PROSES INDUSTRI KIMIA

“INDUSTRI KERAMIK”

O L E H :

KELOMPOK 3

Lentina Sitohang (120140027)

Anshori Alma Pagan (120140006)

Nursiah (120140012)

Rahmita (120140022)

Shinta Raihan (120140017)

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik

Universitas Malikussaleh

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Material teknik dewasa ini mengalami perkembangan yang begitu pesat.

Perkembangan tersebut meliputi di dalam struktur, komposisi, sifat-sifat fisik dan

mekanik. Sifat-sifat fisik yaitu berkaitan dengan berat jenis material tersebut,

manakala sifat mekanik berkaitan dengan kemampuannya untuk digunakan di dalam

produk teknik. Para engineer material dewasa ini sedang giat-giatnya mengadakan

penelitian terhadap bahan-bahan yang terbuat daripada non metal. Salah satunya

adalah keramik.

Keramik adalah sejenis bahan yang telah lama di gunakan, yaitu sejak 4000 SM.

Barang –barang yang di buat dari keramik adalah pot bunga dan bata. Dalam industri

otomotif modern, keramik telah di gunakan sejak berpuluh-puluh tahun yang lalu,

yaitu untuk menghasilkan ignition park di dalam proses pembakaran otomotif.

Keramik juga berfungsi sebagai isolator listrik. Dewasa ini bahan keramik menjadi

bahan yang penting di dalam mesin. Karena sifatnya yang kuat dan dapat merintangi

kehausan pada temperatur yang tinggi.

Keramik pada dasarnya terbuat dari tanah liat dan umumnya di gunakan untuk

perabot rumah tangga dan bata untuk pembangunan perumahan. Pada masa kini

keramik tidak lagi hanya terbatas penggunaanya untuk keperluan tradisional seperti

tersebut di atas, malah sekarang keramik telah mengalami kemajuan dan di kenal

dengan bahan keramik termaju. Bahan keramik sudah di gunakan dalam bidang

Teknik Kimia, Sipil, Mekanik, Nuklir bahkan bahan keramik ini di gunakan juga

dalam bidang Kedokteran. Bahan keramik sebagian sudah di gunakan dalam motor

bakar seperti untuk komponen-komponen mesin diesel misalnya untuk turbo charge,

klep dan kepala piston. Makalah ini memaparkan tentang keramik, pengolahan dan

industri keramik, berikut ini penjelasannya.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana asal-usul munculnya industri keramik?

2. Apakah permasalahan yang sering terjadi pada industri keramik?

3. Bagaimana proses pembuatan keramik pada industri keramik dan bagaimana

gambar flowsheetnya?

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan makalah ini ialah untuk mengetahui bahan baku dan

proses pembuatan keramik pada industri keramik.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sejarah Industri Keramik

Sejarah pembuatan keramik merupakan salah satu proses industri yang paling

tua dalam sejarah manusia. Barang – barang yang ditemukan ada yang berasal dari

tahun 15.000 sebelum Masehi, dan cukup maju di masa 10 abad kemudian.

Akhir-akhir ini dikembangkan pula proses baru untuk pembuatan bata dari limbah

penambangan, kerak tanur, dan berbagai ragam bahan lain yang sekarang menumpuk.

Pada beberapa tahun terakhir ini telah dikembangkan pula beberapa produk

baru sesuai dengan perkembangan kebutuhan akan bahan yang tahan suhu yang lebh

tinggi , tekanan yang lebih besar, sifat – sifat mekanik yang lebih baik, serta

karakteristik listrik yang khusua, atau tahan terhadap bahann kimia yang korosif.

Jenis- jenis produknya :

a. Keramik putih (whiteware). Porselin cina, keramik tanah, gerabah, porselin ,

keramik batu dan keramik vetrio

b. Produk – produk lempung struktual. bata bangunan, bata dnding, ter-kota, pipa got,

dan ubin comber

c. Refraktori, bata tahan api, silika, kromit, magnesit, bata magnesit-kromit, refraktori

silika karbida dan zirkonia, alumunium silika dan produk alumina

d. Produk keramik khusus

2.2 Sifat Keramik

Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya digunakan untuk

berbagai aplikasi termasuk :

a. Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah.

b. Tahan korosi.

c. Sifat listriknya dapat insulator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor.

d. Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik.

e. Keras dan kuat, namun rapuh.

Perbedaan dan kelebihan diantara keramik dengan logam dan bahan polimer

adalah seperti berikut:

a. Keramik : Bahan bukan organic (bukan metalik), keras, kuat, tidak bertindak

balas dengan bahan kimia, titik cair tinggi.

b. Logam : Bahan-bahan organic (metalik), kekerasan dan kekuatan berbeda-

beda, tidak stabil terhadap bahan kimia, Titik cair berbeda-beda.

c. Polimer : Bahan organic, kebiasaan lembut dan lemah, tidak stabil terhadap

bahan kimia, temperatur cair rendah.

Sifat lainya adalah tahan suhu tinggi, sebagai contoh keramik tradisional yang

terdiri dari clay, flint dan feldfar tahan sampai dengan suhu 1200 C, keramik

engineering seperti keramik oksida mampu tahan sampai dengan suhu 2000 C.

kekuatan tekan tinggi, sifat ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian

tentang keramik terus berkembang.

2.3 Bahan Baku Keramik

Ada tiga bahan utama yang digunakan untuk membuat produk keramik klasik,

yaitu kaolin, feldspar, dan pasir kuarsa. Lempung adalah aluminium silikat hidrat

yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari bahan beku yang

mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli yang penting. Reaksinya

dilukiskan sebagai berikut :

K2CO3 + Al2O3.2SiO2.2H2O + 4 SiO2K2O.Al2O3.6SiO2 + CO2 + 2H2O

Feldspar potas Kaolinit Silika

a. Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material lempung dengan

kandungan besi yang rendah, dan umumnya berwarna putih atau agak

keputihan. Kaolin mempunyai komposisi hidrous alumunium silikat

(2H2O.Al2O3.2SiO2), dengan disertai mineral penyerta. Proses pembentukan

kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui proses pelapukan dan proses

hidrotermal alterasi pada batuan beku felspartik. Endapan kaolin ada dua

macam, yaitu: endapan residual dan sedimentasi. Mineral yang termasuk

dalam kelompok kaolin adalah kaolinit, nakrit, dikrit, dan halloysit

(Al2(OH)4SiO5.2H2O), yang mempunyai kandungan air lebih besar dan

umumnya membentuk endapan tersendiri. Sifat-sifat mineral kaolin antara

lain, yaitu: kekerasan 2 – 2,5, berat jenis 2,6 – 2,63, plastis, mempunyai daya

hantar panas dan listrik yang rendah, serta pH bervariasi.

b. Sebagai mineral silikat pembentuk batuan, felspar mempunyai kerangka

struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom oksigen dalam struktur

tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur tetraheral lainnya. Kondisi ini

menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang terutama bila ada kation lain yang

masuk ke dalam struktur tersebut seperti penggantian silikon oleh aluminium.

Terlepas dari bentuk strukturnya, apakah triklin atau monoklin, felspar secara

kimiawi dibagi menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar

(KAlSi3O8), natrium feldspar (NaAlSi3O8), kalsium felspar (CaAl2Si2O8)

dan barium felspar (Ba Al2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar

dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar. Plagioklas merupakan seri

yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi komposisi natrium

felspar dan kalsium felspar. Plagioklas felspar hampir selalu memperlihatkan

kenampakan melidah yang kembar (lamellar twinning) bila sayatan tipis

mineral tersebut dilihat secara mikroskopis. Sifat optis yang progresif sejalan

dengan berubahnya komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi

mineral-mineral felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas

tersebut. Na-plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali

(granit, sienit). Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate

seperti diorit sedangkan labradorit, bitownit dan anortit biasanya sebagai

komponen batuan basa (gabro) dan anortosit. Mineral yang termasuk

kelompok K-felspar diklasifikasikan berdasarkan suhu kristalisasinya, mulai

dari sanidin (suhu tinggi), ortoklas, mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah).

Keempat mineral mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan

(terutama) ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit, selain

itu ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada batuan

sedimen. Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup melimpah. Walaupun

demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan felspar yang memiliki

kandungan (K2O + Na2O) > 10%. Selain itu, material pengotor oksida besi,

kuarsa, oksida titanium dan pengotor lain yang berasosiasi dengan felspar

diusahakan sesedikit mungkin. Felspar dari alam setelah diolah dapat

dimanfaatkan untuk batu gurinda dan feldspar olahan untuk keperluan industri

tertentu. Mineral ikutannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain

sesuai spesifikasi yang ditentukan. Industri keramik halus dan kaca/gelas

merupakan dua industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan,

terutama yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah.

c. Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal silika (SiO2)

dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan.

Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih merupakan hasil pelapukan

batuan yang mengandung mineral utama, seperti kuarsa dan feldspar. Hasil

pelapukan kemudian tercuci dan terbawa oleh air atau angin yang terendapkan

di tepi-tepi sungai, danau atau laut. Pasir kuarsa mempunyai komposisi

gabungan dari SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2 CaO, MgO, dan K2O, berwarna putih

bening atau warna lain bergantung pada senyawa pengotornya, kekerasan 7

(skala Mohs), berat jenis 2,65, titik lebur 17150C, bentuk kristal hexagonal,

panas sfesifik 0,185, dan konduktivitas panas 12 – 100 C. Dalam kegiatan

industri, penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas, baik langsung

sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan. Sebagai bahan baku utama,

misalnya digunakan dalam industri gelas kaca, semen, tegel, mosaik keramik,

bahan baku fero silikon, silikon carbide bahan abrasit (ampelas dan sand

blasting). Sedangkan sebagai bahan ikutan, misal dalam industri cor, industri

perminyakan dan pertambangan,bata tahan api (refraktori), dan lain

sebagainya.

Berikut ini adalah tabel bahan baku dasar pembuatan keramik, beserta sifat-

sifat lempung dan feldspar.

Kaolinit Feldspar Pasir/Flin

Rumus Al2O3.2SiO2.2H2O K2O.Al2O3.6SiO2 SiO2

Plastisitas Plastic Non plastic Non plastic

Flusibilitas

Refraktori

Perekat Mudah lebur Refraktori

Titik Cair 1785ºC 1150ºC 1710ºC

Ciut pada

pembakaran

Sangat Ciut Lebur Tidak ciut

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu :

1. Bahan Pengikat, Contoh : kaolin, ball clay, fire clay, red clay

2. Bahan Pelebur, Contoh : felspar, kapur

3. Bahan Pengisi, Contoh : silika, grog (samot)

4. Bahan Tambahan, Contoh : water glass, talk, pyrophillit

5. Bahan Mentah Glasir. (Bahan yang membuat lapisan gelas pada permukaan benda

keramik setelah melalui proses pembakaran pada suhu tertentu), diantaranya adalah :

a. bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung – feldspar

b. bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur - soda abu

c. bahan mengandung Al2O3 - kaolin – feldspar

d. bahan tambahan Contoh :

1. bahan pewarna, Contoh : senyawa cobalt, senyawa besi,

senyawa nikel, senyawa chrom dan sebagainya.

2. bahan perekat, Contoh : gum

3. bahan penutup, Contoh :oksida sirkon, oksida seng

4. bahan pelebur, Contoh : asam borat, borax, Na2CO3, K2CO3,

BaCO3 ,Pb3O4 dan sebagainya.

5. untuk bahan opacifer : SnO2, ZrO dan sebagainya

Akan tetapi pada suatu industri keramik dibutuhkan pula energi seperti bahan

bakar gas, minyak dan batu bara.

2.4 Tahapan Proses Pembuatan Keramik

Ada beberapa tahapan proses yang harus dilakukan untuk membuat suatu

produk keramik secara tradisional, 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).

a. 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).

b.Pembentukan dengan Teknik Putar

Pembentukan dengan teknik putar adalah keteknikan yang paling mendasar

dan merupakan kekhasan dalam kerajinan keramik. Secara singkat tahap-tahap

pembentukan dalam teknik putar adalah: centering (pemusatan), coning

(pengerucutan), forming (pembentukan), rising (membuat ketinggian benda), refining

the contour (merapikan).

c. 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).

Karena produk keramik hampir semuanya punya sifat refraktori, artinya tahan

terhadap panas dan sifat ini bergantung pada oksida refraktori terhadap oksida fluks di

dalamnya.

Efek dari pemanasan yang utama yaitu mendorong air hidrasi keluar , ini

terjadi pada suhu 600-650oC dengan menyerap sejumlah besar kalor, meninggalkan

suatu campuaran amorf alumunia dan silica, seperti terlihat dari penelitian dengan

sinar X.

Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O Al2O3.2SiO2.2H2O

Keseluruhan reaksi yang terjadi pada pemanasan lempung adalah :

3Al2O3.2SiO2 + 4SiO2 + 6H2O 3 (Al2O3.2SiO2.2H2O)

Kaonit Munit kristobalit

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.

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.

·K2OAl3O3 6SIO2 + CO2 + H2O K2CO3 + Al2O3 2SIO2 2H2O + 4SIO2

·K2OAl3O3 6SIO2 + CO2 + H2O K2CO3 + Al2O3 2SIO2 2H2O + 4SIO2

Secara industri keramik, tahapan prosesnya adalah sebagai berikut :

1.      Pembentukan

Setelah pemurnian, sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk

merekatkan 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.

1.      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.

2.      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.

3.      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.

4.      Extrusion.

Extrusion adalah proses kontinu yang mana 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.

2. Sintering 

Sintering merupakan proses pemanasan dibawah titikl leleh dalam rangka

membentuk fase kristal baru sesuai dengan yang diinginkan dan bertujuan membantu

mereaksikan bahan - bahan penyusun baik bahan keramik maupun bahan logam.

Dalam proses ini terjadi pula proses densifikasi, yaitu terbentuknya produk keramik

yang keras dan padat setelah dilakukannya pemanasan.

2.5 Kegunaan Keramik

Keramik mempunyai berbagai penggunaan, dapat di gunakan sebagai

barangan harian perumahan maupun dalam industri. Beberapa jenis keramik di

gunakan dalam kelistrikan oleh sebab keramik mempunyai sifat rintangan listrik yang

tinggi. Kekuatan listrik dan sifat magnet yang tinggi sesuai di gunakan sebagai

magnet dalam alat pembesar suara (loud speaker). Oleh karena keramik dapat

mengekalkan kekuatan dan ketegarannya pada temperatur yang tinggi, keramik

banyak di gunakan pada keadaan temperatur tinggi dan sifat ketahanan aus yang

tinggi sangat sesuai di gunakan sebagai pelapis silinder. Keramik di gunakan juga di

dalam mesin diesel sebagai komponen-komponen pemutar (motor) dan juga pada

turbin.

Di samping itu keramik mempunyai sifat-sifat yang menarik seperti kerapatan

(density) yang rendah dan modulus elastisitas yang tinggi. Dengan itu berat mesin

dapat di kurangkan sehingga performance mesin bisa meningkat. Keramik juga dapat

di gunakan sebagai alat pemotong logam-logam keras pada kecepatan potong yang

tinggi.

Bahan-bahan keramik dapat digunakan membuat berbagai komponen/produk

seperti dibawah ini :

1. Keramik Konvensional

a. Keramik berstruktur

Penggunaan : batu bata, riol , pot bunga, lantai dan dinding.

b. Keramik putih

Penggunaan: peralatan meja makan (seperti piring, teko, mangkuk),

peralatan kamar mandi, perhiasan rumah.

c. Keramik refraktori

Di gunakan sebagai batu untuk tanur kupola, serabut keramik,

semen mortar, liner yang di gunakan pada temperatur tinggi seperti di

tanur peleburan besi, aluminium dan sebagainya.

d. Keramik listrik

Contohnya insulator, switch dan kepingan penyekat

2. Keramik Termaju

a. Keramik Oksida

Contohnya: Abrasif, Substrat elektronik, Mata pahat, Komponen mesin.

b. Keramik Bukan Oksida

Contohnya ialah Turbin gas, Komponen mesin, Abrasif, Mata pahat, Nozel

roket dll.

c. Keramik Komposit

Contohnya ialah rotor dan komponen mesin, mata pahat, komponen untuk

industri.

d. Keramik Kaca

Contohnya ialah recrystallized glasses for instrument bagian-bagian

mekanik dalam kapal terbang. Bahan keramik kemungkinan merupakan

timbunan bahan yang terbesar di gunakan oleh manusia. Di sekeliling kita

jika kita perhatikan penggunaan harian banyak memakai bahan keramik.

Seperti rumah, gedung-gedung, peralatan meja makan, perhiasan rumah

dll.

Dalam bidang keramik termaju, potensi dan peluang-peluang industri sangat

luas sekali, bidang ini juga sangat terbuka luas untuk dipelajari. Pengembangan

pembangunan dalam bidang keramik ini antara lain :

Keramik struktur/teknik

1. Untuk pemrosesan temperatur tinggi, sel bahan bakar, penukar kalor.

2. Gigi palsu

3. Konkrit berqualiti tinggi

4. Mesin yang effisien

5. Lapisan penahan keausan (wear resistance coating)

Berikut ini contoh aplikasi keramik dalam bidang teknik :

1. Komponen Dapur/Oven (furnace) : Refraktori padat, Isulator, Refraktori cor,

Penanganan logam cair, Elemen pemanas, Perkakas oven.

2. Komponen Mesin Otomotif : Busi, Sil pompa, Katup, Rotor turbocharger

3. Komponen Gas Turbin : Ruang Bakar, Sudu-sudu turbin, Pemindah panas,

4. Penahan Panas : Dinding pesawat ulang alik, Isolator panas, Lapisan penahan

panas, Bahan tahan api

5. Komponen tahan aus : Alat-alat potong, Penempa (die), Kran (nozzle), Sil dan

plunyer pompa, Lining dan alat Miling, Abrasif, Pelumas padat, Alat ukur

standar

6. Keramik Tangguh : benang (fiber), Whisker (fiber), Peralatan golf,

Lempengan tahan peluru, Bantalan, pisau dan gunting

7. Keramik Optik : benang optic, Lensa, Laser, Alumina translusen, Dioda,

Keramik luminesen

8. Pelapis Keramik: Tahan aus, Tahan korosi, Penghalang panas, Dielektrik,

Pelumas, Katalis.

9. Keramik Elektromagnetik: Elemen magnet, Kapasitor, Resistor, IC substrat,

Sensor oksigen, Sel bahan baker, Pompa oksigen, Superkonduktor, Elektroda,

Varistor, Pizoelektrik, Isulator, Termistor, Semikonduktor, Konduktor ion

10. Keramik Bangunan : Atap, lantai, Kaca jendela, Semen dan Beton, Gelas

keramik, Terakota, Gerabah, Batu bata

11. Biokeramik: Pengganti tulang, Pengganti gigi, Katup jantung, Porselin gigi

12. Saringan dan Selaput Keramik : Selaput pemisah cairan, Selaput pemisah gas,

Saringan logam cair

13. Keramik Nuklir : Bahan bakar nuklir, Moderator, Pelindung, Kapsul gelas,

Pembungkus bahan bakar nuklir.

BAB III

PERMASALAHAN DAN PEMBAHASAN

Permasalahan yang dapat terjadi dalam proses pembuatan keramik skala

industri adalah pada proses sintering. Karena proses sintering akan berpengaruh

cukup besar pada pembentukan fase kristal bahan. Fraksi fase yang terbentuk

umumnya bergantung pada lama dan atau suhu sintering. Semakin besar suhu

sintering dimungkinkan semakin cepat proses pembentukan kristal tersebut. Besar

kecilnya suhu juga berpengaruh pada bentuk serta ukuran celah dan juga

berpengaruh pada struktur pertumbuhan kristal.

Suhu sintering dapat ditentukan dari eksperimen termal. Berdasarkan hasil

eksperimen ini diperoleh suhu lelehan selain suhu dekomposisi. Setiap komposisi

senyawa tertentu memiliki titik leleh berbada. Sintering bahan keramik biasanya

ditentukan sekitar 75% dari titik leleh total.

Pada proses sintering, terjadi proses pembentukan fase baru melalui proses

pemanasan dimana pada saat terjadi reaksi komponen pembentuk masih dalam bentuk

padat dari campuran serbuk. Hal ini bertujuan agar butiran-butiran (grain) dalam

partikel-partikel yang berdekatan dapat bereaksi dan berikatan. Proses sintering fase

padat terbagi menjadi tiga padatan, yaitu:

a.  Tahap awal

Pada tahap awal ini terbentukikatan atomik. Kontak antar partikel membentuk

leher yang tumbuh menjadi batas butir antar partikel. Pertumbuhan akan menjadi

semakin cepat dengan adanya kenaikan suhu sintering. Pada tahap ini penyusutan juga

terjadi akibat permukaan porositas menjadi halus.

b.  Tahap menengah

Pada tahap ini terjadi desifikasi dan pertumbuhan partikel yaitu butir kecil

larut dan bergabung dengan butir besar. Akomodasi bentuk butir ini menghasilkan

pemadatan yang lebih baik. Pada tahap ini juga berlangsung penghilangan porositas.

Akibat pergeseran batas butir, porositas mulai saling berhubungan dan membentuk

silinder di sisi butir.

c.  Tahap akhir

Fenomena desifikasi dan pertumbuhan butir terus berlangsung dengan laju

yang lebih rendah dari sebelumnya. Demikian juga dengan proses penghilangan

porositas, pergeseran batas butir terus berlanjut. Apabila pergeseran batas butir lebih

lambat dari pada porositas maka porositas akan mucul di permukaan dan saling

berhubungan. Akan tetapi jika  pergeseran batas butir lebih cepat daripada porosositas

maka porositas akan mengendap di dalam produk dan akan sulit dihilangkan.

Produk yang dihasilkan diharapkan memilik idensitas yang tinggi dan

homogen, maka pada proses sintering harus terjadi homogenisasi. Jika terdapat

lapisan oksida pada serbuk logam, proses sintering yang diharapkan bisa menjadi

lebih lambat. Selain lapisan oksida ini menyebabkan produk yang dihasilkan menjadi

lebih getas, lapisan oksida tersebut juga menghambat proses difusi antar partikel

serbuk saat sintering dan meningkatkan temperatur sintering. Lapisan oksida yang

menempel pada serbuk terbentuk akibat kontak antar permukaan serbuk dengan udara

dan akibat perlakuan yang diterima serbuk saat proses produksi metalurgi serbuk

berlangsung. Oksida pada serbuk dapat diminimalkan dengan mengalirkan gas

reduksi sebelum atau sewaktu sintering berlangsung.

Masalah yang kedua adalah Sumber Daya Manusia (SDM) dibidang desain

masih sangat lemah. Suatu desain yang bagus, maka akan menghasilkan nilai jual

keramik yang tinggi pula. Akan tetapi, di Negara kita ini masih sangat lemah desain.

Sehingga perlu diperhatikan dan dilatih kembali.

BAB IV

KESIMPULAN

Dari makalah ini, maka dapat diambil beberapa kesimpulan di antaranya :

1. Keramik merupakan suatu kesenian dan sains membuat dan menggunakan

hasil padat yang terdiri daripada atau sebahagian besar komponennya adalah

bahan tak organik (porselin, lempung, semen, kaca, feroelektrik,

superkonduktor dan sebagainya).

2. Bahan keramik tradisional adalah tembikar, lempung, semen, refraktori dan

berbagai hasil berkaitan dengan silikat. Sedangkan bahan keramik modern

terdiri daripada keramik oksida (Al2O3, ZrO2, TiO2, BaTiO2, dan sebagainya)

dan keramik bukan oksida (Si3N4, TiN, SiC, B4C dan sebagainya).

3. Proses pembuatan keramik yaitu pengolahan bahan, pembentukan,

pengeringan, pembakaran, dan pengglasiran.

DAFTAR PUSTAKA

Arif Fadholi. 2009. Industri Keramik. (Online :

http://ariffadholi.blogspot.com/2009/10/industri-keramik.html) diakses pada

22 November 2013

George T. Austin. Industri Proses Kimia. jilid 1 edisi 5. Jakarta : Erlangga.

Ultri Amalia, dkk. 2012. Bahan Kontruksi Kimia (Industri Keramik). Palembang :

Politeknik Negeri Sriwijaya

LAMPIRAN FLOWSHEET

Gambar 1. diagram Alir Proses Pencetakan Lempung