BAB I
KLASIFIKASI MATERIAL LOGAM
A. Bahan alam
Bahan alam merupakan bahan baku prorduk yang diperoleh dandigunakan secara langsung dari bahan alam, oleh karena itu produkakhir yang menggunakan bahan baku ini akan memiliki sifat yangsama dengan bahan asalnya, yang termasuk dalam kelompok iniantara lain kayu, batu, karet, kulit, keramik, Celulosa dan lain-lain.
B. Bahan-bahan tiruan (syntetic materials)
Bahan-bahan tiruan (syntetic materials) biasanya diperoleh darisenyawa kimia dengan komposisi berbagai unsur akan diperolehsuatu sifat tertentu secara spesifik atau sifat yang menyerupai sifatbahan alam. Bahan ini dikenal sebagai bahan plastic (PlasticsMaterrials), yakni suatu bahan yang pertama kali dibuat oleh LeoBaekeland seorang Belgia tahun 1907 dan dipatenkan dengan namaBaklite. Molekul yan kita sebut sebagai Polymer yang berarti,Materials Plastics yang terbentuk dari ikatan rantai atom-atom sertaterdiri atas beberapa Unit ikatan rantai atom-atom tersebut. olehkarena itu proses pengikatan dengan molekul-molekul kecil inidikenal sebagai Polymerization. Contoh dari bahan jenis ini ialahPolythene yakni Polymer yang terdiri atas 1200 atom Carbon padasetiap 2 atom Hydrogen sehingga memilikitegangan serta keuletan yang tinggi.dan pada beberapa jenis plasticmemiliki regangan yang besar yang dakibatkan oleh rantai ikatanyang panjang. 1. Thermoplastics Thermoplastics dapat mencair melalui proses pemanasan dandapat diubah bentuknya melalui pencetakan sebagaimana yangdilakukan pada bahan seperti Polythene, Polystyrene, Poly VinylCloride (PVC), Nylon, Perspex, Propylene dan lain-lain 2. Thermosetting Thermosetting memiliki perbedaan dengan thermoplasticsdimana pemanasan akan hanya dapat melakukan perubahanformasi rantai molekul secara kimiawi dalam bentuk ikatan melintangtiga dimensi. Gaya tarik antara rantai Molekul dapat terbentuk oleh pergeserantempat molekul dalam pemisahan diri akibat larutan dari bahan tersebut.Tempat plastisizer memberikan pengaruh terhadap sifat polymer.Contohnya penambahan kapur barus pada Cellulose nitrate yangmenghasilkan suatu zat yang perdagangan diketahui sebagai celluloiddan dapat dicetak melalui pemanasan. Sifat-sifat mekanik dari bahan-bahan plastic dapat diperbaiki denganpenguatan oleh bahan tambah (filler material), serat fibre, serbukgergaji, sampah kertas, majun dan lain-lain dapat meningkatkantegangannya, serat asbes dapat meningkatkan ketahanan panasnyadan untuk resistensi arus listrik dapat digunakan mica.Bahan pelapis digunakan lembaran platic (Plastic-impregnatedpaper) dengan lapisan Cotton untuk pemakaian pada penguatanpanel. Atau lapisan kayu untuk memperbaiki performanya.Serat penguat plastic (Fibre-reinforced) dicoba untuk meningkatkantegangan dari keadaan rapuh dan lembek. Fibre-glass telah digunakan sejak beberapa tahun yang lalu sebagaibahan pembuat body perahu, body kendaraan dan lain-lain.Penambahan unsur Carbon menjadikannya sebagai bahancomposite yang ringan namun memiliki tegangan yang tinggi. 3. Karet sintetis (Synthetic-rubbers) Karet alam diproduksi dari cairan latex atau getah pohonkaret polymer yang panjang dengan rantai molekul yang berserakan,Karet alam memiliki kedua sifat yakni elastic dan thermoplastic,deformasi permanent dapat terjadi apabila diregang secara perlahandengan peningkatan temperature.
Charles Goodyer (1839) mengolahnya dengan mencampurkanlatek dengan sulphur dan menghasilkan karet dengan sifat yanglebih kenyal dan elastic lembut serta tahan terhadap temperaturetinggi dan dikembangkan menjadi faberik Vulcanizing sebagai manayang kita kenal saat ini sebagai faberik ban (manufacture of tyre).The American-developed syntetic rubber, GR-S, yang merupakan polymer hasil pencampuran antara Butadiene dengan styrene,bahan ini memiliki sifat dan karakteristik yang sama dengan karetalam dengan harga yang lebih murah juga digunakan di paberik ban(manufacture of tyre), alas kaki (foot wear),pipa karet (hosepipe)sabuk konveyer serta isolasi kabel. Neoprene ialah jenis lain dari karet syntetis yang memiliki sifat samadengan karet alam dengan sifatnya yang sangat tahan terhadapminyak nabati dan oli mineral serta tahan terhadap temperaturetinggi. Neoprene merupakan bahan yang relative mahal,pemakaiannya adalah sebagai bahan pipa, sabuk konveyer sertalapisan kabel. Butyl-rubber merupakan co-polymer dari isobutylene dan isoprene,bahan ini sangat stabil terhadap bahan kimia dan temperratur tinggi,harganya sedikit lebih murah dari karet alam namun kurang tahan,kendati demikian karret ini tidak tembus udara dan gas dandigunakan sebagai bahan innertube, tubeless tyre, air bag peralatanolah raga, cetakan diapragma juga digunakan sebagai bahan hose,lapisan tangki serta sabuk konveyor (Conveyor belts).
C. Pemakaian secara umum dari bahan-bahan plasticPoly Vinyl Cloride (PVC)
Dalam keadaan tidak plastis PVC sangat kenyal dan keras,namun apabila melembek maka PVC akan menjadi plexible danmengaret, ini sifat yang baik dari PVC yang memberikan dimensiyang stabil serta sifatnya yang lain ialah tahan terhadap air, asam,alkalis dan bahan pelarut lainnya. Pemakaian: Sifatnya yang kaku (rigid) dan dapat mempertahankanbentuknya PVC sangat cocok digunakan pada berbagai bahantuangan (Moulding). Sifatnya yang plexible dari PVC sangat baik digunakan sebagaipelapis permukaan serta pelapis bocor. PVC juga digunakan sebagaibahan pipa, saluran dan kotak kabel, safety helmet serta bahanpelapiss tangki bahan kimia. Polytetraflouroethylene (PTFE atau Teflon) Teflon sangat kenyal dan flexible serta unggul dalam ketahananpanas dimana Teflon tidak dapat terbakar, tidak dapat diserang olehberbagai reaksi bahan pelarut serta bahan isolator listrik yang baik,koefisien gesek yang rendah dengan harga yang relative murah.Pemakaian: Sebagai bantalan (Bearing), pipa-pipa bahan baker, gasket dan pita,serta peralatan bahan kimia dimana PTFE sangat tahan terhadappengruh bahan kimia. Polyamides (Nylons) Polyamides (Nylons) sangat kuat dan ulet namun flexible, tahanterhadap abrasi serta dimensi yang stabil, Nylon dapatmeredam air dan bahan pelarut secara umum, memiliki sifat yang baiksebagai bahan isolasi listrik (Electrical insulation.Polyamides (Nylons) akan memburuk jika ditempatkan ditempat terbuka. Pemakaian: Nylon digunakan sebagai bahan roda gigi, Valves, kelengkapan alatlistrik, handle, knob, bearing, Cams, Shock absorber, Combs, pembalutdan pembungkus obat, jas hujan, serabut sikat, nat dan textile. Phenol formaldehyde (Bakelite) Pada keadaan mentah Phenolic sangat rapuh, oleh karenannyadapat bercampur dengan bahan serat untuk meningkatkan kekuatannyadan akan diperoleh diversifikasi sifat dari sifat asaalnya tergantung padakomposisi bahan tambah. Benda yang dibuat dari bahan ini akan rapuhjika bentuk/ukuran benda sangat tipis. Bakelite menyerap air namun tahan terhadap alcohol, oli serta bahanbahanpelarut lainnya. Pembentukannya tidak melalui pencairanmelainkan dipadatkan pada temperature 2000C. Pemakaian: Peralatan listrik, tobol, handle, box radio, mebel (furniture), VacummCleaner part, kamera, assbak rokok, kelengkapan kelistrikan automotivedan pemakaian lainnya seperti hiasan, ornament, bahan pelapis bahkanroda gigi,bantalan peralatan aircraft juga peralatan kesehatan, pelapiskopeling dan rem kendaraan. Polyethylene (Polythene) Polyethylene (Polythene) merupakan salah satu dari jenis
Thermoplastic serbaguna karena sifatnya yang istimewa kenyal danflexible pada berbagai perubahan rentang temperature sertamemperrtahankan kestabilan dimensinya. Sifat yang lain dariPolyethylene (Polythene) ialah sangat mudah dicetak dan tahan terhadapberbagai jenis unsur pelarut juga tahan terhadap kelembaban cuaca,akan tetapi untuk jangka waktu yang lama tiddak tahan terhadap cahaya. Pemakaian: Polyethylene (Polythene) digunakan secara luas sebagai bahanpembungkus serta penutup botol, juga sangat baik digunakan dalamkebutuhan rumah tangga seperti ember,mangkok dan lain-laindisamping pemipaan, kelengkapan kesehatan,serta pelindung kawatatau kabel. D. Macam-macam bahan logam (materials metals) Bahan-bahanLogam yang digunakan secara umum 1. Besi (Iron) Besi kasar yang diperoleh melalui pencairan didalam dapurtinggi dituangkan kedalam cetakan yang berbentuk setengahbulan dan diperdagangkan secara luas untuk dicor ulang padacetakan pasir yang disebut sebagai Cast Iron (besi tuang)sebagai bahan baku produk, dimana besi tuang akan diprosesmenjadi baja pada dapur-dapur baja yang akan menghasilkanberbagai jenis baja. 2. Tembaga (Copper) Tembaga murni digunakan secara luas pada industriperlistrikan, dimana salah satu sifat yang baik dari Tembaga(Copper) ialah merupakan logam conductor yang baik (ConductorElectricity) kendati tegangannya rendah.Pada jenis tertentu tembaga dipadukan dengan sengsehingga tegangannya menjadi kuat, paduan Tembaga Seng iniyang dikenal dengan nama Kuningan (Brass), atau dicampurTimah (Tin) untuk menjadi Bronze. Brass diextrusi kedalam berbagai bentuk komponenperalatan listrik atau peralatan lain yang memerlukan ketahanankorosi. Produk Brass yang berbentuk lembaran (sheet) sangat liat,dibentuk melalui pressing dan deep-drawing.Bronze yang diproduksi dalam bentuk lembaran memilikitegangan yang cukup baik dan sering ditambahkan unsurPhosporus yang dikenal dengan Phosphor-Bronze. Bahan inisering digunakan sebagai bantalan dan dibuat dalam bentuktuangan dimana bahan ini memiliki tegangan dan ketahanankorosi yang baik. 3. Timah hitam atau Timbal (Lead) Timah hitam atau Timbal (Lead) memiliki ketahananterhadap serangan bahan kimia terutama larutan asam sehinggacocok digunakan pada Industri Kimia. Bahan Timah Hitam(Plumber) juga sering digunakan sebagai bahan flashing sertabahan paduan solder Juga digunakan sebagai lapisan bantalanpaduan dengan penambahan free-cutting steel akan menambahsifat mampu mesin (Machinability). 4. Seng (Zinc) Seng (Zinc) dipadukan dengan tembaga akan menghasilkankuningan (Brass). Dengan menambah berbagai unsur bahan inisering digunakan sebagai cetakan dalam pengecoran komponenAutomotive. Seng (Zinc) digunakan pula untuk tuangan sellbattery serta bahan galvanis untuk lapisan anti karat pada baja. 5. Aluminium (Aluminium) Paduan Alumunium (Aluminium Alloy) digunakan sebagaiperalatan aircraft, automobiles serta peralatan teknik secara luaskarena sifatnya yang kuat dan ringan. Aluminium juga digunakansecara luas sebagai bahan struktur peralatan dapur saertaberbagai pembungkus yang tahan panas. 6. Nickel dan Chromium (Nickel and Chromium) Nickel dan Chromium (Nickel and Chromium) digunakansecara luas sebagai paduan dengan baja untuk memperoleh sifatkhusus juga digunakan sebagai lapisan pada berbagai logam. 7. Titanium (Ti) Titanium (Ti) logam dengan warna putih kelabu dengankekuatan setara baja dan stabil hingga temperature 4000Cmemiliki berat jenis 4,5 kg/dm3. Titanium digunakan sebagai pemurni baja atau digunakan sebagai unsur paduan padaAluminium.
E. Bahan-bahan Logam Non-Ferro (Non-Ferrous Metals)
Logam Non-Ferro (Non-Ferrous Metal) ialah jenis logam yangsecara kimiawi tidak memiliki unsur besi atau Ferro (Fe), oleh karenaitu logam jenis ini disebut sebagai logam bukan Besi (non Ferro).Beberapa dari jenis logam ini telah disebutkan dimana termasuklogam yang banyak dan umum digunakan baik secara murni maupunsebagai unsur paduan.
Pada uraian berikut akan kita lihat logam dari jenis non Ferroini secara lebih luas lagi, karena semakin berkembangnya ilmupengetahuan dan teknologi terutama dalam pengolahan bahanlogam, menjadikan semua jenis logam digunakan secara luas denganberbagai alasan, mutu produk yang semakin ditingkatkan, kebutuhanberbagai peralatan pendukung teknologi serta keterbatasan dariketersediaan bahan-bahan yang secara umum digunakan dan lainlain.Logam non Ferro ini terdapat dalam berbagai jenis dan masingmasingmemiliki sifat dan karakteristik yang berbeda secara spesifikantara logam yang satu dengan logam yang lainnya, demikian pulaF. Sifat dan berbagai karakteristik dari beberapa logam nonFerro.
1. Lead, Timbal, Timah hitam, Plumbum (Pb)
Timah hitam sangat sangat lunak, lembek tetapi ulet,memiliki warna putih terang yang sangat jelas terlihat padapatahan atau pecahannya. Timah Hitam memiliki berat jenis ()yang sangat tinggi yaitu =11,3 kg/dm3 dengan titik cair 3270C,digunakan sebagai isolator anti radiasi Nuclear.Timah hitam diperoleh dari senyawa Plumbum-Sulphur (PbS)
yang disebut Gelena dengankadar yang sangat kecil.Proses pemurniannya dilakukan dengan memanaskannyadidalam dapur tinggi, proses pencairan untuk menghilangkanoxides serta unsur lainnya. Selain untuk pemakaian sebagaiisolator radiasi, Timah hitam digunakan juga sebagai bahanpelapis pada bantalan luncur, bahan timah pateri serta sebagaiunsur paduan dengan baja atau logam Non Ferro lainnya yangmenghasilkan logam dengan sifat Free Cutting atau yang disebutsebagai baja Otomat.
2. Titanium (Ti)
Titanium (Ti) memiliki warna putih kelabu, sifatnya yang kuatseperti baja dan stabil hingga temperature 4000C, tahan korosi danmemiliki berat jenis () = 4,5 kg/dm3.
Titanium (Ti) digunakan sebagai unsur pemurni pada baja sertasebagai bahan paduan dengan Aluminium dan logam lainnya.
Titanium (Ti) memiliki titik cair 16600C dan kekuatan tarik 470 N/mm2serta densitas 56%.
Titanium (Ti) tidak termasuk logam baru walaupunpengembangannya baru dilakukan pada tahun 1949, karenasebenarnya Titanium (Ti) telah terdeteksi sejak tahun 1789 dalam
bentuk Oxide Silicon, karena pengaruh oxygen maka pada saat itutidak memungkinkan untuk dilakukan extraction, dimana Titanium (Ti)merupakan bagian penting dari Oxygen, namun pada akhirnyaditemukan metoda pemurnian Titanium (Ti) ini melalui pemanasandengan Carbon dan Clorine, kemudian dengan Magnesium dandenganSodium pada suhu pemanasan antara 8000C hingga 9000Cyang menghasilkan Titanium Tetraclorite sebagai produk awal dariTitanium (Ti) yang selanjutnya menggunakan Magnesiumcloride atau
Sodiumcloride.
Proses pencairan dan penuangan Titanium (Ti) kedalam bentukIngot memerlukan teknik tersendiri karena proses pemanasan padaTitanium dapat mengikat oxides dari dapur pemanas itu sendiridimana Titanium cair berhubungan dengan udara (Oxygen) yangmerupakan komponen dari proses pencairan tersebut. Titanium cairmengikat electrode yang merupakan larutan Titanium kasar,sedangkan electrode itu sendiri tergantung pada bagian atas daridapur pemanas, dalam keadaan yang demikian ini gas argondihembuskan untuk memvacumkan ruangan serta cairan, bersamaandengan itu dialirkan pula air pendingin.
Dengan demikian serbuk Titanium akan terkumpul dibagian dasardari dapur pemanas tersebut, selanjutnya setelah membentuk ingotdiproses lagi melalui proses tempa (Forging), rolling, drawing atauextrusing. Dapur pemanas ini biasanya berkapasitas sampai 2 Ton.
3. Nickel, Nickolium (Ni)
Nickel, Nickolium merupakan unsur penting yang terdapat padaendapan terak bumi yang biasanya tercamppur dengan bijihtembaga. Oleh kerena itu diperlukan proses pemisahan danpemurnian dari berbagai unsur yang akan merugikan sifat Nickeltersebut. Dalam beberapa hal Nickel memiliki kesamaan dengan bijihlogam yang lain seperti juga besi selalu memiliki sifat-sifat yangburuk seperti titik cair yang rendah kekuatan dan kekerasannya jugarendah, tetapi juga memiliki keunggulan sebagaimana pada Nickel iniialah ketahanannya terhadap berbagai pengaruh korosi dan dapatmempertahankan sifatnya pada temepratur tinggi. Oleh karena ituNickel banyak digunakan sebagai pelapis dasar sebelum pelapisandengan Chromium, dimana Nickel dapat memberikan perlindunganterhadap berbagi pengaruh gangguan korosi pada baja atau logamlogamlainnya.
Bijih Nickel mengandung 2,5% Nickel yang bercampurbersama-sama unsur lain yang sebagian besar terdiri atas besi dansilica serta hampir 4% Tembaga dan sedikit Cobalt, Selenium,Tellurium, Silver, Platinum dan Aurum. Sedangkan Tembaga, besidan Nicel berada pada bijih itu sebagai Sulfida.Setelah proses penambangan bijih itu dipecah dan dilakukanpemisahan dari berbagai unsur yang mengandung batuan yangmengapung. Kemudian sulfide Nickel dan Sulfide Tembagadipisahkan melalui proses pengapungan. Proses berikutnya ialahpemanggangan Sulfide Nicel untuk menggerakan Sulphur,selanjutnya dituangkan kedalam bejana, untuk selnjutnya dilakukanpemurnian melalui proses oxidasi sebagaimana dalam prosesBessemer dalam pemurnian baja.
Dari proses ini akan diperoleh 48% Nickel dan 27% Tembaga.Selanjutnya dipanaskan bersama Sodium Sulfat dengan pemanasankokas untuk memperoleh larutan Tembaga Nickel dan Sulfide Besi,kemudian dituangkan kedalam ladle untuk dilakukan pemadatan,Selama pendinginan Tembaga dan Sodium mengapung keatas danketika terjadi pemadatan Nickel dan Tembaga akan terpisah olehtiupan atau pemukulan.
Proses pemurnian lajut dilakukan dengan electrolisa denganterlebih dahulu disinter sehingga berbentuk Briket, atau dapat jugadengan proses carbonil jika tresedia cukup daya listrik dimanaserbuk Nickel dipanggang untuk menhilangkan sisasisa Sulphur danBesi kemudian direduksi oleh Hydrogen.Dengan demikian maka oxide logam akan keluar dan membentukuap, akan terbang dan membentuk gas Nickel carbonil yang kemudianmencair karena pengaruk Carbonmonoxide serta akan mengalirmelalui kulit endapan Nickel.
Pemakaian Nickel
Secara komersial Nickel banyak digunakan secara murniterutama untuk peralatan-peralatan yang menuntut ketahanan korosiyang tinggi, seperti peralatan dalam industri makanan , industri kimia,obat-obatan serta peralatan kesehatan, industri petroleum dan lainlain.Nickel dapat dibentuk melalui proses panas maupun dingin,memiliki sifat mampu tempa, mampu mesin dengan pemotong HSS.Dapat dikerjakan dengan Cupping, Drawing, Spining, Swaging,Bending, dan Forming. Penyambungan dapat dilakukan dengan
pengelasan, penyolderan, Brazing dan Welding.
4. Timah putih, Tin, Stannum (Sn)
Timah putih, Tin, Stannum (Sn) ialah logam yang berwarnaputih mengkilap, sangat lembek dengan titik cair yang rendah yakni2320C. Logam ini memiliki sifat ketahanan korosi yang tinggisehingga bnayak digunakan sebagai bahan pelapis pada plat baja,digunakan sebagai kemasan pada berbagai produk makanan karenaTimah putih ini sangat tahan terhadap asam buah dan Juice. Fungsikegunaan yang lain ialah sebagai bahan pelapis pada bantalanluncur serta sebagai unsur paduan pada bahan-bahan yang memilikititik cair rendah. Timah putih, Tin, Stannum (Sn) paling banyakdigunakan sebagai timah pateri serta paduan pada logam-logambantalan seperti Bronzes dan gunmetal atau ditambahkan sedikitpada paduan Tembaga Seng (Kuningan, Brasses) untuk memperoleh
ketahanan korosi.
Timah putih, Tin, Stannum (Sn) diproses dari bijih timah(Tinstone), extracsinya dilakukan melalui pencairan dengantemperature tinggi sehingga timah dapat mengalir keluar dariberbagai unsur pengikatnya.
5. Seng, Zincum (Zn)
Seng, Zincum (Zn) ialah logam yang berwarna putih kebiruanmemiliki titik cair 4190C, sangat lunak dan lembek tetapi akanmenjadi rapuh ketika dilakukan pembentukan dengan temperaturepengerjaan antara 1000C sampai 1500C tetapi sampai temperature inimasih baik dan mudah untuk dikerjakan. Seng memiliki sifat tahanterhadap korosi sehingga banyak digunakan dalam pelapisan plat baja sebagai pelindung baja tersebut dari pengaruh gangguan korosi,selain itu Seng juga digunakan sebagai unsur paduan dan sebagai
bahan dasar paduan logam yang dibentuk melalui pengecoran.Sekalipun Seng merupakan bahan yang lembek akan tetapiperanannya sangat penting sekali sebagai salah satu bahan Teknikyang memilki berbagai keunggulan, baik digunakan sebagai bahanpelapis pada baja yang tahan terhadap korosi, misalnya untuk atapbangunan, dinding serta container yang juga harus tahan terhadappengaruh air dan udara serta serangga dan binatang. Seng jugamerupakan unsur paduan untuk bahan pengecoran.Bahan baku Seng adalah Sulfida Carbonate, biasanya beradaberdekatan dengan Lead atau Timah Hitam atau kadang-kadang jugadengan Silver.
Konsentrat biasanya dilakukan dengan Grafitasi ataupengapungan.
Proses produksi awal dilakukan dengan mengurangi kadarAsam sulfat yang terkandung pada Oxide Seng melaluipenggarangan. Langkah selanjutnya ialah menggunakan satuThermal untuk menghasilkan penguapan serta kondensat, dariproses ini akan diperolah 1 hingga 2% Lead yang diketahui sebagaiSpelter atau Seng kasar dengan 99,99% yang akan diproses lanjutdengan cara elektrolisa serta proses penggarangan, dan melaluiproses ini bijih Seng akan melarut didalam Asam Sulphuric sesuaidengan kebutuhannya. Proses berikutnya ialah penggarangan agarunsur Carbon bercampur didalam Briket sebelum pemanasanmelalui pengolperasian didalam retor Vertical secara Continyu.
6. Manganese (Mn)
Manganese (Mn) logam yang memiliki titik cair 12600C UnsurManganese (Mn) ini diperoleh melalui proses reduksi pada bijihManganese sebagaimana proses yang dilakukan dalam pembuatanbaja. Manganese digunakan pada hampir semua jenis baja dan besituang sebagai unsur paduan kendati tidak menghasilkan pengaruhyang signifikan dalam memperbaiki sifat baja tetapi tidakberpengaruh buruk karena didalam baja memiliki kandungan unsurSulphur. Disamping itu Manganese (Mn) merupakan unsur paduanpada Aluminium, Magnesium ,Titanium dan Kuningan.
7. Chromium (Cr)
Chromium ialah logam berwarna kelabu, sangat keras dengantitik cair yang tinggi yakni 18900C , Chromium diperoleh dari unsurChromite, yaitu senyawa FeO.Cr2. Unsur Chromite (Fe2 Cr2 06 ) sertaCrocoisite (PbCrO4). Chromium memiliki sifat yang keras serta tahanterhadap korosi jika digunakan sebagai unsur paduan pada baja danbesi tuang dan dengan penambahan unsur Nickel maka akandiperoleh sifat baja yang keras dan tahan panas (Heat resistance-Alloy).
8. Aluminium (Al)
Aluminium ialah logam yang berwarna putih terang dan sangatmengkilap dengan titik cair 6600C sangat tahan terhadap pengaruhAtmosphere juga bersifat electrical dan Thermal Conductor dengankoefisien yang sangat tinggi. Chromium bersifat non magnetic.Secara komersial Aluminium memiliki tingkat kemurnianhingga99,9% , dan Aluminium non paduan kekuatan tariknya ialah 60N/mm2 dan dikembangkan melelui proses pengerjaan dingin dapatditingkatkan sesuai dengan kebutuhannya hingga 140 N/mm2. Uraian
lebih luas tentang Aluminum dapat dilihat pada uraian tentangAluminium dan paduannya.
9. Tembaga, Copper, Cuprum (Cu)
Tembaga ialah salah satu logam penting sebagai bahan Teknikyang pemakaiannya sangat luas baik digunakan dalam keadaanmurni maupun dalam bentuk paduan.Tembaga memilki kekuatan Tarik 150 N/mm2 sebagai TembagaCor dan dengan proses pengerjaan dingin kekuatan tarik Tembagadapat ditingkatkan hingga 390 N/mm2 demikian pula dengan angkakekerasannya dimana Tembaga Cor memiliki angka kekerasan 45HB dan meningkat hingga 90 HB melalui proses pengerjaan dingin,dengan demikian juga akan diperoleh sifat Tembaga yang ulet sertadapat dipertahankan walaupun dilakukan proses perlakuan panasmisalnya dengan Tempering (Lihat Heat treatment). Sifat listrik dansebagai penghantar panas yang baik dari Tembaga (Electrical andThermal Conductor) Tembaga dan menduduki urutan kedua setelahSilver namun untuk ini Tembaga dipersyaratkan memiliki kemurnianhingga 99,9%. Salah satu sifat yang baik dari tembaga ini jugaadalah ketahanannya terhadap korosi atmospheric bahkan jeniskorosi yang lainnya .
Tembaga mudah dibentuk dan disambung melalui penyolderan(Soldering), Brazing dan pengelasan (Welding). Untuk membahaslebih jauh tentang Tembaga ini dapat dilihat pada uraian tentangTembaga dan paduannya.
10. Magnesium (Mg)
Magnesium ialah logam yang berwarna putih perak dan sangatmengkilap dengan titik cair 6510C yang dapat digunakan sebagaibahan paduan ringan, sifat dan karakteristiknya sama denganAluminium. Perbedaan titik cairnya sangat kecil tetapi sedikit berbedadengan Aluminium terutama pada permukaannya yang mudahkeropos bila terjadi oxidasi dengan udara. Oxid film yang melapisipermukaan Magnesium hanya cukup melindunginya dari pengaruhudara kering, sedangkan udara lembab dengan kandungan unsurgaram kekuatan oxid dari Magnesium akan menurun, oleh kerana ituperlindungan dengan cat atau lac (pernis) merupakan metoda dalammelidungi Magnesiumdari pengaruh korosi kelembaban udara.
11. Antimony, Stibium (Sb)
Antimony, Stibium (Sb) ialah logam yang berwarna putih kelabuterang, Antimony, Stibium memiliki titik cair 6300C, Logam inidiperoleh dari mineral Stibnite (Sb2S3), Tetrahednite (Cu3SbS3) danFamantinite (Cu3SbS4) dan dari kedua bahan mineral inilah Antimony,Stibium (Sb) dibuat melalui penguapan, akan tetapi karena tidakmencukupi maka terpaksa dilakukan extracsi pada Stibinite.Antimony, Stibium (Sb) digunakan dalam pemenuhankebutuhan bahan yang digunakan pada temperature rendah, sebagailogam-logam bantalan yang dipadu dengan lead (timah hitam) danakan mempengaruhi kekerasan dari Timah hitam itu sendiri.
12. Bismuth (Bi)
Bismuth ialah logam berwarna putih kelabu kemilau, sifatBismuth sangat keras dan rapuh dan tidak dapat ditemnpa. TitikCairnya 2710C dan keadaannya relative murni. Bismuth diperolehdari campuran berbagai unsur dalam kondisi alami. ProsesPemisahannya dilakukan dengan pembersihan terlebih dahuludimana Bismuth ini terdapat dalam keadaan kurang bersih, sehinggadiperlukan berbagai perlakuan.
13. Boron (B)
Boron (B) memiliki titik cair 23000C dan Boron-Carbide sangatkeras dan tahan terhadap pengaruh kimia.Proses pemurnian Boron termasuk sangat sulit akan tetapikerap kali Boron ditemukan dalam keadaan murni sehingga disebutsebagai logam Murni atau logam langka (rare-metal).Boron tidak digunakan sebagai element akan tetapiu Borondigunakan sebagai bahan pembuatan Dies, Nozle untuk Injectionmoulding, perlatan cetakan pasir Sand Blasting Gauge, pivot sertapermukaan bearing. Boron dibuat dlkam bentuk bubukan sehinggapembentukannya dilakukan dengan proses Sintering.
14. Cadmium (Cd)
Cadmium (Cd) ialah logam yang berwarna putih kebiruansifatnya sangat lunak dan lembek dengan titik cair hanya 3210C,sebagai bahan dasar dari Cadmium ini ialah endapan Seng. Endapanpekat dari Cadmium terdapat dibagian tertentu dari instalasipengolahan Seng (Zn), Cadmium digunakan dalam paduan yangmemiliki titik cair rendah serta bahan tambah pada Tembaga. Yangpenting dalam pemakaian Cadmium ini ialah sebagai lapisanpelkindung pada Baja atau Kuningan (Brasses).
15. Cerium (Ce)
Cerium (Ce) disebut sebagai logam langka (rare earth-metal),memiliki titik cair 6400C dapat ditambahkan kedalam besi tuang untukpembuatan electrode, pembuatan busur listrik atau sebagai bahanbatu pemantik (lighter flints).
16. Cobalt (Co)
Cobalt (Co) ialah LOgam yang brwarna putih silver ini memilkititik cair 14900C dan bersifat magnetic tinggi. Cobalt diperolehbersama unsur Nickel serta element-element mineral tertentu dandipisahkan selama proses pemurnian pada unsur Nickel.
17. Iridium (Ir)
Iridium (Ir) ini disebut sebagai baja putih ini adalah logam darikelompok Platinum yang memiliki titik cair 24540C sebagai bahanpaduan dengan unsur Platinum-Alloy yang kuat dank eras
sertameningkatkan titik cairnya.
18. Germanium (Ge)
Germanium (Ge) merupakan logam dengan sifat kelistrikanyang spesifik sehingga digunakan sebagai komponen adalam TeknikKelistrikan.
19. Mercury, Hydragirum (Hg)
Mercury, Hydragirum (Hg) ialah salah satu jenis logam murniyang diperoleh dalam skala kecil dengan logam murni lainnya sertaSulphide (HgS) yang dapat dilakukan extraksi melalui pemanasansederhana yang kemudian diproses secara destilasi, jika perludilakukan penegrjaan lanjut untuk menghilangkan kadar Seng danCadmium. Mercury digunakan dalam Thermometer dan Barrometerserta saklar atau electrical Switches.
20. Molybdenum (Mo)
Molybdenum (Mo) ialah Logam yang berwarna putih Silverdengan titik Cair 26200C. Terdapat dalam bentuk Sulphide sertaberbagai Oxid pada berbagai jenis Logam.
Molybdenum (Mo) digunakan sebagai unsur paduan pada bajadan Besi Tuang (Cast Iron).
21. Platinum (Pt)
Platinum (Pt) adalah salah satu jenis logam berat yangberwarna putih kelabu dan sangat mengkilap dengan titik cair 17730Cdan memiliki sifat yang mudah dibentuk, ulet dan tidak mengandungOxide atau tar dalam udara bebas.
Platinum (Pt) sangat cocok digunakan dalam paduan denganIridium yang dapat meningkatkan kekerasannya. Platinum (Pt)terdapat dalam paduan logam mulia serta endapan Tembaga-Nickel.Platinum (Pt) dapat pula diperoleh melalui proses extraksi pada mas(gold) dan Nickel.
22. Palladium (Pd)
Palladium (Pd) termasuk dalam kelompok Platinum yakni logamyang berwarna putih dan sangat ulet, mudah dibentuk dan tahanterhadap oxidasi. Palladium (Pd) memiliki titik cair 15550 C.Palladium (Pd) sering dipadukan dengan Silver yang dapatmenggantikan Platinum dalam pembuatan Contact Point dan akanmemiliki sifat kekerasan yang tinggi dengan ketahanan korosi yangberbeda dengan Silver.
23. Rhodium (Rh)
Rhodium (Rh) juga merupakan salah satu dari logam dalamkelompok Platinum, Rhodium (Rh) memiliki titik cair 19850C sangattahan terhadap berbagai bentuk pengaruh asam. Digunakan sebagaibahan pelapis logam lain serta sebagai unsur paduan pada Platinumdalam pembuatan kawat tahanan (Resisitor) pada Thermocouple.
24. Silver, Argentum (Ag)
Silver, Argentum (Ag) adalah salah satu logam mulia yangmemiliki titik cair 9600C terdapat dalam skala kecil dan terpadu padaTembaga dan mas. Silver memiliki conduktifitas listrik yang palingtinggi disbanding dengan logam lainnya dan digunakan dalam kontaklistrik juga dalam Siver solders serta bahan pelapis logam lain.
25. Selenium (Se)
Selenium (Se) memiliki titik cair 2200 C dan dapat diperolehmelalui proses extraksi dari logam lain termasuk pada Tembaga. Sifatyang lain dari Selenium ialah memiliki sifat hantaran listrik yang baikdan menjadi alternative pilihan dalam pemakaian ringan sertadigunakan pula dalam photoscell serta digunakan sebagai unsurpaduan pada Tembaga untuk meningkatkan sifat mampu mesin daritembaga tersebut.
26. Tantalum (Ta)
Tantalum (Ta) logam yang berwarna putih dan dapat dibentukmelalui proses pengerjaan dingin. Proses pengerjaan panas dapatmeningkatkan angka kekerasannya secara drastic.Tantalum (Ta) memiliki titik cair 32070C dan digunakan dalamperkakas Cementite Carbide dan sebagai tambahan unsur paduanpada logam non-Ferro.
27. Tellurium (Te)
Tellurium (Te) memiliki titik cair 4520C sedikit ditambahkanpada Timah Hitam akan meningkatkan kekerasannya, dan jikaditambahkan pada Tembaga akan memberikan sifat free-Cutting.
28. Thorium (Th)
Thorium (Th) sangat lunak seperti timah hitam (Lead) dan dapatmencair pada temperature 18270C. Thorium (Th) digunakan sebagaiunsur paduan pada Tungsten dalam pembuatan kawat filament sertadigunakan pula dalam paduan Magnesium untuk menghasilkan sifatCreep resistance.
29. Tungten, Wolfram (W)
Tungten, Wolfram (W) memiliki titik cair 34100C berwarnakelabu, sangat keras dan rapuh pada temperature ruangan, tetapiulet dan liat pada Temperatur tinggi. Bahan dasar dari Tungten,Wolfram (W) ini ialah Oxide mineral dan diperoleh melalui prosesreduksi. Tungten, Wolfram (W) digunakan sebagai bahan pembuatanfilament, untuk kwat radio dan lampu serta digunakan pula sebagaiunsur paduan pada alat potong (Tool Steel) yakni sebagai bahanHigh Speed Steel (HSS) atau baja kecepatan tinggi, baja Magnetserta dibentuk melalui proses sintering untuk bahan perkakas.
30. Vanadium (V)
Vanadium (V) akan mencair pada Temperatur diatas 19000C,logam yang berwarna putih ini sangat keras, jika ditambahkan padabaja sebagai unsur paduan akan menambah kekenyalan dari bajatersebut.
31. Beryllium (Be)
Beryllium (Be) Logam yang berwarna kelabu ini memiliki sifatyang sangat keras dengan titik cair 12850C tetapi lebih ringan daripada Aluminium.
Beryllium memiliki sifat yang rendah dalam peredamanNeutronnya pada arah memotong sehingga tidak bereaksi terhadapberbagai bentuk dan derajat Neutron yang dilaluinya. Beryllium (Be)merupakan logam yang memiliki sifat thermal konduktor sertategangan yang baik dan stabil pada Temperatur tinggi namunkeuletannya rendah. Oleh karena itu proses metallurgy bubukan(Powder metallurgy) bukan metoda yang baik dalam pembentukandengan bahan Beryllium ini.
dengan puitaran yang sangat rendah sebagaimana pemotonganpada Aluminium.
Proses fabrikasi Zirconium harus dilakukan secara hati-hatiterhadap kemungkinan terjadinya kontaminasi dengan oxygen,Nitrogen serta Hydrogen akibat pemanasan.
Zirconium kadang-kadang digunakan sebagai unsur paduanpadan Magnesium dalam memenuhi kebutuhan dalam TeknologiNuclear dimana Zirconium dapat meredam unsur Neutron secaramelintang dengan kekuatan tarik yang stabil didalam suhu runagan,tahan terhadap korosi air , uap serta berbagai media pendingin.Pemakaian Zirconium juga sebagai unsur paduan denganbahan-bahan lain seperti timah putih (Tin), Besi, Chromium, Nickel,Tembaga dan Molybdenum.
32. Niobium (Nb)
Niobium ialah logam yang sangat ulet (ductile) dan lunakdengan kekuatan tarik 280 N/mm2 dan titik cairnya 24690C. Keuletandari sifat Niobium ini ialah karena pengaruh Oxygen dan Carbon,pengerjaan panas serta udara.Niobium yang dibentuk menjadi plat tipis dapat dilas denganresistance-Welding, sedangkan untuk bahan yang tebal diatas 0,5mm harus dilas dengan Argon-arc atau Argon-arc Spot welding.Niobium digunakan dan dikembangkan pemakaiannya untukmemenuhi kebutuhan bahan dlam Teknologi Nuclear serta bahanpembuatan Turbine gas.
Macam - Macam Paduan Dari Logam Non - Ferro (Non - FerrousAlloys)
Tembaga dan Paduannya
Tembaga digunakan secara luas sebagai salah satu bahanteknik, baik dalam keadaan murni maupun paduan. Tembagamemiliki kekuatan tarik hingga 150 N/mm2 dalam bentuk tembagatuangan dan dapat ditingkatkan hingga 390 N/mm2 melaluiproses pengerjaan dingin dan untuk jenis tuangan aangkakekerasanya hanya mencapai 45 HB namun dapat ditingkatkanmenjadi 90 HB melalui pengerjaan dingin, dimana denganproses pengerjaan dingin ini akan mereduksi keuletan, walaupundemikian keuletannya dapat ditingkatkan melalui prosesannealing (lihat proses perlakuan panas) dapat menurunkanangka kekerasan serta tegangannya atau yang disebut prosestemperature dimana dapat dicapai melalui pengendalian jarakpengerjaan setelah annealing. Tembaga memiliki sifat thermal dan electrical conduktifitasnomor dua setelah Silver. Tembaga yang digunakan sebagaipenghantar listrik banyak digunakan dalam keadaan tingkatkemurnian yang tinggi hingga 99,9%.Sifat lain dari tembaga ialah sifat ketahanannya terhadapkorosi atmospheric serta berbagai serangan media korosilainnya. Tembaga sangat mudah disambung melalui prosespenyoderan, Brazing serta pengelasan.Tembaga termasuk dalam golongan logam berat dimanamemiliki berat jenis 8,9 kg/m3 dengan titik cair 10830C. Pembuatan tembaga Unsur dasar tembaga diperoleh dalam bentuk bijih tembagadengan kadar yang rendah dengan rata-rata kurang dari 4%.Proses pemecahan dan pembubukan dilakukan untukmemisahkan unsur tembaga dari butiran-butiran pengikat melaluipengapungan serta untuk menghilangkan butiran-butiran yangtidak berguna Butiran-butiran yang mengandung unsur tembaga dipanasakandidalam dapur pemanas untuk melepaskan ikatannya denganunsur batuan serta persenyawaan dengan unsur sulphide besi.Unsur ini kemudian diolah didalam converter untuk pemisahanbesi dan sulphur. Proses pemurnian api (Fire-refining) Dari proses tersebut diatas akan dihasilkan tembaga untukdilakukan proses pemurnian api (Fire-refining) dimana tembaga yangdalalm keadaan tidak murni dicairkan dan dilakukan proses oksidasiuntuk melepaskan berbagai unsur lainnya yang terkandung didalamTembaga tersebut. Selanjutnya dengan menggunakan batang kayu yang ditekankankedalam larutan untuk menggerakkan oxygen oleh pembakaran danselanjutnya dituangkan kedalam cetakan dan menghasilkan tembagadalam bentuk batangan. Electrolytic refining Electrolytic refining yaitu proses pemurnian dengan cara elektrolityang akan menghasilkan tembaga murni, prosesnya ialah tembaga yangberbentuk batangan yakni tembaga yang akan dimurnikan berfungsisebagai anoda digantungkan didalam cairan panas asam sulphuric dancooper sulphate dan dihubungkan melalui plat tembaga murni sebagaikatoda, dengan demikian unsur tembaga ini akan mngendap padacathode dan unsur-unsur lainnya akan mengendap pada kubangan darilarutan elektrolite. Kadar Tembaga Kadar Tembaga ialah derajat kemurnian tembaga yangberhubungan dengan proses pembuatan serta fungsi pemakaiannya,yang meliputi Cathode Copper Kadar Tembaga diperoleh dari proses electrolisa (electrolyticrefining) yang digunakan sebagai raw material untuk penghantar aruslistrik serta tembaga paduan dan bahan tuangan.Electrolytic Tough High Conductivity CopperTembaga ini ialah dimana Cathode copper dicairkan dandituangkan kedalam cetakan dengan bentuk yang sesuai dengankebutuhan pekerjaan, kadar oxygen atau Pitch harus dikendalikan secarahati - hati karena dapat mengakibatkan timbulnya efek yang merugikan terhadap sifat kemurniannya.Fire refined Tough Pitch High Condictivity CopperConduktifitas Tembaga ini lebih baik dari pada electrolytic Tough Pitch Copper, akan tetapi tingkat kemurniannya lebih rendah dimana sebagian kecil dari unsur-unsur lain tidak sapat dihilangkan melalui proses ini.
BAB II
KLASIFKASI STRUKTUR KRISTAL ADA LOGAM
kristal telah diklasifikasikan berdasarkan cara penyusunan partikelnya. Kristal juga dapat diklasifikasikan dengan jenis partikel yang menyusunnya atau dengan interaksi yang menggabungkan partikelnya (Tabel 8.2).
Tabel 8.2 Berbagai jenis kristal
logam ionikmolekularkovalen
Li38LiF246,7Ar1,56C(intan)170
Ca42NaCl186,2Xe3,02Si105
Al77AgCl216Cl4,88SiO2433
Fe99Zn964CO26,03
W200CH41,96
Nilai yang tercantum di atas adalah energi yang diperlukan untuk memecah kristal menjadi partikel penyusunnya (atom, ion, atau molekul (dalam kkal mol-1))
a. Kristal logam
Kisi kristal logam terdiri atas atom logam yang terikat dengan ikatan logam. Elektron valensi dalam atom logam mudah dikeluarkan (karena energi ionisasinya yang kecil) menghasilkan kation. Bila dua atom logam saling mendekat, orbital atom terluarnya akan tumpang tindih membentuk orbital molekul. Bila atom ketiga mendekati kedua atom tersebut, interaksi antar orbitalnya terjadi dan orbital molekul baru terbentuk. Jadi, sejumlah besar orbital molekul akan terbentuk oleh sejumlah besar atom logam, dan orbital molekul yang dihasilkan akan tersebar di tiga dimensi.Logam akan terdeformasi bila gaya yang kuat diberikan, tetapi logam tidak akan putus. Sifat ini karena interaksi yang kuat antara ion logam dan elektron bebas.Tingginya hantaran panas logam dapat juga dijelaskan dengan elektron bebas ini. Bila salah satu ujung logam dipanaskan, energi kinetik elektron sekitar ujung itu akan meningkat. Peningkatanenergi kinetik dengan cepat ditransfer ke elektron bebas. Hantaran listrik dijelaskan dengan cara yang sama. Bila beda tegangan diberikan pada kedua ujung logam, elektron akan mengalir ke arah muatan yang positif.Kilap logam diakibatkan oleh sejumlah besar orbital molekul kristal logam. Karena sedemikian banyak orbital molekul, celah energi antara tingkat-tingkat energi itu sangat kecil. Bila permukaan logam disinari, elektron akan mengabsorbsi energi sinar tersebut dan tereksitasi. Akibatnya, rentang panjang gelombang cahaya yang diserap sangat lebar. Bila elektron yang tereksitasi melepaskan energi yang diterimanya dan kembali ke keadaan dasar, cahaya dengan rentang panjang gelombang yang lebar akan dipancarkan, yang akan kita amati sebagai kilap logam.
b. Kristal ionik
Kristal ionik semacam natrium khlorida (NaCl) dibentuk oleh gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif. Kristal ionik biasanya memiliki titik leleh tinggo dan hantaran listrik yang rendah. Namun, dalam larutan atau dalam lelehannya, kristal ionik terdisosiasi menjadi ion-ion yang memiliki hantaran listrik.Biasanya diasumsikan bahwa terbentuk ikatan antara kation dan anion. Dalam kristal ion natrium khlorida, ion natrium dan khlorida diikat oleh ikatan ion. Berlawanan dengan ikatan kovalen, ikatan ion tidak memiliki arah khusus, dan akibatnya, ion natrium akan berinteraksi dengan semua ion khlorida dalam kristal, walaupun intensitas interaksi beragam. Demikian juga, ion khlorida akan berinteraksi dengan semua ion natrium dalam kristal.Susunan ion dalam kristal ion yang paling stabil adalah susunan dengan jumlah kontak antara partikel bermuatan berlawanan terbesar, atau dengan kata lain, bilangan koordinasinya terbesar. Namun, ukuran kation berbeda dengan ukuran anion, dan akibatnya, ada kecenderungan anion yang lebih besar akan tersusun terjejal, dan kation yang lebih kecil akan berada di celah antar anion.
c. Kristal molekular
Kristal dengan molekul terikat oleh gaya antarmolekul semacam gaya van der Waals disebut dengan kristal molekul. Kristal yang didiskusikan selama ini tersusun atas suatu jenis ikatan kimia antara atom atau ion. Namun, kristal dapat terbentuk, tanpa bantuan ikatan, tetapi dengan interaksi lemah antar molekulnya. Bahkan gas mulia mengkristal pada temperatur sangat rendah. Argon mengkristal dengan gaya van der Waaks, dan titik lelehnya -189,2C. Padatan argon berstruktur kubus terjejal.Molekul diatomik semacam iodin tidak dapat dianggap berbentuk bola. Walaupun tersusun teratur di kristal, arah molekulnya bergantian (Gambar 8.11). Namun, karena strukturnya yang sederhana, permukaan kristalnya teratur. Ini alasannya mengapa kristal iodin memiliki kilap.
Gambar 8.11 Struktur kristal iodin.Strukturnya berupa kisi ortorombik berpusat muka.Molekul di pusat setiap muka ditandai dengan warna lebih gelap.
Pola penyusunan kristal senyawa organik dengan struktur yang lebih rumit telah diselidiki dengan analisis kristalografi sinar-X. Bentuk setiap molekulnya dalam banyak kasus mirip atau secara esensi identik dengan bentuknya dalam fasa gas atau dalam larutan.
d. Kristal kovalen
Banyak kristal memiliki struktur mirip molekul-raksasa atau mirip polimer. Dalam kristal seperti ini semua atom penyusunnya (tidak harus satu jenis) secara berulang saling terikat dengan ikatan kovelen sedemikian sehingga gugusan yang dihasilkan nampak dengan mata telanjang. Intan adalah contoh khas jenis kristal seperti ini, dan kekerasannya berasal dari jaringan kuat yang terbentuk oleh ikatan kovalen orbital atom karbon hibrida sp3 (Gambar 8.12). Intan stabil sampai 3500C, dan pada temperatur ini atau di atasnya intan akan menyublim.Kristal semacam silikon karbida (SiC)n atau boron nitrida (BN)n memiliki struktur yang mirip dengan intan. Contoh yang sangat terkenal juga adalah silikon dioksida (kuarsa; SiO2) (Gambar 8.13). Silikon adalah tetravalen, seperti karbon, dan mengikat empat atom oksigen membentuk tetrahedron. Setiap atom oksigen terikat pada atom silikon lain. Titik leleh kuarsa adalah 1700 C
Gambar 8.12 Struktur kristal intanSudut C-C-C adalah sudut tetrahedral, dan setiapatom karbon dikelilingi oleh empat atom karbon lain.
Gambar 8.12 Struktur kristal intanSudut C-C-C adalah sudut tetrahedral, dan setiapatom karbon dikelilingi oleh empat atom karbon lain.
Latihan 8.5 Klasifikasi padatanKristal yang diberikan di bawah ini termasuk kristal logam, ionik, kovalen, atau molekular. Kenali jenis masing-masing.
padatanTitik leleh (C)Kelarutan dalam airHantaran listrik
A150Tak larutTidak
B1450Tak larutMenghantar
C2000Tak larutTidak
D1050larutTidak
JawabA = kristal molekular, B = kristal logam, C = kristal kovalen, D = kristal ionikKristal biasanya diklasifikasikan seprti di latihan 8.5 di atas. Dalam metoda lain, kristal diklasifikasikan bergantung pada partikel penyusunnya, yakni atom, molekul atau ion. Kristal yang tersusun atas atom meliputi kristal logam, kristal kovalen, dan kristal molekular seperti kristal gas mulia. Tabel 8.4 merangkumkan klasifikasi ini.
partikelJenis ikatanSifatContoh
Jaringan atomIkatan kovalen berarahkerasTitik leleh tinggiInsulatorintan
logamIkatan kovalen takberarahKekeresan bervariasiTitik leleh bervariasikonduktorperakbesi
Gas muliaGaya antarmolekulTitik leleh sangatrendahargon
Molekul (polar)Interaksi dipol-dipollunakTitik leleh rendahInsulatoreses kering
ionIkatan ionikKerasTitik leleh tinggiinsulatornatrium khlorida
e. Kristal cair
Kristal memiliki titik leleh yang tetap, dengan kata laun, kristal akan mempertahankan temperatur dari awal hingga akhir proses pelelehan. Sebaliknya, titik leleh zat amorf berada di nilai temperatur yang lebar, dan temperatur selama proses pelelehan akan bervariasi.Terdapat beberapa padatan yang berubah menjadi fasa cairan buram pada temperatur tetap tertentu yang disebut temperatur transisi sebelum zat tersebut akhirnya meleleh. Fasa cair ini memiliki sifat khas cairan seperti fluiditas dan tegangan permukaan. Namun, dalam fasa cair, molekul-molekul pada derajat tertentu mempertahankan susunan teratur dan sifat optik cairan ini agak dekat dengan sifat optik kristal. Material seperti ini disebut dengan kristal cair. Molekul yang dapat menjadi kristal cair memiliki fitur struktur umum, yakni molekul-molekul ini memiliki satuan struktural planar semacam cincin benzen. Di Gambar 8.14, ditunjukkan beberapa contoh ristal cair.
Gambar 8.14 Beberapa contoh kristal cairDalam kristal-kristal cair ini, dua cincin benzen membentuk rangka planar.
Terdapat tiga jenis kristal cair: smektik, nematik, dan kholesterik. Hubungan struktural antara kristal padat-smektik, nematik dan kholesterik secara skematik ditunjukkan di Gambar 8.15. Kristal cair digunakan secara luas untuk tujuan praktis semacam layar TV atau jam tangan.
Gambar 8.15 Keteraturan dalam kristal cair. Keteraturan adalm kristal adalah tiga dimensi. Dalam kristal cair smektik dapat dikatakan keteraturannya di dua dimensi, dan di nematik satu dimensi. T adalah temperatur transisi.
DAFTAR PUSTAKA
SMK Kelas 10.1 Teknik
RINGKASAN MATERI UNIVERSITAS MERCU BUANA
TUGAS 1
MAKALAH METALURGI FISIK
KLASIFIKASI MATERIAL & STRUKTUR KRISTAL
PADA LOGAM
