TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
TIN107 - Material Teknik
1
6623 - Taufiqur Rachman
h t t p://ta ufiqurrach man.webl og.e sa unggu l.ac.id
Materi #12
TIN107 – Material Teknik
Definisi Keramik http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
2
6623 - Taufiqur Rachman
Sebuah klasifikasi dari material yang berbahan dasar tanah liat (clays), pasir (sands) dan feldspar. Tanah liat (clays) mengandung beberapa hal sebagai berikut: Silikon & Aluminium sebagai silikat Senyawa potassium Senyawa magnesium Senyawa calcium Pasir mengadung Silica dan Feldspar atau Aluminium Potassium Silicate.
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
1
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Klasifikasi Keramik http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
3
Material Keramik 6623 - Taufiqur Rachman
Glasses Clay Products Refractories Abrasive
Cements Advance Ceramics TIN107 - Material Teknik
Optik, wadah/alat rumah tangga Keramik putih, struktur rangka Bata untuk tungku (temp. tinggi) Ampelas, alat potong dan penghalus (poles) Komposit, rangka struktur
Bearing, sensor Materi #12
Perbandingan Logam & Keramik (1) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
4
6623 - Taufiqur Rachman
Logam
Keramik
Struktur kristal
Struktur kristal
Jumlah elektron bebas banyak
Elektron tidak bebas (captive)
Ikatan logam
Ikatan ionik/kovalen
Daya hantar listrik baik
Daya hantar listrik buruk
Ukuran atom seragam
Ukuran atom berbeda
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
2
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Perbandingan Logam & Keramik (2) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
5
6623 - Taufiqur Rachman
Logam
Keramik
Tidak tembus cahaya
Tembus cahaya pada bagian tipis
Kekuatan tarik tinggi
Kekuatan tarik rendah
Tegangan geser rendah
Tegangan geser tinggi
Keuletan baik
Keuletan rendah (rapuh)
Memiliki alur plastis
Tidak memiliki alur plastis
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Perbandingan Logam & Keramik (3) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
6
6623 - Taufiqur Rachman
Logam
Keramik
Memiliki tegangan kejut
Tegangan kejut rendah
Berat relatif tinggi
Beratnya rendah
Kekerasan sedang
Kekerasan tinggi (ekstrim)
Tidak berpori
Berpori tinggi
Kepadatan tinggi
Kepadatan rendah
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
3
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Keramik Clay http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
7
Terbuat dari tanah liat alami dan campuran tanah liat dengan menambahkan keramik kristal. Contoh: Keramik putih (Whitewares). Produk struktur tanah liat. Keramik dengan pembakaran (Refractory).
6623 - Taufiqur Rachman
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Whitewares (Keramik Putih) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
8
6623 - Taufiqur Rachman
Barang tembikar. Keramik lantai dan dinding. Perangkat pembersih (sanitary). Porselen/keramik untuk listrik.
Keramik untuk hiasan.
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
4
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Pengecoran Slip (Slip Casting) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
9
Merakit cetakan
Membuang residu
Proses
6623 - Taufiqur Rachman
Sintering dan
Serving
Menuangkan slip ke dalam cetakan TIN107 - Material Teknik
Memangkas
Memindahkan cetakan
Materi #12
Refractories (1) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
10
6623 - Taufiqur Rachman
Batu bata pembakaran (firebricks) untuk tungku dan oven. Mengandung Silicon atau Aluminium Oxide yang tinggi. Produk batu bata ini digunakan dalam pabrik untuk besi dan baja, logam non-ferrous, kaca, semen, keramik, konversi energi, perminyakan, dan industri kimia. Digunakan untuk memberikan perlindungan panas dari bahan lain pada aplikasi temperatur yang sangat tinggi, seperti pembuatan baja (Tm=1500°C), proses pengecoran logam, dll.
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
5
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Refractories (2) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
11
6623 - Taufiqur Rachman
Biasanya terdiri dari alumina (Tm=2050°C) dan silika bersama dengan oksida lainnya: MgO (Tm=2850°C), Fe2O3, TiO2, dll, dan memiliki porositas yang intrinsik, biasanya lebih besar dari 10% volumenya.
TIN107 - Material Teknik
Selaian itu, khusus untuk refractories, BeO, ZrO2, mullite, SiC, dan graphite yang memiliki porositas rendah juga digunakan.
Materi #12
Amorphous Ceramics (Glasses) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
12
6623 - Taufiqur Rachman
Kandungan utamanya adalah Silica (SiO2). Jika didinginkan sangat lambat akan membentuk struktur kristal. Jika didinginkan lebih cepat akan membentuk struktur amorf (amorphous) yang terdiri dari rantai tidak teratur dan berhubungan dari atom Silicon dan Oksigen. Hal ini menyebabkannya menjadi transparan, karena batas-batas kristal menghamburkan cahaya, menyebabkan refleksi. Jenis ini dapat di temper untuk meningkatkan ketangguhan dan ketahanan terhadap retak.
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
6
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Tipe Keramik Kaca (Glass) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
6623 - Taufiqur Rachman
13
Secara umum terdapat 3 (Tiga) jenis dari kaca: Kaca soda-kapur (Soda-lime glass) Sekitar 95% dari semua jenis kaca, jendela, kontainer (wadah), dll. Kaca timbal (Lead glass) Berisi oksida timbal untuk meningkatkan indeks bias. Borosilicate Berisi oksida boron (boron oxide), yang dikenal sebagai Pyrex. TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Contoh Keramik Kaca (Glasses) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
6623 - Taufiqur Rachman
14
Kaca datar (flat glass) ► jendela.
Kaca untuk wadah (container glass) ► botol.
Kaca tekan dan tiup (pressed and blown glass) ► alat makan, seperti: piring, gelas, dll. Kaca serat (glass fibres) ► penyekat rumah. Kaca khusus (advanced/specialty glass) ► serat optik, yang berhubungan dengan optik.
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
7
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Gambar Keramik Kaca (Glasses) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
6623 - Taufiqur Rachman
15
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Gambar Contoh Kaca Stuktur http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
6623 - Taufiqur Rachman
16
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
8
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Gambar Contoh Kaca http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
17
Kaca Dengan Timbal (Leaded Glass)
6623 - Taufiqur Rachman
Kaca Lapis Baja (Armoured Glass)
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Proses Kaca Tekan (Pressed Glass) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
6623 - Taufiqur Rachman
18
Gob
Gob yang lunak di
mengendap dan plunger turun
masukkan ke dalam cetakan
Penekanan bentuk akhir TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Produk jadi Materi #12
9
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Cetakan Tiup (Blow Molding) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
6623 - Taufiqur Rachman
19
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Proses Kaca Datar (Plate Glass) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
6623 - Taufiqur Rachman
20
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
10
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Kaca Temper (Tempered Glass) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
21
6623 - Taufiqur Rachman
Kekuatan kaca dapat ditingkatkan dengan menginduksi tekanan tegangan sisa pada permukaan.
Goresan kecil
Permukaan tetap dalam kompresi yang menutup goresan kecil dan retak.
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Proses Pengerasan (Hardening) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
22
Tempering
Kaca dipanaskan di atas suhu Tg tetapi di bawah titik pelunakan. Didinginkan sampai suhu kamar dengan udara atau minyak. Permukaan mendingin hingga di bawah suhu Tg sebelum interior (lapisan dalam). Ketika mendinginkan dan mengkontraksi interior , hal tersebut menarik eksterior (lapisan luar) ke kompresi. Penguatan Kimia (Chemical Hardening) Kation dengan jari-jari ionik yang besar menyebar ke permukaan. Hal ini membuat "kisi (lattice)“ menginduksi tegangan dan tekanan.
6623 - Taufiqur Rachman
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
11
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Kristal Keramik http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
23
6623 - Taufiqur Rachman
Isolator listrik yang baik dan refractories (mampu dibakar). Oksida Magnesium (Magnesium Oxide) digunakan sebagai bahan isolasi di elemen pemanas dan kabel. Oksida Aluminium (Aluminium Oxide). Oksida Berilium (Beryllium Oxides). Karbida Boron (Boron Carbide). Karbida Tungsten (Tungsten Carbide). Digunakan sebagai ampelas dan tips alat pemotong.
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Abrasives http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
24
6623 - Taufiqur Rachman
Alami/Natural (garnet, berlian, dll). Sintetis (karbida silicon/silicon carbide, berlian, leburan alumina, dll) digunakan untuk penggilingan (grinding), pemotongan (cutting), pemolesan (polishing), lapping, atau bahan tekanan peledakan (blasting).
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
12
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Semen (Cements) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
25
6623 - Taufiqur Rachman
Banyak digunakan untuk: jalan beton, jembatan, bangunan, bendungan, dll.
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Advanced Ceramics .....(1) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
26
6623 - Taufiqur Rachman
Material advanced ceramic telah dikembangkan selama setengah abad terakhir Diterapkan sebagai lapisan penghalang panas untuk melindungi struktur logam, permukaan peralatan, atau sebagai komponen integral sendiri. Aplikasi mesin sangat umum untuk jenis bahan yang mencakup silikon nitrida/silicon nitride (Si3N4), silikon karbida/silicon carbide (SiC), Zirkonia/Zirconia (ZrO2) dan Alumina (Al2O3). Ketahanan panas dan sifat yang diinginkan lainnya telah mengarah pada pengembangan metode untuk menguatkan material melalui penguatan dengan serat dan serabut (whiskers), membuka lebih banyak aplikasi untuk keramik.
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
13
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Advanced Ceramics .....(2) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
27
6623 - Taufiqur Rachman
Struktur rangka: biokeramik, alat pemotong, komponen mesin, lapis baja. Listrik: kapasitor, insulators, paket sirkuit terpadu (integrated circuit packages), piezoelectrics, magnet dan superkonduktor. Lapisan: komponen mesin, alat pemotong, dan bagian komponen industri. Kimia dan lingkungan: filter (saringan), membran, katalis, dan katalis pendukung.
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Komponen Mesin Dari Keramik .....(1) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
28
Roda Gigi (Alumina)
6623 - Taufiqur Rachman
Rotor/kipas (Alumina)
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
14
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Komponen Mesin Dari Keramik .....(2) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
29
Turbocharger 6623 - Taufiqur Rachman
Rem Cakram
Rotor/kipas dari keramik (Ceramic Rotor) TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Silicon Carbide http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
30
6623 - Taufiqur Rachman
Gambar komponen otomotif dari Silicon Carbide
Dipilih untuk ketahanan panas dan aus
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
15
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Keramik Lapis Baja (Armour) .....(1) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
31
6623 - Taufiqur Rachman
Sistem keramik lapis baja digunakan untuk melindungi personil dan peralatan militer. Keuntungan: kepadatan rendah dari material dapat menyebabkan efisiensi bobot sistem lapis baja. Bahan keramik yang umum digunakan dalam sistem lapis baja antara lain alumina, boron carbide, silicon carbide, dan titanium diboride. Bahan keramik terputus dan diapit antara keuletan kulit luar dan dalam. Kulit luar harus cukup keras untuk menghancurkan proyektil.
TIN107 - Material Teknik
Materi #12
Keramik Lapis Baja (Armour) .....(2) http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
32
6623 - Taufiqur Rachman
Sebagian besar energi benturan/kejut diserap oleh patahan/retakan dari keramik dan setiap energi kinetik yang tersisa diserap oleh kulit bagian dalam, yang juga berfungsi untuk menahan beberapa bagian keramik dan proyektil, sehingga mencegah dampak yang parah terhadap personil/peralatan yang dilindungi. Keramik alumina/sistem komposit kevlar sistem komposit dalam lembaran setebal sekitar 20mm digunakan untuk melindungi bidang utama pesawat Hercules (kokpit kru/instrumen dan pompa utama bahan bakar). Karena ringan, keramik memberikan solusi sistem lapis baja yang efisien dan mudah dipindahkan/diganti. Sistem serupa juga digunakan pada pengangkut personil (kendaraan) lapis baja.
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
16
TIN107 - Material Teknik
#12 - Keramik
Gabungan Keramik Lapis Baja http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
33
Ceramic–Discontinuous (Keramik yang terputus)
6623 - Taufiqur Rachman
Kulit luar yang keras
Personil dan Peralatan Proyektil TIN107 - Material Teknik
Kulit dalam yang ulet Materi #12
Daftar Referensi http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id
34
6623 - Taufiqur Rachman
http://www.virginia.edu www.materials.ac.uk www.engr.mun.ca
TIN107 - Material Teknik
6623 - Taufiqur Rachman
Materi #12
17
