Keramik dan Proses Pembuatannya
Keramik
pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah
liat yang telah mengalami proses pembakaran. 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 di mana bahan diperoleh. Secara umum strukturnya sangat
rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas.
Sifat yang umum dan
mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan jenis keramik adalah britle atau
rapuh, hal ini dapat kita lihat pada keramik jenis tradisional seperti barang
pecah belah, gelas, kendi, gerabah dan sebagainya, coba jatuhkan piring yang
terbuat dari keramik bandingkan dengan piring dari logam, pasti keramik mudah
pecah, walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu, terutama
jenis keramik hasil sintering, dan campuran sintering antara keramik dengan
logam. sifat lainya adalah tahan suhu tinggi, sebagai contoh keramik
tradisional yang terdiri dari tanah liat, flint, dan feldspar tahan sampai
dengan suhu 1200 C, keramik hasil rekayasa seperti keramik oksida
mampu tahan sampai dengan suhu 2000 C. Kekuatan tekan tinggi merupakan sifat
yang membuat penelitian tentang keramik terus berkembang.
A. Bahan Keramik
Secara garis besar bahan baku yang dipergunakan untuk membuat keramik terdiri atas 3 macam, yaitu:
- Tanah Liat (Clay)
Kandungan utama dari tanah liat antara lain Kaolinite (Al2O3, 2SiO2, 2H2O), Montmorillinote,
Illite, Halloysite, Perbedaan kandungan tanah liat memberikan sifat yang berbeda-beda. Sifat tanah liat yang penting untuk pembuatan keramik antara lain Plastisitas (kemampuan untuk dibentuk tanpa mudah retak), Fusibilitas (kemampuan untuk dilebur), Bahan baku pasir (kwarsa), Fungsi (sebagai bahan non plastik).
- Pasir
Berfungsi sebagai bahan pengisi, namun jika penambahan terlalu banyak silikat dalam pasir menyebabkan keretakan pada waktu pembakaran.
- Feldspar
Bahan lainnya yaitu :
1) Kaolin. Nama kaolin berasal dari bahasa cina, kauling yang berarti pegunungan tinggi, yaitu gunung yang terletak dekat Jakhau Cina yang tanah lempungnya sudah dimanfaatkan dalam pembuatan keramik sejak beberapa abad lalu. Kaolin adalah tanah liat putih yang mempunyai mutu penyusutan yang baik selama pengeringan dan pembakaran. Clay jenis ini merupakan clay yang paling penting dalam pembuatan keramik dan paling putih di antara clay
lainnya, karena kandungan besinya yang paling rendah.
Sifat-sifat kaolin :1) Tidak terlalu plastis, 2) Kekuatan keringnya rendah, 3) Titik leburnya 1700oC-1785oC,
4) Dalam keadaan kering berwarna putih, 5) Memberi warna putih pada masse badan keramik, dan 6) Setelah dibakar berwarna putih.
2) Kuarsa. Kuarsa adalah mineral yang berasal dari batuan beku asam metamorf dan sedimen, dalam bentuk dengan komposisi sebagian besar berupa silica dan terdapat pada sebagian batu pasir kuarsa. Fungsi kuarsa di dalam pembuatan keramik pengarah benang adalah : 1) Tidak mengurangi ke plastisan dan penyusutan pada bodi keramik, 2) Mengurangi susut kering dan susut bakar dari tanah liat, 3) Memudahkan air untuk menguap sewaktu proses pengeringan dan proses pembakaran, 4) Memberi sifat kuat pada barang-barang yang dibuat dan dapat mencegah perubahan bentuk pada waktu dibakar, dan 5) Dapat mengurangi daya memuai dari benda yang sudah jadi.
B. Proses Pembuatan Keramik
- Pembubukan
Bahan-bahan dasar keramik umum nya berbentuk bubukan. Bahan dasar tersebut dapat diperoleh dengan metode konvensional atau non konvensional. Metode konvensional misalnya kalsinasi; yaitu menguraikan suatu bahan padatan menjadi beberapa bagian yang lebih sederhana; Milling yaitu menggiling atau menghaluskan bahan; mixing yaitu mencampurkan beberapa bahan menjadi satu bahan. Sedangkan metode nonkonvensional misalnya teknik larutan sepaerti metode sol-gel, metode fase uap, atau dekomposisi garam. Dalam proses pembubukan tersebut, seringkali harus ditambahkan bahan penstabil agar suhu dapat diturunkan atatu bahan organik yang berfungsi sebagai pengikat atau pelunak bubukan sehingga mudah dibentuk.
2. Pembentukan
Metode pembentukan ini bermacam-macam, misalnya metode presisostatik dan aksial; metode cetak lepas, yaitu dicetak hingga kering lalu dilepas; metode cetak balut yaitu bahan dibiarkan tetap berada dalam cetakan atau cetak injeksi yaitu bahan dimasukan kedalam cetakan dengan cara diinjeksikan kedalamnya.
3. Penekanan
Penekanan atau disebut juga kompaksi dilakukan untuk membentuk serbuk keramik menjadi suatu bentuk padatan berupa pellet mentah. Pelet mentah adalah serbuk yang telah menjadi bentuk padat tetapi belum disinter.
Prosedur dasar penekanan dibagi menjadi 3 yaitu:
· 1) Uniaxial: Serbuk dibentuk dalam cetakan logam dengan penekanan satu arah. Penekanan ini dapat memproduksi banyak pellet dan tidak mahal disbanding metode lain. Berdasarkan cara kerjanya, penekanan ini dibagi menjadi 3 yaitu : single action
uniaxial pressing, double action uniaxial pressing, dan
uniaxial pressing with a floating mould or die.
2) Isostatik: Penekanan serbuk dilakukan dengan menggunakan cairan.
3) Hot pressing: Penekanan dilakukan secara simultan dengan perlakuan panas pada serbuk.
4. Sintering
Sintering adalah metode pemanasan yang dilakukan terhadap suatu material (biasanyadalam bentuk serbuk) pada suhu dibawah titik lelehnya sehingga menjadi bentuk padatan. Serbuk berubah menjadi padatan karena pada suhu tersebut partikel-partikel akan saling melekat. Setelah disinterring bentuk porositas berubah cenderung berbrntuk bola. Selain itu semakin lama dipanaskan bentuk pori akan semakin kecil. Karena itu ukuran sampel yang telah disinter akan semakin kecil juga.
5. Anneling and Aging
Anealing adalah proses pemanasan yang
lebih rendah dari sebelumnya. Dengan maksud agar parameter dan sifat yang di inginkan mencapai optimum. Sedangkan aging adalah proses pendinginan selama beberapa waktu tertentu.
6. Tahap Akhir
Pada tahap ini, bahan keramik dikenakan berbagai perlakuan akhir sehingga siap diaplikasikan sesuai dengan sifat bahan yang diinginkan. Perlakuan tersebut misalnya mengasah, memoles, member lapisan logam, memberi mantel untuk perlindungan dan lain-lain.
Sekian artikel mengenai keramik dan proses pembuataanya, semoga bermanfaat.
Sumber :
Komentar
Posting Komentar