan ukuran mesh. Ukuran yang lazim digunakan adalah 60 – 100 mesh.

Pencampuran dan pengadukan bertujuan untuk mendapatkan campuran bahan yang

homogen/seragam. Pengadukan dapat dilakukan dengan cara manual maupun masinal

dengan blunger maupun mixer.

Pengurangan kadar air dilakukan pada proses basah, dimana hasil campuran bahan yang

berwujud lumpur dilakukan proses lanjutan, yaitu pengentalan untuk mengurangi jumlah

air yang terkandung sehingga menjadi badan keramik plastis. Proses ini dapat dilakukan

dengan diangin-anginkan diatas meja gips atau dilakukan dengan alat filterpress.

Tahap terakhir adalah pengulian. Pengulian dimaksudkan untuk menghomogenkan

massa badan tanah liat dan membebaskan gelembung-gelembung udara yang mungkin

terjebak. Massa badan keramik yang telah diuli, disimpan dalam wadah tertutup,

kemudian diperam agar didapatkan keplastisan yang maksimal.

2. Pembentukan

Tahap pembentukan adalah tahap mengubah bongkahan badan tanah liat plastis menjadi

benda-benda yang dikehendaki. Ada tiga keteknikan utama dalam membentuk benda

keramik: pembentukan tangan langsung (handbuilding), teknik putar (throwing), dan

teknik cetak (casting).

Pembetukan Tangan Langsung

Dalam membuat keramik dengan teknik pembentukan tangan langsung, ada beberapa

metode yang dikenal selama ini: teknik pijit (pinching), teknik pilin (coiling), dan teknik

lempeng (slabbing).

Pembentukan Dengan Teknik Putar

Pembentukan dengan teknik putar adalah keteknikan yang paling mendasar dan

merupakan kekhasan dalam kerajinan keramik. Karena kekhasannya tersebut, sehingga

keteknikan ini menjadi semacam icon dalam bidang keramik. Dibandingkan dengan

keteknikan yang lain, teknik ini mempunyai tingkat kesulitan yang paling tinggi.

Seseorang tidak begitu saja langsung bisa membuat benda keramik begitu mencobanya.

Diperlukan waktu yang tidak sebentar untuk melatih jari-jari agar terbentuk ’feeling’

dalam membentuk sebuah benda keramik. Keramik dibentuk diatas sebuah meja dengan

kepala putaran yang berputar. Benda yang dapat dibuat dengan keteknikan ini adalah

benda-benda yang berbentuk dasar silinder: misalnya piring, mangkok, vas, guci dan

lain-lain. Alat utama yang digunakan adalah alat putar (meja putar). Meja putar dapat

berupa alat putar manual mapupun alat putar masinal yang digerakkan dengan listrik.

Secara singkat tahap-tahap pembentukan dalam teknik putar adalah: centering

(pemusatan), coning (pengerucutan), forming (pembentukan), rising (membuat

ketinggian benda), refining the contour (merapikan).

Pembentukan Dengan Teknik Cetak

Dalam keteknikan ini, produk keramik tidak dibentuk secara langsung dengan tangan;

tetapi menggunakan bantuan cetakan/mold yang dibuat dari gipsum. Teknik cetak dapat

dilakukan dengan 2 cara: cetak padat dan cetak tuang (slip). Pada teknik cetak padat

bahan baku yang digunakan adalah badan tanah liat plastis sedangkan pada teknik cetak

tuang bahan yang digunakan berupa badan tanah liat slip/lumpur. Keunggulan dari

teknik cetak ini adalah benda yang diproduksi mempunyai bentuk dan ukuran yang sama

persis. Berbeda dengan teknik putar atau pembentukan langsung,

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 keramik. Ketika 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.

Tahap-tahap ini menerangkan mengapa harus dilakukan proses pengeringan secara

lambat untuk menghindari retak/cracking terlebih pada tahap 1 (Norton, 1975/1976).

Proses yang terlalu cepat akan mengakibatkan keretakkan dikarenakan hilangnya air

secara tiba-tiba tanpa diimbangi penataan partikel tanah liat secara sempurna, yang

mengakibatkan penyusutan mendadak.

Untuk menghindari pengeringan yang terlalu cepat, pada tahap awal benda keramik

diangin-anginkan pada suhu kamar. Setelah tidak terjadi penyusutan, pengeringan

dengan sinar matahari langsung atau mesin pengering dapat dilakukan.

4. Pembakaran

Pembakaran merupakan inti dari pembuatan keramik dimana proses ini mengubah massa

yang rapuh menjadi massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran dilakukan dalam

sebuah tungku/furnace suhu tinggi. Ada beberapa parameter yang mempengaruhi hasil

pembakaran: suhu sintering/matang, atmosfer tungku dan tentu saja mineral yang terlibat

(Magetti, 1982). Selama pembakaran, badan keramik mengalami beberapa reaksi-reaksi

penting, hilang/muncul fase-fase mineral, dan hilang berat (weight loss). Secara umum

tahap-tahap pembakaran maupun kondisi api furnace dapat dirinci dalam tabel.

Pembakaran Biscuit

Pembakaran biskuit merupakan tahap yang sangat penting karena melalui pembakaran

ini suatu benda dapat disebut sebagai keramik. Biskuit (bisque) merupakan suatu istilah

untuk menyebut benda keramik yang telah dibakar pada kisaran suhu 700 – 1000oC.

Pembakaran biskuit sudah cukup membuat suatu benda menjadi kuat, keras, kedap air.

Untuk benda-benda keramik berglasir, pembakaran biskuit merupakan tahap awal agar

benda yang akan diglasir cukup kuat dan mampu menyerap glasir secara optimal.

5. Pengglasiran

Pengglasiran merupakan tahap yang dilakukan sebelum dilakukan pembakaran glasir.

Benda keramik biskuit dilapisi glasir dengan cara dicelup, dituang, disemprot, atau

dikuas. Untuk benda-benda kecil-sedang pelapisan glasir dilakukan dengan cara dicelup

dan dituang; untuk benda-benda yang besar pelapisan dilakukan dengan penyemprotan.

Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan, supaya lebih

kedap air, dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai keinginan.

Kesemua proses dalam pembuatan keramik akan menentukan produk yang dihasilkan.

Oleh karena itu kecermatan dalam melakukan tahapan demi tahapan sangat diperlukan

untuk menghasilkan produk yang memuaskan.

2. Pembuatan keramik Secara Industri

Pembuatan-keramik-industriKeramik industri dibuat dari bubuk yang telah diberi tekanan

sedemikian rupa kemudian dipanaskan pada temperatur tinggi. Keramik tradisional seperti

porcelain, ubin (keramik lantai) dan tembikar dibuat dari bubuk yang terdiri dari berbagai

material seperti tanah liat (lempung), talc, silika dan faldspar. Akan tetapi, sebagian besar

keramik industri dibentuk dari bubuk kimia khusus seperti silikon karbida, alumina dan

barium titanate.

Material yang digunakan untuk membuat keramik ini biasanya digali dari perut bumi dan

dihancurkan hingga menjadi bubuk. Produsen seringkali memurnikan bubuk ini dengan

mencampurkannya dengan suatu larutan hingga terbantuk endapan pengotor. Kemudian

endapan tadi disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan

impuritis dan air. Hasilnya, bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran sekitar 1

mikrometer (0.0001 centimeter).

A. Pembentukan

Setelah pemurnian, sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk meekatkan 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. Setelah dibentuk, keramik kemudian dipanaskan dengan proses yang

dikenal dengan nama densifikasi (densification) agar material yang terbantuk lebih kuat

dan padat.

Slip Casting.

Slip Casting adalah proses untuk membuat keramik yang berlubang. Proses ini

menggunakan cetakan dengan dinding yang berlubang-lunagng kecil dan memanfaatkan

daya kapilaritas air.

Pressure Casting.

Pada proses ini, bubuk keramik dituangkan pada cetakan dan diberi tekanan. Tekanan

tersebut membuat bubuk keramik menjadi lapisan solid keramik yang berbentuk seperti

cetakan.

Injection Molding.

Proses ini digunakan untuk membuat objek yang kecil dan rumit. Metode ini

menggunaan piston untuk menekan bubuk keramik melalui pipa panas masuk ke

cetakan. Pada cetakan tersebut, bubuk keramik didinginkan dan mengeras sesuai dengan

bentuk cetakan. Ketika objek tersebut telah mengeras, cetakan dibuka dan bagian

keramik dipisahkan.

Extrusion.

Extrusion adalah proses kontinu yang manama bubuk keramik dipanaskan didalam

sebuah tong yang panjang. Terdapat baling-baling yang memutar dan mendorong

material panas tersebut kedalam cetakan. Karena prosesnya yang kontinu, setelah

terbentuk dan didinginkan, keramik dipotong pada panjang tertentu. Proses ini

digunakan untuk membuat pipa keramik, ubin dan bata modern.

B. Densifikasi

Proses densifikasi menggunakan panas yang tinggi untuk menjadikan sebuah keramik

menjadi produk yang keras dan padat. Setelah dibentuk, keramik dipanaskan pada

tungku (furnace) dengan temperatur antara 1000 sampai 1700 C. Pada proses

pemanasan, partikel-partikel bubuk menyatu dan memadat. Proses pemadatan ini

menyebabkan objek keramik menyusut hingga 20 persen dari ukuran aslinya. Tujuan

dari proses pemanasan ini adalah untuk memaksimalkan kekerasan keramik dengan

mendapatkan struktur internal yang tersusun rapih dan sangat padat.

Kegunaan Keramik Industri

Keramik dinilai dari propertinya. Kegunaan keramik beragam disesuaikan dengan

kemampuan dan daya tahannya. Keramik dengan properti elektrik dan magnetik dapat

digunakan sebagai insulator, semikoncuktor, konduktor dan magnet. Keramik dengan

properti yang berbeda dapat digunakan pada aerospace, biomedis, konstruksi bangunan,

dan industri nuklir.

Beberapa Contoh Penggunaan Keramik Industri :

Peralatan yang dibuat dari alumina dan silikon nitrida dapat digunakan sebagai

pemotong, pembentuk dan penghancur logam.

Keramik tipe zirconias, silikon nitrida maupun karbida dapat digunakan untuk saluran

pada rotorturbocharger diesel temperatur tinggi dan Gas-Turbine Engine.

Keramik sebagai insulator adalah aluminum oksida (AlO3). Keramik sebagai

semikonduktor adalah barium titanate (BaTiO3) dan strontium titanate (SrTiO3).

Sebagai superkonduktor adalah senyawa berbasis tembaga oksida.

Keramik dengan campuran semen dan logam digunakan untuk pelapis pelindung panas

pada pesawat ulang-alik dan satelit.

Keramik Biomedical jenis porous alumina digunakan sebagai implants pada tubuh

manusia. Porous alumina dapat berikatan dengan tulang dan jaringan tubuh.

Butiran uranium termasuk keramik yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga

nuklir. Butiran ini dibentuk dari gas uranium hexafluorida (UF6).

Keramik berbasis feldspar dan tanah liat digunakan pada industri bahan bangunan.

Keramik juga digunakan sebagai coating (pelapis) untuk mencagah korosi. Keramik

yang digunakan adalah jenis enamel. Peralatan rumah tangga yang menggunakan

pelapisan enamel ini diantaranya adalah kulkas, kompor gas, mesin cuci, mesin

pengering.

I. Penggunaan Keramik

Beberapa contoh penggunaan keramik industri:

* Peralatan yang dibuat dari alumina dan silikon nitrida dapat digunakan sebagai pemotong,

pembentuk dan penghancur logam.

* Keramik tipe zirconias, silikon nitrida maupun karbida dapat digunakan untuk saluran pada

rotorturbocharger diesel temperatur tinggi dan Gas-Turbine Engine.

* Keramik sebagai insulator adalah aluminum oksida (AlO3). Keramik sebagai

semikonduktor adalah barium titanate (BaTiO3) dan strontium titanate (SrTiO3). Sebagai

superkonduktor adalah senyawa berbasis tembaga oksida.

* Keramik dengan campuran semen dan logam digunakan untuk pelapis pelindung panas

pada pesawat ulang-alik dan satelit.

* Keramik Biomedical jenis porous alumina digunakan sebagai implants pada tubuh manusia.

Porous alumina dapat berikatan dengan tulang dan jaringan tubuh.

* Butiran uranium termasuk keramik yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga nuklir.

Butiran ini dibentuk dari gas uranium hexafluorida (UF6).

* Keramik berbasis feldspar dan tanah liat digunakan pada industri bahan bangunan.

* Keramik juga digunakan sebagai coating (pelapis) untuk mencagah korosi. Keramik yang

digunakan adalah jenis enamel. Peralatan rumah tangga yang menggunakan pelapisan

enamel ini diantaranya adalah kulkas, kompor gas, mesin cuci, mesin pengering.

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Keramik

http://www.gudangmateri.com/2011/01/jenis-jenis-keramik.html

http://industri18agussuradimanto.blog.mercubuana.ac.id/2011/08/09/industri-keramik/

http://chemistryismyworld.blogspot.com/2011/07/proses-industri-kimia-industri-keramik.html

http://ellyawan.dosen.akprind.ac.id/?p=19

http://www.kimianet.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1100398016&2

http://dc189.4shared.com/doc/T3W9F9lt/preview.html

http://www.kimianet.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1100398016

http://kamissore.blogspot.com/2009/02/jenis-keramik.html

http://hendraabisgaul.blogspot.com/2010/01/keramik.html

http://rangga32736.wordpress.com/2009/03/23/pembuatan-keramik-industri/