Kompetensi dasar
3.3 Memahami prinsip pengolahan bahan non logam
4.3 Mengidentifikasi pengolahan bahan non logam
Materi
DASAR TEKNIK
2. Bahan non Logam
Adanya bahan non logam digunakan untuk pengganti bahan logam yang tidak tersedia titik berikut kaitannya dengan bahan non logam.
a. Keramik
Keramik sebagai bahan teknik tidak hanya meliputi bahan-bahan yang terbuat dari tanah liat atau sebangsanya. Keramik sebagai bahan teknik terdiri dari berbagai fase yang masing-masing merupakan senyawa dari logam dan nonlogam. Kebanyakan keramik adalah kristalin sebagaimana halnya logam. Hanya saja ikatan antar atom pada keramik biasanya adalah ikatan kovalen atau ikatan ionik dan karenanya keramik biasanya sangat stabil.
Beberapa keramik yang mempunyai arti penting sebagai bahan teknik, antara lain:
1) Refractory Batu Tahan Api
Batu tahan api merupakan bahan yang sangat diperlukan bagi industri-industri yang bekerja menggunakan temperatur tinggi. Batu tahan api mempunyai sifat tahan terhadap temperatur tinggi, tetap stabil/tidak berubah walaupun pada temperatur tinggi, mempunyai konduktivitas panas yang rendah (menghambat perambatan panas), kuat keras tetapi getas. Dari sifat kimianya, batu tahan api dapat dibagi menjadi:
a) Batu tahan api asam (acid refractories), biasanya terdiri terbuat dari quartz. Kuarsit mengandung banyak silika (SiO2). Titik pinggir-pinggir lebur bata tahan api jenis ini antara 1690 derajat Celcius sampai 1730 derajat Celsius dan mulai melunak pada 1550 derajat Celcius. Digunakan biasanya pada converter Bessemer dan dapur lain yang menggunakan acid lining.
b) Batu tahan api basa (basic refractories), banyak mengandung magnesia(MGO) Dibuat dari dolomite atau magnesium. Batu tahan api dolomit dapat tahan 1800-1900 derajat Celcius, batu tahan api magnesit dapat tahan sampai 2000 derajat Celcius.
c) batu tahan api netral(neutral refractories) banyak mengandung alumina (Al2O3) dan silika (SiO2) terbuat dari kaolinit, dapat tahan suhu 1600 sampai 1670 derajat Celsius.
Selain itu, batu tahan api juga sering dinamakan menurut kandungan senyawa yang paling dominan, misalnya ada batu tahan api silika, alumina, magnesit, dan chromit
2) Gelas (Kaca)
Kaca banyak dipakai karena sifat-sifatnya yang transparan, non-toxic, inert (tidak bereaksi dengan berbagai bahan kimia), tidak mengakibatkan kontaminasi dan cukup kuat/keras. Kaca dibuat dari campuran berbagai oksida. Pada umumnya kaca adalah non kristalin/amorph, atom/molekulnya tidak tersusun menurut suatu pola tertentu seperti halnya logam, tetapi berupa suatu network tiga dimensi yang acak. Sebagian dari oksida itu berfungsi sebagai glass former yaitu yang membentuk network dari kaca. Sebagian berfungsi sebagai modifier biasanya akan memperlemah ikatan pada network sehingga menurunkan titik leburnya. Ada juga yang berfungsi sebagai intermediates.
Sebagai gelas former biasanya adalah SiO2, di samping itu ada juga beberapa oksida lain yang dapat dipakai, misalnya P2O5, B2O3, As2O3, Sb2 dan GeO2.
3) Abrasives
Abrasive adalah bahan yang digunakan untuk menghaluskan permukaan bahan lain dengan cara menggosokkan bahan abrasive ke permukaan yang akan dihaluskan, sehingga terjadi pengikisan. Bahan abrasive digunakan untuk membuat gerinda, kertas gosok atau serbuk/pasta polishing.
Bahan abrasives terbuat dari berbagai oksida dan karbida yang sangat keras, sehingga alumina, silica, silicon carbide, tungsten carbide dan lain-lain. Bahan-bahan ini dibuat menjadi bentuk "pasir" atau serbuk dengan berbagai ukuran, kemudian dengan menggunakan sedikit bahan perekat dibentuk menjadi batu gerinda atau dilapiskan pada kertas menjadi kertas gosok, dicampurkan pada pasta atau dibiarkan berupa serbuk. Bahan-bahan tersebut juga dapat dibentuk dengan cara sintering dibuat menjadi pahat potong seperti halnya carbide tips.
4) Cement (Semen)
Semen adalah semacam bahan perekat, berupa serbuk yang bila dicampurkan dengan air menjadi pasta dan setelah dibiarkan beberapa saat akan menjadi keras. Bahan yang dapat menjadikan keras ini memerlukan banyak air (hydraulic cement), misalnya Portland cement dan ada juga yang untuk menjadi keras tanpa memerlukan tambahan air biasanya kapur bubuk (Ca(OH)2) dan gips (CaSO4). Kapur bubuk dibuat dengan memanggang (calcining) batu kapur (CaCO3) pada temperatur sekitar 1000 derajat Celsius sehingga berrdekomposisi menjadi CaO (gamping). Dengan menyiramkan air pada CaO ini akan diperoleh CaOH2 berupa serbuk. Pada saat pemakaiannya, bubuk kapur ini dicampur dengan pasir dan air menjadi pasta dan fakta ini akan mengeras karena terjadinya reaksi CO2 dari udara, terbentuk CaCO3 dan air.
Semen yang banyak dipakai adalah Portland cement yang banyak digunakan untuk membuat beton dan perekat bahan bangunan. Portland cement dibuat dari batu kapur dan tanah liat yang kemudian dihaluskan lalu dibakar. Pembakaran didalam kilang putar (rotary klin) ini menyebabkan bahan-bahan tadi berdifusi dan menjadi clinker yang keluar dari kilang berbentuk bola bola. Clinker ini dicampur dengan sejumlah gips lalu dihancurkan lagi menjadi serbuk yang halus.
b. Plastik ( Polimer)
Padanya dasarnya plastik meliputi sekelompok bahan yang mempunyai molekul besar yang terdiri dari gabungan molekul-molekul yang lebih kecil. Sebagian besar adalah senyawa organik terdiri dari karbon hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Plastik mempunyai beberapa sifat yang khas yaitu:
1) Ringan, berat jenis 1,2-1,6 logam(paling ringan MG = 1,75).
2) Penyekat panas dan listrik yang baik.
3) Surface finish yang baik dapat diperoleh langsung dari ciptakan.
4) Dapat diperoleh dalam berbagai warna atau transparan.
5) Kekuatan lebih rendah daripada logam, juga impact strength-nya.
6) Tidak cocok digunakan pada temperatur yang tinggi.
7) Stabilitas kurang baik, terutama pada kondisi basah.
c. Composite
Composite Material dapat didefinisikan sebagai suatu kombinasi dari dua bahan atau lebih yang sifatnya sangat berbeda dengan sifat masing-masing bahan asalnya. Dengan mengkombinasikan bahan-bahan tertentu, maka dapat diperoleh suatu bahan lain dengan sifat yang lebih baik dari masing-masing bahan asal karena dari masing-masing bahan diambil sifat baiknya. Kombinasi tersebut harus sedemikian rupa, sehingga akan saling menghilangkan sifat buruk dari bahan asalnya yang baik.
ada beberapa Composite Material yang dapat terjadi secara alamiah, misalnya saja kayu yang terdiri dari serat selulose yang berada dalam matriks lignin. Juga pada berbagai paduan logam, seperti lamel-lamel ferrite dan cementit (pearlit), paduan aluminium-tembaga dapat terjadi CuAl2 yang tersebar dalam matriks alpha. Composite materials dapat berupa kombinasi dari berbagai bahan logam dengan logam, logam dengan plastik, keramik dengan logam dan keramik dengan plastik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar