MEGENAL ALUMINIUM : PERKEMBANGAN, PROSES, DAN PADUANNYAOleh : Bagas Pumbarino (4312100077)Pernahkah kamu memasak ? atau paling tidak melihat ibu kamu memasak ? tahukah kamu terbuat apakah alat-alat memasak seperti wajan, panic atau penggorengan ? ya, aluminium. mari kita bahas apa aluminium itu lebih dalam.Aluminium ialah logam paling berlimpah yang berjumlah sekitar 8% di permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon. Aluminium murni merupakan logam putih keperak-perakan sangat lunak, ringan, tidak magnetik, dan tidak mudah terpercik. Akan tetapi, karena Aluminium merupakan unsur yang sangat reaktif sehingga mudah teroksidasi. Karena sifat kereaktifannya maka Aluminium tidak ditemukan di alam dalam bentuk unsur melainkan dalam bentuk senyawa baik dalam bentuk oksida Alumina maupun Silikon.Sejak berabad lalu, aluminium telah memiliki arti penting dalam peradaban manusia. Orang yunani, romawi, dan cina menggunakan tanah liat aluminium untuk mebuat tembikar. Napoleon juga memiliki satu set peralatan makan yang terbuat dari aluminium untuk menjamu tamu-tamu terhormatnya.Pada tahun 1761, De Morveau mengusulkan nama alumine. Kemudian pada tahun 1808, Sir Humphry Davy berhasil menunjukkan eksistensi logam ini. Pada tahun 1825, seorang ahli fisika Denmark dan ahli kimia bernama Henry Christian Oersted, berhasil mensistesis aluminium murni. Oersted mereaksikan amalgam potasium dengan aluminium klorida anhidrat. Residu merkuri kemudian disuling untuk mendapatkan aluminium. Pada tahun 1827, Freidrich Wohler juga berhasil melakukan apa yang dicapai Oersted dengan metode yang berbeda.Mulai saat itu aluminium berhasil disintesis untuk tujuan komersial. Karena proses untuk mendapatkan aluminium murni masih amat sulit, pada saat itu aluminium lebih berharga dibanding emas. Aluminium terus menjadi logam yang sulit diperoleh hingga pada tahun 1886, dua ilmuwan muda, Charles Heroult dan Martin Hall mampu memperoleh aluminium dari aluminium oksida (alumina). Dan mulai saat itu aluminium mampu diproduksi massal dengan harga terjangkau untuk memenuhi berbagai kebutuhan manusia. Berikut beberapa aplikasi penggunaan aluminium.1. Di RumahAluminium digunakan untuk bingkai jendela, gagang pintu, dan untuk membuat berbagai peralatan di dapur. Logam ini juga digunakan sebagai peralatan makan serta pembungkus makanan terutama dalam bentuk aluminium foil. Bahkan aluminium juga digunakan sebagai penghilang kerut pakaian, berbagai barang-barang dekorasi rumah, hingga pagar.Aluminium digunakan pula untuk membuat tongkat golf, furniture indoor dan outdoor, lemari es, pemanggang roti, panci, ceret, dll.2. Alat TransportasiMode transportasi meliputi udara, air dan darat. Aluminium digunakan secara luas untuk membuat kapal. Kapal induk militer juga mengandung aluminium karena sifatnya yang ringan. Terdapat berbagai bagian mobil yang juga menggunakan logam ini, begitu pula alat transportasi lain seperti gerbong kereta api. Tidak ketinggalan, aluminium juga banyak terkandung pada badan pesawat terbang.3. MobilAluminium banyak digunakan dalam mobil. Aluminium untuk mobil memiliki sifat termal sekaligus estetika. Bagian-bagian mobil seperti pelek, blok mesin, komponen suspensi, dan transmisi terbuat dari aluminium. Bagian lain seperti dudukan karburator, gagang pintu, ornamen, dan logo mobil adalah bagian lain yang menggunakan aluminium.4. PengemasanKemasan adalah salah satu penggunaan paling umum dari aluminium. Minuman kaleng, tutup botol, foil, nampan, dll semuanya terbuat dari logam ini.5. KonstruksiAluminium banyak digunakan sebagai bahan konstruksi.Atap, casting, fabrikasi, pipa, tangki, batang aluminium, kawat, bingkai jendela, pagar, pegangan tangga merupakan bagian penting konstruksi yang menggunakan aluminium.

Bahkan dalam beberapa tahun terakhir aluminium menjadi logam yang paling sering digunakan setelah baja. alasan mengapa aluminium sering digunakan karena aluminium memiliki sifat dan karakter yang berbeda dengan logam lainnya. Berikut sifat dan kelebihan dari aluminium.1. RinganMassa jenis Aluminium pada suhu kamar (29oC) sekitar 2,7 gr/cm3.2. KuatAluminium memiliki daya renggang 8 kg/mm3, tetapi daya ini dapat berubah menjadi lebih kuat dua kali lipat apabila Aluminium tersebut dikenakan proses pencairan atau roling. Aluminium juga menjadi lebih kuat dengan ditambahkan unsur-unsur lain seperti Mg, Zn, Mn, Si.3. Tahan KorosiAluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadapkomponen udara sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan dalam logamdari korosi. Aluminium mengalami korosi dengan membentuk lapisan oksida yang tipis dimana sangat keras dan pada lapisan ini dapat mencegah karat pada Aluminium yang berada di bawahnya. Dengan demikian logam Aluminium adalah logam yang mempunyai daya tahan korosi yang lebih baik dibandingkan dengan besi dan baja lainnya.4. Penghantar Listrik yang BaikAluminium adalah logam yang paling ekonomis sebagai penghantar listrik karena massa jenisnya dari massa jenis tembaga, dimana kapasitas arus dari Aluminium kira-kira dua kali lipat dari kapasitas arus pada tembaga.5. Antimagnetis6. ToksifitasAluminium adalah logam yang tidak beracun dan tidak berbau. Oleh karenanya aluminium digunakan sebagai alat masak7. Dapat digunakan kembaliAluminium dapat didaur ulang kembali tanpa mengalami sedikitpun kehilangan kualitas. Proses daur ulang tidak mengubah struktur aluminium, daur ulang terhadap aluminium dapatdilakukan berkali-kali. Aluminium mempunyai titik lebur yang rendah, oleh karena itu kita dapat memperoleh kembali logam Aluminium dari scrap.

Namun untuk mendapatkan Aluminium, dibutuhkan proses ekstraksi karena aluminium tidak dapat ditemukan bebas di alam . Dibandingkan dengan logam lain, proses ekstraksi aluminium dari batuannya memerlukan energi yang tinggi untuk mereduksi Al2O3. Proses reduksi ini tidak semudah mereduksi besi dengan menggunakan batu bara, karena aluminium merupakan reduktor yang lebih kuat dari karbon.Proses produksi aluminium terbagi menjadi 3 tahap, yakni proses penambangan, pemurnian dan peleburan.pengambilan bahan tambang yang mengandung aluminium, contoh bauksit. Selanjutnya, bauksit tersebut mengalami proses permurnian.Proses pemurnian Aluminium menggunakan metode Bayer sehingga sering disebut proses bayer. Apa itu proses bayer Bayer ? proses Bayer adalah sarana utama industry pemurnian untuk menghasilkan alumina. Caranya adalah dengan melarutkan bauksit ke dalam larutan Natrium Hidroksida (NaOH).Setelah menghasilkan Alumina. Selanjutnya adalah proses peleburan atau istilah yang sering dipakai adalah proses Hall-Herolt. Proses Hall-Heroult dimulai dengan melarutkan alumina dengan lelehan Na3AlF6, atau yang biasa disebut cryolite. Larutan lalu dielektrolisis dan akan mengakibatkan aluminium cair menempel pada anoda, sementara oksigen dari alumina akan teroksidasi bersama anoda yang terbuat dari karbon, membentuk karbon dioksida. Aluminium cair memiliki massa jenis yang lebih ringan dari pada larutan alumina, sehingga pemisahan dapat dilakukan dengan mudah.Aluminium murni 100% tidak memiliki kandungan unsur apapun selain aluminium itu sendiri, namun aluminium murni yang dijual di pasaran tidak pernah mengandung 100% aluminium, melainkan selalu ada pengotor yangterkandung di dalamnya. Pengotor yang mungkin berada di dalam aluminiummurni biasanya adalah gelembung gas di dalam yang masuk akibat proses peleburan dan pendinginan/pengecoran yang tidak sempurna, material cetakanakibat kualitas cetakan yang tidak baik, atau pengotor lainnya akibat kualitas bahan baku yang tidak baik (misalnya pada proses daur ulang aluminium).Umumnya, aluminium murni yang dijual di pasaran adalah aluminium murni 99%, misalnya aluminium foil.Selain Aluminium murni, aluminium juga sering dikombinasikan dengan beberapa logam lainnya membentuk paduan. Paduan aluminium membuat zat baru yang memiliki kegunaan yang luar biasa. Paduan tersebut diantaranya :1. Paduan Aluminium-SilikonPaduan aluminium dengan silikon hingga 15% akan memberikan kekerasan dan kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 MPa pada aluminium paduan yang dihasilkan pada perlakuan panas. Jika konsentrasi silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan logam akan meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.2. Paduan Aluminium-MagnesiumKeberadaan magnesium hingga 15,35% dapat menurunkan titik lebur logam paduan yang cukup drastis, dari 660 oC hingga 450 oC. Namun, hal ini tidak menjadikan aluminium paduan dapat ditempa menggunakan panas dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu di atas 60 oC. Keberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan mengalami failure pada temperatur tersebut.3. Paduan Aluminium-TembagaPaduan aluminium-tembaga juga menghasilkan sifat yang keras dan kuat, namun rapuh. Umumnya, untuk kepentingan penempaan, paduan tidak boleh memiliki konsentrasi tembaga di atas 5,6% karena akan membentuk senyawa CuAl2 dalam logam yang menjadikan logam rapuh.4. Paduan Aluminium-ManganPenambahan mangan memiliki akan berefek pada sifat dapat dilakukan pengerasan tegangan dengan mudah (work-hardening) sehingga didapatkan logam paduan dengan kekuatan tensil yang tinggi namun tidak terlalu rapuh. Selain itu, penambahan mangan akan meningkatkan titik lebur paduan aluminium.5. Paduan Aluminium-SengPaduan aluminium dengan seng merupakan paduan yang paling terkenal karena merupakan bahan pembuat badan dan sayap pesawat terbang. Paduan ini memiliki kekuatan tertinggi dibandingkan paduan lainnya, aluminium dengan 5,5% seng memiliki kekuatan tensil dibandingkan dengan kekuatan tensil yang dihasilkan paduan aluminium dengan 1% magnesium6. Paduan Aluminium-LithiumLithium menjadikan paduan aluminium mengalami pengurangan massa jenis dan peningkatan modulus elastisitas; hingga konsentrasi sebesar 4% lithium, setiap penambahan 1% lithium akan mengurangi massa jenis paduan sebanyak 3% dan peningkatan modulus elastisitas sebesar 5%. Namun aluminium-lithium tidak lagi diproduksi akibat tingkat reaktivitas lithium yang tinggi yang dapat meningkatkan biaya keselamatan kerja.7. Paduan Aluminium-SkandiumPenambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi pada paduan, baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada di lingkungan yang panas. Paduan ini semakin jarang diproduksi, karena terdapat paduan lain yang lebih murah dan lebih mudah diproduksi dengan karakteristik yang sama, yaitu paduan titanium.8. Paduan Aluminium-BesiBesi (Fe) juga kerap kali muncul dalam aluminium paduan sebagai suatu kecelakaan. Kehadiran besi umumnya terjadi ketika pengecoran dengan menggunakan cetakan besi yang tidak dilapisi batuan kapur atau keramik. Efek kehadiran Fe dalam paduan adalah berkurangnya kekuatan tensil secara signifikan, namun diikuti dengan penambahan kekerasan dalam jumlah yang sangat kecil. Dalam paduan 10% silikon, keberadaan Fe sebesar 2,08% mengurangi kekuatan tensil dari 217 hingga 78 MPa, dan menambah skala Brinnel dari 62 hingga 70. Hal ini terjadi akibat terbentuknya kristal Fe-Al-X, dengan X adalah paduan utama aluminium selain Fe.9. Aluminium paduan corAluminium dapat dicor di cetakan pasir/tanah liat, cetakan besi, atau cetakan baja dengan diberi tekanan. Logam cor dapat lebih cepat mengeras jika dicor dengan cetakan logam, sehingga akan menghasilkan efek yang sama seperti efek quenching, yaitu memperkeras logam. Pengecoran dengan besi harus dilakukan dengan hati-hati karena dapat menyebabkan intrusi besi ke dalam paduan, menyebabkan paduan memiliki komposisi yang tidak diinginkan.

Jadi secara keseluruhan, aluminium merupakan logam yang paling banyak digunakan di dunia setelah baja dan digunakan di hampir semua bidang. selain karena sifat-sifatnya, alasan aluminium sering digunakan dikarenakan juga oleh paduan dengan logam lain yang semakin menambah nilai positif dari bahan tersebut.

(Sumber :Blog.ub.ac.id ; mhs.blog.ui.ac.id ; teknologikimiaindustri.blogspot.com)