PENGERTIAN KERAMIK
Pada awalnya, keramik 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. (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.
Keramik menjadi material yang serba guna. Selain dapat dipergunakan untuk lantai,
keramik pun cocok untuk melapis dinding.
Area basah macam kamar mandi dan dapur memerlukan lapisan dinding yang kuat. Ini
disebabkan oleh efek dari aktivitas yang ada di sana. Tanpa pelapis dinding yang tepat, dinding
kamar mandi atau dapur dapat berubah lembap, kotor, dan menjadi tidak sehat. Tanpa pelapis
yang anti air, dinding dapat lebih cepat rusak. Keramik dapat menjadi solusi tepat.
Mengapa? Keramik punya pori yang kecil karena diproses melalui mesin. Selain kedap air, dia
juga memiliki lapisan luar yang kuat dan tidak mudah tergores.
Untuk mengetahui pengaruh temperatur sintering terhadap kekuatan mekanik dan bentuk
sturktur mikro komposit keramik insulator listrik dilakukan pada temperatur sinter;900 derajat C,
1000 derajat C, 1100 derajat C, dan 1200 derajat C. Bahan keramik dengan komposisi matrikclay
(Feld spar 26%, Kaolin / China clay 27% , dan Ball clay 14%) serta filler (Flint/kwarsa 33%.).
Keramik pada temperatur sinter ; 900 oC, 1000 oC, dan 1100 derajat C,berada di luar batas
grafik upper-lower bound, menunjukan tidak terjadi ikatan atar permukaan partikel yang
sempurna. Keramik pada temperatur sinter 1200 derajat C berada di dalam grafik upper-lower
bound, menunjukkan terjadi ikatan atar permukaan yang sempurna dengan nilai tegangan 63, 8
Mpa, regangan 2,1% dan besar modulus elastisitas 3,308 Gpa.
JENIS-JENIS KERAMIK
1. 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.
2. 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.
3. 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.
KARAKTERISTIK STRUKTUR KERAMIK
Struktur Kramik
Sebagian besar senyawa anorganik berada dalam bentuk padatan dan padatan dapat
diklasifikasikan kembali menjadi padatan kristalin dan padatan amorf. Susunan atom atau ion
dalam struktur padatan dapat direpresentasikan dalam susunan yang berbeda dari bidang datar.
Bentuk atom yang biasanya dapat digunakan untuk mendeskripsikan padatan logam adalah atom
netral. Hal ini karena setiap kation pada atom netral masih lengkap dikelilingi oleh elektronnya.
Sebelum abad 20, para kimiawan mengalami kesulitan dalam menentukan struktur suatu
senyawa. Cara yang dilakukan pada masa itu adalah dengan membandingkan senyawa yang akan
ditentukan dengan senyawa yang sudah ada dimana kedua senyawa ini memiliki sifat kimia dan
fisika yang identik. Namun, cara ini tidak dapat digunakan dalam menentukan struktur dari
senyawa yang baru ditemukan dan tidak memiliki kemiripan dengan senyawa yang terdapat di
dalam literatur.
Salah satu metode awal yang digunakan dalam menentukan struktur senyawa adalah
dengan menggunakan spektrometri sedangkan untuk senyawa yang berwujud padatan kristalin
dapat digunakan metode difraksi sinar X. Metode difraksi sinar X pertama kali diperkenlakan
pada awal abad ke 20 oleh William Henry Bragg (1862-1942) dan anaknya William Laurence
Bragg (1890-1971). Bragg melakukan percobaan dengan menentukan struktur garam dan intan.
Proses analisis kristal dengan difraksi sinar X adalah terjadinya difraksi cahaya dalam zat yang
dianalisis jika jarak antarpartikel-partikel penyusunnya teratur. Pada proses ini, panjang
gelombang cahaya yang digunakan haruslah sebanding. Gelombang terdifraksi yang sefasa akan
saling menguatkan sedangkan gelombang yang tidak sefasa akan saling melemahkan. Pola
difraksi akan muncul bila kristal dikenai cahaya monokromatis.
Definisi Kristal
Konsep kristal adalah suatu paket yang diasumsikan sebagai bolabola keras. Kristal dapat
digambarkan sebagai pola berdimensi tiga yang strukturnya berulang. Bagian terkecil dari kristal
disebut sel satuan dan kumpulan dari sel satuan yang teratur membentuk suatu kisi kristal.
Cabang ilmu Kimia yang mempelajari hal ini adalah kristalografi.
Suatu kristal dapat digolongkan berdasarkan susunan partikelnya dan dapat pula berdasarkan
jenis partikel penyusunnya atau interaksi yang menggabungkan partikel tersebut.
Kristal Logam
Kristal dengan kisi yang terdiri atas atom logam yang terikat melalui ikatan logam. Atom
logam merupakan atom yang memiliki energi ionisasi kecil sehingga elektron valensinya
mudah lepas dan menyebabkan atom membentuk kation. Bila dua atom logam saling
mendekat, maka akan terjadi tumpah tindih antara orbital-orbitalnya sehingga
membentuk suatu orbital molekul. Semakin banyak atom logam yang saling berinteraksi,
maka akan semakin banyak terjadi tumpang tindih orbital sehingga membentuk suatu
orbital molekul baru. Terjadinya tumpang tindih orbital yang berulang-ulang
menyebabkan elektron-elektron pada kulit terluar setiap atom dipengaruhi oleh atom lain
sehingga dapat bergerak bebas di dalam kisi.
Salah satu sifat kristal logam adalah dapat ditempa. Sifat ini diperoleh dari ikatan logam
yang membentuknya. Dalam ikatan logam, terjadi interaksi antara atom/ion dengan
elektron bebas di sekitarnya sehingga dapat membuat logam mempertahankan
strukturnya bila diberikan suatu gaya yang kuat.
Kristal Ionik
Kristal ionik terbentuk karena adanya gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif.
Umumnya, kristal ionik memiliki titik leleh tinggi dan hantaran listrik yang rendah.
Contoh dari kristal ionik adalah NaCl. Kristal ionik tidak memiliki arah khusus seperti
kristal kovalen sehingga pada kristal NaCl misalnya, ion natrium akan berinteraksi
dengan semua ion klorida dengan intensitas interaksi yang beragam dan ion klorida akan
berinteraksi dengan seluruh ion natriumnya.
Kristal Kovalen
Atomatom penyusun kristal kovalen secara berulang terikat melalui suatu ikatan kovalen
membentuk suatu kristal dengan struktur yang mirip dengan polimer atau molekul
raksasa. Contoh kristal kovalen adalah intan dan silikon dioksida (SiO2) atau kuarsa.
Intan memiliki sifat kekerasan yang berasal dari terbentuknya ikatan kovalen orbital atom
karbon hibrida sp3.
Kristal Molekular
Pada umumnya, kristal terbentuk dari sutau jenis ikatan kimia antara atom atau ion.
Namun, pada kasus kristal molekular, kristal terbentuk tanpa bantuan ikatan, tetapi
melalui interaksi lemah antara molekulnya. Salah satu contoh dari kristal molekular
adalah kristal iodine
Penyusunan Keramik
Pada umumnya kristal menyusun partikel-partikelnya serapat mungkin sehingga sering
disebut sebagai struktur terjejal. Penyusunan yang paling sederhana adalah kubus sederhana
(simple cubic packing). Setiap atom bersentuhan dengan empat atom lainnya di setiap sisi dan
dua atom lain yang terletak di bawah dan di atasnya sehingga dapat dikatakan setiap atom
memiliki enam atom tetangga.
Kubus sederhana tidaklah terlalu padat dan hanya dikenal untuk penyusunan struktur
polonium dan beberapa struktur ionik. Oleh karena itu, ada alternatif penyusunan dimana lapisan
kedua dari atom ditempatkan di atas lubang-lubang lapisan pertama dan lapisan ketiga
ditempatkan tepat di atas lubang lapisan kedua. Cara penyusunan ini disebut kubus berpusat
badan (body centered cubic).Setiap atom bersentuhan dengan empat atom di atas dan empat atom
di bawahnya sehingga kubus berpusat badan memiliki delapan bilangan koordinasi.
Dua kemungkinan lainnya dalam penyusunan padatan adalah berdasarkan pada
penyusunan heksagonal pada setiap lapisan. Setiap atom pada susunan ini dikelilingi oleh enam
atom tetangga dan lubanglubang yang terbentuk menjadi lebih dekat satu sama lainnya
dibandingkan dengan susunan kubus. Ketika lapisan heksagonal kedua ditempatkan di atas
lapisan pertama, sangat tidak mungkin lubang lapisan pertama dapat tertutupi secara
keseluruhan, tetapi hanya setengah dari lubang tersebut yang dapat tertutupi. Jika lapisan ketiga
ditempatkan di atas lubang pada lapisan kedua dengan pola susunan yang sama dengan lapisan
pertama dan lapisan keempat memiliki pola yang sama dengan lapisan kedua, maka susunan ini
dikenal pula dengan nama susunan abab.
Penataan heksagonal lainnya adalah menempatkan lapisan ketiga di atas lubang pada
lapisan pertama dan lapisan kedua. Selanjutnya lapisan keempat mengikuti pola yang sama
dengan lapisan pertama. Pola ini dikenal dengan susuna abcabc dan diaplikasikan dalam cubic
closepacked (ccp) atau facecentered cubic (fcc). Kedua susunan heksagonal ini memiliki 12
bilangan koordinasi.
SIFAT-SIFAT KERAMIK
Struktur kristal keramik (terdiri dari berbagai ukuran atom yang berbeda atau minimal
terdiri dari 2 jenis unsur) merupakan salah satu yang paling kompleks dari semua struktur bahan.
Ikatan antara atom-atom ini umumnya ikatan kovalen (berbagi elektron, sehingga ikatan ini kuat)
atau ion (terutama ikatanantara ion bermuatan, sehingga ikatan ini kuat). Ikatan ini jauh lebih
kuat daripada ikatan logam. Akibatnya, sifat-sifat seperti kekerasan dan ketahanan panas dan
listrik secara signifikan lebih tinggi keramik dari pada logam.
Keramik dapat berikatan kristal tunggal ataudalam bentuk polikristalin. Ukuran butir
mempunyai pengaruh besar terhadap kekuatan dan sifat-sifat keramik; ukuran butir yang halus
(sehingga dikatakan keramik halus), semakin tinggi kekuatan dan ketangguhannya.
Kebanyakan bahan pembentuk keramik memiliki ikatan ion, ikatan kovalen dan
ikatanantara. Sebagai missal, bagian ikatan ion dalam sistem Mg-O, Al-O, Zn-O dan Si-O dapat
dikatakan masing-masing 70%, 60%, 60% dan 50%. Yang sangat menarik adalah bahwa pada
ReO3,V2O3 dan TiO, yang merupakan oksida dan tidak pernah menunjukkan sifat liat
ataudapat di deformasikan, tetapi memiliki hantaran listrik yang relatif dapat disamakan
dengan logam biasa. Dalam Kristal yang rumit, berbagai macam atom berperan dan ikatannya
merupakan ikatan campuran dalam banyak hal. Struktur Kristal demikian dapat dimengerti
apabila mengingat bahwa Kristal tersusun oleh kombinasi dari polyhedron koordinasi, dimana
satuan kecil dari kation dikelilingi oleh beberapa anion. Salah satu contoh adalah silikat yang
merupakan bahan baku penting bagi keramik.
Sifat-sifat keramik
Secara umum kramik merupakan paduan antara logam dan non logam , senyawa paduan
tersebut memiliki ikatan ionik dan ikatan kovalen . untuk lebih jelasnya mengenai sifat-sifat
kramik berikut ini akan dijelaskan lebih detail.
a. Sifat Mekanik
Keramik merupakan material yang kuat, keras dan juga tahan korosi. Selain itu
keramik memiliki kerapatan yang rendah dan juga titik lelehnya yang tinggi.
Keterbatasan utama keramik adalah kerapuhannya, yakni kecenderungan untuk patah
tiba-tiba dengan deformasi plastik yang sedikit. Di dalam keramik, karena kombinasi dari
ikatan ion dan kovalen, partikel-partikelnya tidak mudah bergeser.
Faktor rapuh terjadi bila pembentukan dan propagasi keretakan yang
cepat.Dalam padatan kristalin, retakan tumbuh melalui butiran (trans granular) dan
sepanjang bidang cleavage (keretakan) dalam kristalnya. Permukaan tempat putusyang
dihasilkan mungkin memiliki tekstur yang penuh butiran atau kasar. Material yang amorf
tidak memiliki butiran dan bidang kristal yang teratur, sehingga permukaan putus
kemungkinan besar terjadi. Kekuatan tekan penting untuk keramik yang digunakan untuk
struktur seperti bangunan. Kekuatan tekan keramik biasanya lebih besar dari kekuatan
tariknya. Untuk memperbaiki sifat ini biasanya keramik di-pretekan dalam keadaan
tertekan
b. Sifat Termal
Sifat termal bahan keramik adalah kapasitas panas, koefisien ekspansitermal, dan
konduktivitas termal. Kapasitas panas bahan adalah kemampuan bahan untuk
mengabsorbsi panas dari lingkungan. Panas yang diserap disimpan olehpadatan antara
lain dalam bentuk vibrasi (getaran) atom/ion penyusun padatantersebut.
Keramik biasanya memiliki ikatan yang kuat dan atom-atom yang ringan.
Jadigetaran-getaran atom-atomnya akan berfrekuensi tinggi dan karena ikatannya kuat
maka getaran yang besar tidak akan menimbulkan gangguan yang terlalu banyak padakisi
kristalnya.
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.
c. Sifat elektrik
Sifat listrik bahan keramik sangat bervariasi. Keramik dikenal sangat baik sebagai
solator. Beberapa isolator keramik (seperti BaTiO 3) dapat dipolarisasi dan digunakan
ebagai kapasitor. Keramik lain menghantarkan elektron bila energi ambangnya
dicapai, dan oleh karena itu disebut semikonduktor. Tahun 1986, keramik jenis baru,
yakni superkonduktor temperatur kritis tinggi ditemukan. Bahan jenis ini di bawah suhu
kritisnya memiliki hambatan = 0. Akhirnya, keramik yang disebut sebagai
piezoelektrik dapat menghasilkan respons listrik akibat tekanan mekanik atau
sebaliknya.
Elektron valensi dalam keramik tidak berada di pita konduksi,sehingga sebagian
besar keramik adalah isolator. Namun, konduktivitas keramik dapat ditingkatkan dengan
memberikan ketakmurnian. Energi termal juga akanmempromosikan elektron ke pita
konduksi, sehingga dalam keramik, konduktivitasmeningkat (hambatan menurun) dengan
kenaikan suhu.
Beberapa keramik memiliki sifat piezoelektrik, atau kelistrikan tekan. Sifat ini merupakan bagian
bahan “canggih” yang sering digunakan sebagai sensor. Dalambahan piezoelektrik, penerapan
gaya atau tekanan dipermukaannya akan menginduksipolarisasi dan akan terjadi medan listrik,
jadi bahan tersebut mengubah tekananmekanis menjadi tegangan listrik. Bahan piezoelektrik
digunakan untuk tranduser,yang ditemui pada mikrofon, dan sebagainya.
Dalam bahan keramik, muatan listrik dapat juga dihantarkan oleh ion-ion. Sifat ini dapat diubah-
ubah dengan merubah komposisi, dan merupakan dasar banyakaplikasi komersial, dari sensor zat
kimia sampai generator daya listrik skala besar.Salah satu teknologi yang paling prominen adalah
sel bahan bakar.
d. Sifat Optik
Bila cahaya mengenai suatu obyek cahaya dapat ditransmisikan, diabsorbsi,
ataudipantulkan. Bahan bervariasi dalam kemampuan untuk mentransmisikan cahaya,
danbiasanya dideskripsikan sebagai transparan, translusen, atau opaque. Material yang
transparan, seperti gelas,mentransmisikan cahaya dengan difus, seperti gelasterfrosted,
disebut bahan translusen. Batuan yang opaque tidak mentransmisikan cahaya.Dua
mekanisme penting interaksi cahaya dengan partikel dalam padatan adalahpolarisasi
elektronik dan transisi elektron antar tingkat energi. Polarisasi adalahdistorsi awan
elektron atom oleh medan listrik dari cahaya. Sebagai akibat polarisasi,sebagian energi
dikonversikan menjadi deformasi elastik (fonon), dan selanjutnya panas.
e. Sifat kimia
Salah satu sifat khas dari keramik adalah kestabilan kimia. Sifat kimia dari
permukaan keramik dapat dimanfaatkan secara positif. Karbon aktif, silika gel, zeolit,
dsb, mempunyai luas permukaan besar dan dipakai sebagai bahan pengabsorb. Kalau
oksida logam dipanaskan pada kira-kira 500 C, permukaannya menjadi bersifat asam atau
bersifat basa. Alumina g , zeolit, lempung asam atau S 2O 2 – TiO 2 demikian juga
berbagai oksida biner dipakai sebagai katalis, yang memanfaatkan aksi katalitik dari titik
bersifat asam dan basa pada permukaan.
f. 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.
Aplikasi Keramik dalam Teknik
Mengetahui struktur benda padat melalui pendekatan model-model yang ada akan
memudahkan seseorang untuk memprediksi sifat-sifat dari suatu jenis benda padat, bahkan
dengan memodifikasi komponen-komponen penyusun suatu zat padat sesuai dengan yang
diinginkan akan menghasilkan bahah-bahan yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang
kehidupan di antaranya adalah:
I.Ceramic Armor
Sejak perang dunia kedua berakhir, ancaman serangan militer mulai sedikit berkurang namun
ancaman dari teroris maupun organisasi 13elative yang ada mengalami peningkatan, dari fakta
itulah pasukan seperti kepolisian maupun militer diharuskan untuk beradaptasi dengan
meningkatnya serangan yang ada dengan meningkatkan pertahanan untuk menahan
meningkatnya firepower dari teroris maupun organisasi 13elative. Untuk menunjang hal tersebut
militer maupun pihak yang berwenang meningkatkan armor untuk kendaraan keramik maupun
untuk personal. Armor untuk kendaraan lapis baja digunakan untuk menahan Improved
Explosive Devices (IED’s) dan Explosively Formed Projectiles (EFP’s) yang sangat sering
dialami oleh pasukan-pasukan penjaga kedamaian PBB. Untuk personal, biasanya keramik
matriks composite digunakan sebagai bahan dasar dari rompi anti peluru yang berguna untuk
melindungi sebagian anggota badan dari pemakainya.
I.a. Keramik sebagai Proteksi Balistik pada Kendaraan Tempur
Kendaraan lapis baja diera perang dunia kedua banyak menggunakan high streng armor plate
steel. Namun, high strength armor plate steel memiliki kekurangan yang cukup mencolok yakni
berat dari armor plate steel yang memaksa mesin kendaraan bekerja lebih sedangkan pada
beberapa decade terakhir telah dikembangkan ceramic composites untuk menggantikan armor
plate steel, hal ini lebih dikarenakan ceramic composite memiliki berat jenis yang jauh lebih
rendah dan memiliki harga impak yang lebih tinggi akibat dari serat kompositnya.
penggunaan keramik material saat ini banyak menggunakan Alumina (Al2O3), Silicon Carbide
(SiC), dan Boron Carbide (BC). Yang kepentingannya tergantung jenis kendaraan, misalnya
untuk Alumina digunakan pada helicopter seperti MI-28 karena lebih ringan, sedangkatn Boron
Carbide lebih banyak digunakan untuk Main Battle Tank seperti Merkava IV milik Israel.
Seiring meningkatnya penggunaan keramik komposit sebagai proteksi balistik, beberapa material
seperti Silicon Nitride (SN), Titanium Boride (TiB2), Aluminium Nitride (AlN), SIALON
(Silicon Aluminium Oxynitride), Fibre-reinforced Ceramic, dan CMC.
Secara umum, proteksi balistik pada kendaraan tempur terdiri dari empat lapisan seperti Splinter
Foil, Keramik, Adhesive, dan backing. Pada sistem Armor Komposite biasanya secara teknik uji
coba maupun ekspektasi proyektil akan tegak lurus dengan lapisan armor agar dapat diperkirakan
seberapa besar lapisan-lapisan tersebut dapat menahan laju dari proyektil yang diarahkan.
Mekanisme Penetrasi dari proyektil merupakan salah satu cara mengurangi energi dari proyektil
tersebut dengan menyebarkan energi merata ke permukaan pada lapisan armor. Saat proyektil
menabrak permukaan dari keramik, akan terjadi pengurangan secara signifikan energi kinetic
dari proyektik tanpa adanya penetrasi lebih lanjut pada keramik hal ini diakibatkan adanya efek
dwell. Pada saat hal itu terjadi keramik akan mengalami deformasi ductile yang sangat besar
yang memanfaatkan energi dari proyektil kemudian energi yang masih tersisa selanjutnya akn
diserap oleh backling.
Gambar 1. Armor Kendaraan Lapis Baja
Pemilihan Material merupakan hal yang penting karena pemilihan material mempengaruhi sifat
mekanis itu sendiri. Sifat mekanis dari bahan keramik adalah pertimbangan terbesar tunggal
untuk efisiensi balistik tinggi. Keramik yang digunakan sebagai armor dapat ditunjukkan oleh
strukturmikronya dengan stabilitas ukuran butir tinggi dikombinasikan dengan homogenitas
tinggi. Meskipun penyelidikan ilmiah yang signifikan telah dilakukan, itu belum mungkin untuk
membangun hubungan yang tepat antara sifat keramik dan efisiensi balistik. Namun, tidak bisa
dibantah bahwa kekerasan tinggi dan kecepatan ultrasonic diperlukan untuk efisiensi balistik hal
ini terlihat dari tingkat kekerasan dari beberapa material yang telah digunakan sebagai armor
pada table dibawah.
Modulus elastisitas yang tinggi dan kepadatan energi tinggi adalah prasyarat untuk kecepatan
ultrasonic. Hal ini belum dipahami apa bagian kekuatan mekanik (tekanan, tikungan dan
ketahanan geser) dan bermain resistensi fraktur dalam kinerja keseluruhan dari keramik
dibandingkan dengan sifat-sifat lainnya dalam secara balistik.
Gambar 2. Reduksi Energi Proteksi
Tabel 1. Sifat Mekanik dari Keramik
II. Dye Sensitized Solar Cells
Sel surya dye-sensitized (DSSC) adalah jenis efisien film tipis sel fotovoltaik. Modern sel surya
dye-sensitized, atau sel Grätzel, didasarkan pada konsep diciptakan pada tahun 1988 oleh Brian
O’Regan dan Michael Grätzel, tapi konsep tanggal kembali ke 1960-an dan 70-an.
DSSCs mudah untuk memproduksi dengan teknik roll-pencetakan tradisional, dan semi-
transparan dan semi-fleksibel, yang memungkinkan berbagai manfaat yang tidak berlaku untuk
sistem fotovoltaik kaku.
Sebagian besar bahan yang digunakan adalah murah, namun beberapa bahan yang lebih mahal
yang diperlukan, seperti ruthenium dan platinum. Ada tantangan praktis yang signifikan yang
terlibat dalam merancang cairan elektrolit untuk DSSCs, yang harus mampu tetap dalam fase cair
dalam semua jenis kondisi cuaca.
Meskipun efisiensi konversi sel PV dye-sensitized lebih rendah dibandingkan beberapa sel tipis-
film lainnya, harga keramik untuk rasio kinerja cukup untuk membuat keramik pemain penting
di pasar surya, khususnya di photovoltaic bangunan-terpadu (BIPV) aplikasi.
II.1. Keuntungan DSSC
Keuntungan dari DSSCs tercantum di bawah ini:
DSSC adalah yang paling efisien generasi ketiga teknologi surya yang tersedia, menyerap
lebih banyak sinar matahari per luas permukaan dari panel surya berbasis silikon standar.
DSSCs merupakan pengganti yang menarik untuk teknologi saat ini dalam aplikasi
kepadatan rendah seperti atap kolektor surya, di mana bobot yang ringan dan ketahanan
mekanik dari sel dicetak adalah keuntungan kunci.
Ini mungkin tidak menarik untuk penyebaran skala besar di mana efisiensi tinggi, biaya
tinggi sel lebih cocok. Namun, bahkan meningkat di masa depan minimal dalam efisiensi
konversi DSSC dapat membuatnya cocok untuk beberapa aplikasi.
DSSCs bekerja bahkan dalam kondisi cahaya rendah seperti sinar matahari tidak
langsung dan langit mendung.
DSSC termasuk ekonomis, mudah untuk diproduksi dan dibangun dari bahan sumber
daya yang melimpah dan stabil.
Ketangguhan mekanik DSSC mengarah langsung ke efisiensi yang lebih tinggi pada
kisaran suhu. Biasanya, DSSCs dibangun hanya dengan konduktif plastik lapisan atas
tipis, membantu panas yang dipancarkan jauh lebih mudah dan karenanya beroperasi
pada suhu internal yang rendah.
II.2 DSSC Hari ini
Saat ini, Insinyur dari University of Pennsylvania dan Universitas Drexel menggunakan
pemodelan matematika dan nanoteknologi untuk merancang sel fotolistrik baru yang lebih tahan
lama, efisien dan ekonomis. Tim ini mengevaluasi panel surya dye-sensitized untuk
merampingkan proses transfer elektron di dalam panel surya sehingga efisien mengubah radiasi
menjadi listrik.
Saat ini, panel surya dye-sensitized mengkonversi sekitar 11 – 12% sinar matahari memukul
keramik menjadi listrik. Para peneliti berusaha untuk meningkatkan efisiensi dan membuatnya
sebanding dengan panel surya berbasis silikon.
Para peneliti mengantisipasi bahwa menambahkan nanotube karbon akan meningkatkan efisiensi
pengumpulan biaya keseluruhan sel surya jauh. Bagian selanjutnya dari penelitian ini ditujukan
Gambar 3. Mekanisme DSSC
untuk menggantikan larutan elektrolit, memisahkan elektroda dalam sel surya dengan bahan
polimer lebih efisien. Para peneliti percaya bahwa ini juga akan meningkatkan efisiensi sel surya.
Northwestern University peneliti telah melaporkan perangkat inovatif yang menghilangkan
korosif dan rawan kebocoran cairan elektrolit khas DSSCs. Bahan ilmuwan Robert Chang,
kimiawan Mercouri Kanatzidis, dan dua mahasiswa pascasarjana menggantikan cairan elektrolit
sel dye ‘dengan semikonduktor berbasis yodium yang solid. Desain ini benar-benar
meningkatkan kinerja sebagai semikonduktor caesium-timah-iodine yang berfungsi sebagai
pengganti cairan elektrolit juga membantu sel menyerap cahaya.
III.Ceramic Sensor
Sensor merupakan elemen kunci dalam berkembang pesatnya pengukuran, instrumentasi, dan
sistem otomatis. Kemajuan terbaru yang dibuat dalam meningkatkan kemampuan dalam sensor
serta menurunkan biaya mikroprosesor dan sirkuit-sirkuit interface yang semuanya telah
menghasilkan permintaan yang lebih tinggi untuk sensor. Fungsi dan beberapa material yang
berbeda telah diteliti, dan beberapa perangkat telah diletakkan di pasar atau telah menjadi bagian
dari instrumentasi yang canggih.
Di antara bahan-bahan ini, keramik fungsional telah memainkan peran utama karena
karakteristik intrinsik keramik, yaitu keramik lebih unggul dalam kekuatan mekanik dan
ketahanan kimia di lingkungan yang paling dan reproduksibilitas sifat listrik. Keramik juga telah
banyak digunakan untuk memenuhi beragam kebutuhan untuk perangkat sensor dan hasil yang
konsisten telah diperoleh di bidang sensor atmosfer seperti suhu, kelembaban, dan sensor gas.
Penyusuan masal keramik oleh suatu proses yang relatif sederhana yang terdiri dari bahan baku
pencampuran, membentuk bagian, dan sintering. Keramik ditandai oleh struktur keramik yang
unik terdiri dari butiran kristal, batas butir dan, ketika keramik berpori, dengan permukaan intra
dan inter-butiran pori-pori besar. Kedua kepadatan tinggi dan keramik berpori yang mudah
diproduksi dengan mengontrol kompak membentuk, dan kondisi sintering. Selanjutnya, pada
bahan keramik, larutan padat atau doping dapat dengan mudah dibentuk dan properti meningkat
relatif mudah untuk mendapatkan. Sensitive Ceramic Thick Film dapat diperoleh dengan layar
percetakan dan menembak teknik, sedangkan puttering, deposisi uap kimia, dan proses sol-gel
memungkinkan seseorang untuk menyimpan film keramik tipis pada substrat yang berbeda.
Pada Tabel I (Ceramic sensor) menunjukkan beberapa bahan keramik dengan properti sensor dan
fungsinya. Dalam keramik berpori, permukaan dan pori-pori terbuka cenderung untuk
mengumpulkan uap air dan gas melalui kimia dan adsorpsi fisik dan melalui kondensasi.
Terutama di keramik semikonduktor, sifat listrik sebagian besar terkait dengan ukuran butir dan
distribusi ukuran pori pori-pori terbuka. Pori perubahan konduktivitas permukaan dengan variasi
bahkan kecil dalam kelembaban atau dengan adsorpsi berbagai gas. Keramik Porositas
dikendalikan cocok untuk penginderaan atmosfer seperti kelembaban dan sensor gas.
Seperti disebutkan di atas, sensor kelembaban atau gas biasanya terkena kondisi atmosfer yang
mengandung berbagai komponen lainnya. Keramik cenderung kehilangan sifat sensitif yang
melekat selama penggunaan karena sejumlah proses fisik dan kimia yang rumit terjadi antara
komponen dan material. Upaya penelitian utama yang diarahkan pada pengembangan bahan
keramik sangat fungsional. Selain itu, sebagian keramik tidak tunggal fungsional tapi
Tabel 2. Keramik dan fungsi pada
multifungsi. Oleh karena itu, kunci keberhasilan dalam mengembangkan bahan fungsional
tunggal adalah teknologi yang tidak memiliki fungsi yang tidak diinginkan.
Tidak adanya selektivitas dianggap membatasi untuk mempekerjakan beberapa keramik sebagai
sensor. Teknologi elektronik hari ini membuat penuh penggunaan fungsi beberapa intrinsik dari
perangkat sensor dan multifungsi sekarang sedang dikembangkan. Perangkat ini dapat
melakukan berbagai fungsi dengan elemen tunggal. Sebagai contoh, di atmosfer-jenis sensor, ada
peningkatan permintaan untuk sensor multifungsi yang secara simultan dan independen dapat
mengukur kedua kelembaban dan gas lain, atau kelembaban dan suhu. Jadi, upaya untuk
membuat perangkat multifungsi diarahkan memanfaatkan aktif intrinsik beberapa fungsi bahan.
Dalam mengembangkan perangkat multifungsi, penting untuk membangun teknologi yang dapat
membedakan sinyal tanpa cross-talk, di tempat teknologi masking konvensional. Baru-baru ini,
teknologi sensor array melalui analisis multi-komponen telah dikembangkan. Teknik ini
memanfaatkan metode pengenalan pola di mana selektivitas dapat diperoleh dengan
membandingkan vektor sinyal diukur dengan vektor sesuai kelompok sensor, yang diperoleh
dengan kalibrasi independen.
Sensor tekanan, kimia dan gas akan memiliki rasio pertumbuhan tertinggi (sekitar 2,5) pada
tahun 2000. Peningkatan bidang penerapan teknologi sensor, di Eropa, akan menjadi
pembangunan pabrik dan teknologi proses, mobil dan kendaraan transportasi dan teknologi
konstruksi dan keselamatan. Kami telah mengembangkan sebuah sensor kelembaban
berdasarkan mikro berpori a-FeO3 dan prototipe kelembaban meter telah dipasang dan diuji.
Sensitivitas multifungsi dari-Fe203 kelembaban dan karbon monoksida sekarang sedang
digunakan untuk menghasilkan perangkat multifungsi mampu mendeteksi gas tersebut dalam
kondisi lingkungan. Dalam laporan ini, state-of-the-art keramik sensor kelembaban dibahas dan
hasil eksperimen meringkas upaya kita pada-FeO3 kelembaban dan sensitivitas CO disajikan.
IV. Keramik Refraktori
Refraktori atau batu tahan api adalah suatu material inorganik baik natural (langsung dari alam)
umumnya senyawa oksida, maupun sintetis, yang mampu mempertahankan sifat mekanis dan
kimianya terhadap beban temperatur diatas 15000C tanpa terjadi perubahan bentuk atau melebur.
Dengan demikian, salah satu syarat material refraktori adalah pada temperatur tinggi dan
berbagai kondisi material ini masih mampu mempertahankan bentuk dan mampu
mempertahankan kekuatan.
IV.1 Refraktori Semen Tahan Api ( Batu Tahan Api )
Batubata tahan api merupakan bentuk yang umum dari bahan refraktori. Bahan ini digunakan
secara luas dalam industri besi dan baja, metalurgi non-besi, industri kaca, kiln barang tembikar,
industri semen, dan masih banyak yang lainnya. Refraktori semen tahan api, seperti batu bata
tahan api, semen tahan api silika dan refraktori tanah liat alumunium dengan kandungan
silika (SiO2) yang bervariasi sampai mencapai 78 % dan kandungan Al2O3 sampai mencapai
44 %. Tabel 4.2. memperlihatkan bahwa titik leleh (PCE) batu bata tahan api berkurang
dengan meningkatnya bahan pencemar dan menurunkan Al2O3. Bahan ini seringkali
digunakan dalam tungku, kiln dan kompor sebab bahan tersebut tersedia banyak dan relatif tidak
mahal.
Jenis batu bata Persentase
SiO2
Persentase
Al2O3
Persentase
kandungan
lainnya
PCE oC
Super Duty 49-53 40-44 5-7 1745-1760
High Duty 50-80 35-40 5-9 1690-1745
Menengah 60-70 26-36 5-9 1640-1680
Jenis batu bata Persentase
SiO2
Persentase
Al2O3
Persentase
kandungan
lainnya
PCE oC
Super Duty 49-53 40-44 5-7 1745-1760
High Duty 50-80 35-40 5-9 1690-1745
Menengah 60-70 26-36 5-9 1640-1680
IV.2 Refraktori Alumina Tinggi
Refraktori silika alumina yang mengandung lebih dari 45 % alumina biasanya dikatakan
sebagai bahan-bahan alumina tinggi. Konsentrasi alumina berkisar dari 45 sampai 100 %.
Tabel 3. Batu Bata Refraktori
Penerapan refraktori alumina tinggi meliputi perapian dan batang as tungku hembus, kiln
keramik, kiln semen, tangki kaca dan wadah tempat melebur berbagai jenis logam.
IV.3 Batu Bata Silika
Batu bata silica merupakan suatu refraktori yang mengandung paling sedikit 93 % SiO2.
Bahan bakunya merupakan batu yang berkualitas. Batu bata silika berbagai kelas memiliki
penggunaan yang luas dalam tungku pelelehan besi dan baja dan industri kaca. Sebagai tambahan
terhadap refraktori jenis multi dengan titik fusi yang tinggi, sifat penting lainnya adalah
ketahanannya yang tinggi terhadap kejutan panas (spalling) dan kerefraktoriannya. Sifat batu
bata silika yang terkemuka adalah bahwa bahan ini tidak melunak pada beban tinggi sampai
titik fusi terdekati. Sifat ini sangat berlawanan dengan beberapa refraktori lainnya, contohnya
bahan silikat alumina, yang mulai berfusi dan retak pada suhu jauh lebih rendah dari suhu
fusinya. Keuntungan lainnya adalah tahanan flux dan stag, stabilitas volum dan tahanan spalling
tinggi.
IV.4 Magnesit
Refraktori magnesit merupakan bahan baku kimia, yang mengandung paling sedikit 85 %
magnesium oksida. Tersusun dari magnesit alami (MgCO3). Sifat-sifat refraktori magnesit
tergantung pada konsentrasi ikatan silikat pada suhu operasi. Magnesit kualitas bagus biasanya
dihasilkan dari perbandingan CaO-SiO2 yang kurang dari dua, dengan konsentrasi ferrit yang
minimum, terutama jika tungku yang dilapisi refraktori beroperasi pada kondisi oksidasi dan
reduksi. Perlawanan terak sangat tinggi terutama terhadap kapur dan terak yang kaya dengan
besi.
IV.5 Refraktori Khromit
Dibedakan menjadi dua jenis refraktori khromit antara lain :
Refraktori Khrom-magnesit, yang biasanya mengandung 15-35% Cr2O3 dan 42-50%
MgO. Senyawa-senayawa tersebut dibuat dengan kualitas yang bermacam- macam dan di-
gunakan untuk membentuk bagian-bagian kritis pada tungku bersuhu tinggi. Bahan terse-
but dapat tahan terhadap terak dan gas yang korosif dan memiliki sifat refaktori yang
tinggi.
Refraktori Magnesit-khromit, yang mengandung paling sedikit 60 % MgO dan 8-18
%Cr2 O3. Bahan tersebut cocok untuk pelayanan pada suhu paling tinggi dan untuk
kontak dengan terak/slag yang sangat dasar yang digunakan dalam peleburan baja. Mag-
nesit khromit biasanya memiliki tahanan spalling yang lebih baik daripada khrom- mag-
nesit.
IV.6 Refraktori Zirkonia
Zirkonium dioksida (ZrO2) merupakan bahan polymorphic. Penting untuk menstabilkan
bahan ini sebelum penggunaannya sebagai refraktori, yang dicapai dengan mencampurkan
sejumlah kecil kalsium, magnesium dan cerium oksida, dll. Sifatnya tergantung terutama pada
derajat stabilisasi, jumlah penstabil/stabiliser dan jumlah bahan baku orisinalnya. Refraktori
zirkonia memiliki kekuatan yang sangat tinggi pada suhu kamar, yang dicapai sampai suhu
setinggi 15000C. Oleh karenanya bahan tersebut berguna sebagai bahan konstruksi bersuhu
tinggi dalam tungku dan kiln.
Konduktivitas panas zirkonium dioksid lebih rendah dari kebanyakan refraktori oleh karena
itu bahan ini digunakan sebagai refraktori isolasi suhu tinggi. Zirkonia memperlihatkan
kehilangan panas yang sangat rendah dan tidak bereaksi dengan logam cair, dan terutama
berguna untuk pembuatan wadah tempat melebur logam pada refraktori dan tempat lainnya
untuk keperluan metalurgi. Tungku kaca menggunakan zirkonia sebab bahan ini tidak mudah
basah oleh kaca yang meleleh dan tidak mudah bereaksi dengan kaca.
IV.7 Refraktori Oksida (Alumina)
Bahan refraktori alumina yang terdiri dari alumunium oksida dengan sedikit kotoran dikenal
sebagai alumina murni. Alumina merupakan satu dari bahan kimia oksida yang dikenal paling
stabil. Bahan ini secara mekanis sangat kuat, tidak dapat larut dalam air, steam lewat jenuh, dan
hampir semua asam inorganik dan alkali. Sifatnya membuatnya cocok untuk pembentukan
wadah tempat melebur logam untuk fusi sodium karbonat, sodium hidroksida dan sodium
peroksida. Bahan ini memiliki tahanan tinggi dalam oksidasi dan reduksi pada kondisi atmosfir.
Alumina digunakan dalam industri dengan proses panas. Alumina yang sangat berpori digunakan
untuk melapisi tungku dengan suhu operasi sampai mencapai 1850oC.
IV.8 Monolitik
Refraktori monolitik adalah sebuah cetakan tunggal dalam pembentukan peralatan, seperti
sendok besar. Refraktori ini secara cepat menggantikan refraktori jenis kovensional dalam
banyak digunakan termasuk tungku-tungku industri. Keuntungan utama monolitik adalah:
Penghilangan sambungan yang merupakan titik kelemahan
Metoda penggunaannya lebih cepat
Tidak diperlukan keakhlian khusus untuk pemasangannya
Mudah dalam penanganan dan pengangkutan
Cakupan yang lebih baik untuk mengurangi waktu penghentian dalam perbaikan
Cakupannya sungguh mengurangi tempat penyimpanan dan menghilangkan bentuk
khusus
Penghematan panas
Tahanan spalling yang lebih baik
Stabilitas volum yang lebih besar
Penempatan monolitik menggunakan berbagai macam metoda, seperti ramming, penuangan,
gunniting, penyemprotan, dan sand slinging. Ramming memerlukan tool yang baik dan
kebanyakan digunakan pada penggunaan dingin dimana penggabungan bahan merupakan hal
yang penting. Dikarenakan semen kalsium aluminat merupakan bahan pengikat, maka bahan ini
harus disimpan secara benar untuk mencegah penyerapan kadar air. Kekuatannya mulai
berkurang setelah 6 sampai 12 bulan.
V. Ceramic Cutting Tools
Penggunaan material keramik pada cutting tools biasanya hanya digunakan sebagai coating
untuk memperkeras permukaan dari cutting tools, material keramik yang banyak digunakan
antara lain keramik dari alumina, Ceramic Matrix Composite, dan silicon nitridea. Hal ini
dikarenakan karena sifat dari material keramik memiliki kekerasan yang cukup tinggi sehingga
kemampuan dalam memotong material lain ikut meningkat, bukan serta merta alas an kekerasan
dari keramik melainkan alasan suhu operasional juga menjadi bahan pertimbangan penting untuk
keramik sebagai coating maupun sepenuhnya menggunakan keramik. Dapat dilihat bahwa
sebagai cutting tools keramik dibagi menjadi tiga, yaitu keramik oksida, keramik nitride, dan
Ceramic Matrix Composite.
Keramik oksida merupakan keramik yang memiliki Oksi didalam rumusnya (merupakan lapisan
pasif) yang memiliki kekerasan yang lebih tinggi daripada normal namun ductilitas yang rendah.
Keramik Nitride mempunyai ketangguhan yang tinggi dan digunakan untuk memotong besi
tuang yang berada dalam kondisi kasar. Sedangkan Ceramic Matrix Composite atau lebih sering
disingkat dengan CMC terdiri dari keramik dan material keras lain seperti titanium dan sementit
karbida. Terkadang penguatan dengan whiskers dilakukan untuk meningkatkan ketahanan aus
dan ketangguhan dalam kondisi panas.Whiskers yang ditambahkan biasanya SiC. Alumina yang
dikuatkan dengan SiC merupakan material tertangguh dan paling tahan panas mendadak di
antara material keramik berbasis oksida lain. Hal ini terjadi karena whiskers SiC mempunyai
kekuatan yang sangat tinggi.
Pengembangan yang dilakukan pada cutting tools berbasis keramik adalah menggunakan
komposisi baru berbasis serbuk keramik murni (biasanya Al2O3) dengan penguat whiskers
karbida SiC dan komposit matriks.Hal ini dapat meningkatkan kemampuan ceramic tools dan
memperlebar cakupan aplikasinya. Proses serbuk ini akan menghasilkan ukuran butir yang halus
sehingga ketahanan ausnya lebih tinggi dan pemotongan yang lebih halus.
VI. Keramik Otomotif
Pada aplikasi otomotif, keramik banyak digunakan seperti sebagai sensor, katalis gas
pembuangan, mesin yang menggunakan silikon nitrida, dan lain-lain. Selain itu, kontribusi
keramik untuk potensi di masa mendatang telah dipikirkan seperti sebagai sumber energi (fuel
cell), turbin gas keramik, kendaraan listrik, dan lain-lain.[12]Sifat-sifat keramik yang dibutuhkan
adalah keringanan material, stabilitas termal dan kimia pada suhu tinggi, kekuatan dan ketahanan
ausnya.[13]Berikut adalah penggunaan keramik pada beberapa aplikasi otomotif:
Knock sensor
Knock sensor merupakan material piezo-ceramic yang dapat memberikan sinyal getaran halus
yang dialami oleh material. Knock sensor membuat engnine beroperasi dengan kondisi yang
efisien.
Valve system
Silikon nitride banyak digunakan untuk sistem katup ini karena mempunyai ketahanan aus yang
sempurna sehingga cocok untuk penggunaan yang berulang-ulang dan meminimalisir seringnya
penggantian. Selain itu, material seperti karbon yang seperti intan (diamond-like carbon) dapat
merendahkan gaya friksi sehingga cocok untuk melapisi katup.
Sensor oksigen
Sensor oksigen dibutuhkan untuk mengetahui kehadiran oksigen yang terkait dengan rekasi gas-
gas mudah terbakar dengan NOx.Sensor oksigen ini terbuat dari zirconia yang dipasang di pipa
pembuangan.
Sumber tenaga
Contohnya seperti fuel cell yang terbuat dari elektroda Li-oksida atau serat karbon.
Penggunaan silicon nitride
Silikon nitride banyak digunakan untuk bagian dari kendaraan seperti plug pada mesin diesel,
plug panas pada mesin diesel, rocker arm pads, tappets untuk mesin diesel. Penggunaan keramik
pada plug pada mesin diesel menyebabkan permulaan mesin yan cepat, sedangkan pada plug
panas, keramik mengurangi suara berisik dan bahan bakar yang tidak terbakar. Pada rocker arm
pads dan tappets pada mesin diesel, keramik meningkatkan ketahanan aus.
VII. Ceramic Fuel Cells / SOFC
Fuel Cell mengubah tenaga gas seperti hydrogen, gas alam dan gas batubara melalui proses
elektrokimia langsung menjadi listrik. Efisiensinya tidak hanya sebatas oleh siklus karnot dari
mesin, dan hasil polusi dari fuel sel merupakan efek yang cukup kecil dari teknologi yang
didapatkan. Fuel Cell beroperasi seperti baterai, namun tidak dibutuhkan pengisian kembali, dan
terus menerus memproduksi power ketika disuplai dengan fuel dan oksidant.
Pengembangan Fuel sel sebagai sumber tenaga telah dilakukan selama bertahun-tahun. Awalnya
dikembangkan untuk keperluan NASA maupun aplikasi dibidang pertahanan. Namun, seiring
dengan meningkatnya kebutuhan akan efisiensi dan energy yang ramah lingkungan memaksa
fuel cell dikembangkan untuk keperluan sipil.
Keuntungan SOFC
Selain keuntungna dari fuel cell secara umum seperti ramah lingkungan, SOFC merupakan fuel
cell yang sangat flexible dan dapat beropersai pada multiple fuel contohnya carbon-based fuels.
Hal ini menghasilkan potensial rata-rata yang cukup tinggi dari fuel ke listrik sekitar 60% untuk
satu siklus lebih efisien.
SOFC Stack Design
Untuk mendapatkan output yang bagus, mengkombinasikan beberapa sel saat ini telah menjadi
pilihan, hal ini disebut sebagai fuel cell stack.
Gambar 4. Cara Kerja CFC
Gambar 5. SOFC Design
Top Related