Bahan Baku Keramik [PDF]

Citation preview

BAHAN BAKU KERAMIK : Clay (ball clays) Secara umum bahan Kaolin (china clay) baku utama untuk Bentonit pembuatan keramik berupa mineral. Oksida Felspar anorganik dan sebagian Piropilit oksida logam Silika Diperlukan pengolahan awal pada setiap bahan baku diantaranya benefisiasi.  KERAMIK : adalah berbagai produk industri kimia yang dihasilkan dari pengolahan tambang seperti clay, feldspar, pasir silika dan kaolin melalui tahapan pembakaran dengan suhu Industri keramik yang terdiri dari ubin (tile), saniter, perangkat rumah tangga (tableware), genteng telah memberikan kontribusi signifikan dalam mendukung pembangunan nasional melalui penyediaan kebutuhan domestik, perolehan devisa dan penyerapan tenaga kerja. KAPASITAS : Saat ini kapasitas industri keramik tile mencapai 327 juta m2, keramik saniter 4,6 juta pcs dan keramik tableware 268 juta pcs, sehingga untuk keramik telah menempatkan Indonesia sebagai produsen keramik terbesar dunia setelah China, Italy, Spanyol, Turki dan Brazil. KARAKTERISTIK INDUSTRI KERAMIK : Penggunaan bahan baku tambang, Padat karya, Padat energi, meliputi : yang tidak dapat diperbaharui. KELOMPOK INDUSTRI KERAMIK HULU : Meliputi Industri bahan baku keramik seperti tanah liat, kaolin, feldspar, pasir kuarsa, zirkon Bahan Baku dan Sumber Deposit Bahan Baku Bahan baku dan penolong yang masih di impor sebagian besar dari China seperti feldspar, glazur / fritz, China Stone dan zat pewarna Kelompok industri antara (pigmen). Meliputi bahan baku body keramik, bahan pewarna, frits dan glasir KELOMPOK INDUSTRI KERAMIK HILIR : Meliputi industri barang jadi keramik seperti perlengkapan rumah tangga dari porselin, bahan bangunan dari porselin, alat laboratorium dan alat listrik/teknik dari porselen, barang untuk keperluan laboratorium kimia dan kesehatan dari porselin serta barangbarang lainnya dari porselin. SUMBER CADANGAN BAHAN BAKU : Jenis Bahan Lokasi Cadangan (Ton) Feldspar Pangaribuan Sumut 400 ribu Lampung 12,5 juta m3 Banjarnegara Jabar 642 ribu Tulung Agung 40 ribu Clay Lampung 10 juta Monterado, Kalbar 250 ribu Kaolin Bangka 7 juta Belitung 6 jutaToseki Pacitan, Jatim 5 Juta m3 PENGELOMPOKAN PRODUK KERAMIK : 1.Keramik ubin / tile: Ubin lantai, ubin perapian, atau ubin dinding 2.Keramik Saniter: Bak Cuci, wastafel, bak mandi, kloset, tangki air, pembilasan dan perelngkapan saniter semacam itu dari keramik, porselein atau tanah lempung china. 3 Keramik table ware: Perangkat makan, perangkat dapur, dan perelngkapan rumah tangga lainnya.  Keramik termasuk dalam kategori thermoset yaitu suatu benda yang telah mengalami pemanasan dan pendinginan kembali tidak dapat berubah lagi kebentuk asalnya. Berdasarkan fungsi dan strukturnya produk keramik dapat dikelompokkan menjadi 2 (dua) jenis yaitu keramik konvensional dan keramik maju. KERAMIK KONVENSIONAL : menggunakan bahan konvensional bahan alam fasa amorf (dengan atau tanpa Keramik konvensional dapat dibagi diolah. dalam 2 • Industri keramik berat (dua) golongan maing – masing : terdiri dari



• refraktori, mortar, abrasive dan industri semen Industri keramik halus yang terdiri dari industri gerabah/keramik hias, porselen lantai dan dinding (tile), saniter, tableware dan isolator listrik. KERAMIK MAJU : Keramik maju dikenal juga advanced ceramics menggunakan bahan baku artifikal murni yang mempunyai fasa kristalin. Beberapa jenis industri keramik maju antara lain : • Zirkonia dan silikon, seperti untuk kebutuhan otomotif (blok mesin, gear, mata pisau dan gunting • Barium titanat untuk industri elektronika (kapasitor dan gunting) • Keramik nitrid oksida (zirkon nitride, magnesium nitride, cilikon karbida) digunakan untuk high technologi, cutting tools, komponen mesin, alat ekstraksi dan pengolahan logam • Fiber optic di industri telekomunikasi, penerangan, gedung pencakar langit dan tenaga surya CLAY MINERALS Al2Si2O5(OH)4.2H2OKaolinit merupakanpembentuk utama pada :China clay, ball clay, dan fire clay.Struktur dasarnya ikatan atom Si – O dan atom Al – O dinamakan gibsit atau lapisan oktahedral.  STRUKTUR SENYAWA KAOLIN Al2Si2O5(OH)4 Lapisan komposit yang membentuk enam sisi, mempunyai muatan positif dan negatif yang harganya harus nol. Al23+ Si24+ O52- (OH)4- 6 + 8 - 10 - 4 =0 sebagai rumus dasar pada semua mineral kaolin. Mineral Pyrophylite Al2Si4O10(OH)2 Jika mengandung magnesia atau lapisan brucite, Mg(OH)2 bila memadat dengan lapisan silika senyawanya menjadi Mg3Si4O10(OH)2 senyawa ini dinamakan talk. Dapat pula bersenyawa dengan ion-ion Mg2+, Fe2+, Fe3+, Li+Misalnya setiap ion dalam segi enam oleh Mg: (Al1,67Mg0,33)Si4O10(OH)2  Dalam senyawa monmorilonit biasanya mengandung unsur Na, sehingga rumus senyawanya menjadi: Na+0,33[Al1,673+Mg2+0,33] Si44+ O102-(OH)20,33 + 5,0 + 0,67 + 16 - 20 - 2 =0 SIFAT FISIK MINERAL CLAY : Terdiri dari nakrit, dickit, dan kaolinit ukurannya sangat kecil bentuknya plat kristal heksagonal. Diameternya berukuran antara 0,1 µ - 2µ, ukuran terbesar dapat mencapai 20 µ.Karena ukuran kecil ini menjadikan kaolin cukup keras dan tidak mudah pecah secara mekanik.Ukuran harus dibedakan : diameter, grain, dan mesh.  Monmorilonit: tipis, kristal datar, bentuknya sulit dilihat walau dengan mikroskop elektron. Diameternya antara 0,01 – 2,0 µ Karena inilah partikel clay memberikan sifat plastis. Illit, partikelnya sangat halus dengan ukuran 0,05 µ, sifat palstis, dan kerefraktoriannya rendah.  Mineral kaolin (nakrit, dickit dan kaolinit). bila dipanaskan atau dibakar: kehilangan air dan mineral hidrat, pada suhu 450oC Al2Si2O5(OH)4 450 C Al2Si2O7 + 2H2O Kaolinit Meta kaolinJika pemanasan berlanjut misalnya sampai dengan 1000oC akan memberikan perubahan yang kompleks.  Pada suhu 1000oC menghasilkan senyawa mullit dan bebas silika. 3Al2Si2O7 1000oC Al6Si2O13 + 4SiO2 Meta kaolin Mullit silika BALL : Adalah endapan sedimen CLAYS yang menumpuk pada jaman Eocene dan Oligocene. Dinamakan ball clays karena pada proses penambangan membentuk blok atau bola- Claybola. dapat juga berfungsi sebagai flokulan, deflokulan, penjerap.



KAOLIN pula sebagai China clay, bahan baku yang mendominasi atau persentase paling besar. Kaolin terdiri dari mineral utama: - kaolinit, halloysite, anauxite dan dickite - mineral aksesoris: muscovite, ilmenite, limonite, dllRumus kimia kaolin :Al2O32SiO22H2O, denganAl2O3 = 39,8%; SiO2= 46,3%; H2O= 13,9% Klasifikasi Keramik Pengertian Keramik Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Kamus dan ensiklopedia tahun 1950-an mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar seperti gerabah, genteng, tembikar dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat (Yusuf, 1998:2). Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia keramik memiliki arti barang-barang yang terbuat dari tanah liat, dicampur dengan bahan-bahan lain dan kemudian dibakar barang tembikar (porselen).Pada 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 dimana bahan diperoleh. Secara umum strukturnya sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas. Kurangnya beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek. Disamping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. - Klasifikasi Keramik Pada prinsipnya keramik terbagi atas: 1. Keramik Tradisional Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, tanah liat dan lain sebagainya. Yang termasuk keramik adalah barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory). 2. Keramik halus (modern) Keramik halus adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida atau logam seperti oksida logam Al2O3, ZrO2, MgO, dan lain-lain. Keramik halus disebut juga dengan Fine Ceramics yakni keramik modern atau biasa disebut dengan keramik teknik, keramik ini juga sering dibuat dengan menggunakan teknologi mesin (Joelianingsih, 2004). 3. Keramik Konstruksi Klasifikasi produk keramik konstruksi merupakan keramik tradisional yang digunakan dalam konstruksi yang didasarkan pada lingkup: • elemen untuk lantai, dinding, atap (bata); • alat angkut cairan dan pembuangan (pipa periuk);



• peralatan sanitasi (kesehatan); • lantai dan dinding (ubin). Material Keramik 1. PENGERTIAN KERAMIK Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Keramik adalah campuran yang terdiri dari unsur logam dan bukan logam. 2. KARAKTERISTIK KERAMIK Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk : • kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah. • Tahan korosi • Sifat listriknya dapat insulator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor • Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik • Keras dan kuat, namun rapuh. 3. KLASIFIKASI KERAMIK Keramik dapat di klasifikasikan kedalam lima kelas yaitu : Glass, Keramik Tradisional, Keramik Baru dengan performa tinggi, Sement dan Beton, dan Batu Mineral ( Natural keramik ). a. Glass b. Keramik tradisional c. Keramik baru dengan performa tinggi d. Sement dan beton e. Batu mineral ( Natural Keramik )



a.Glass Glass adalah benda yang transparan, lumayan kuat, biasanya tidak bereaksi dengan barang kimia, dan tidak aktif secara biologi yang bisa dibentuk dengan permukaan yang sangat halus dan kedap air. Glass bersumber dari batu kuarsa yang mengalami proses pemanasan untuk membentuknya menjadi glass / kaca.. Contoh keramik jenis glass adalah soda lime glass, dan borosilicate glass. Aplikasi keramik jenis glass ini adalah untuk peralatan makan, jendela, botol dan lain-lain. b. Keramik tradisional Keramik tradisional merupakan keramik yang telah lama di sempurnakan oleh orang-orang pada zaman dahulu. Keramik tradisional sendiri bersumber dari tanah lempung yang mengalami proses pemanasan sehinnga menjadi lebih keras. Contoh keramik tradisional: 1. Batu bata 2. Gucci buatan cina 3. Tembikar Aplikasi keramik jenis ini banyak ditemukan pada karya-karya seni, dan bidang konstruksi.



c. Keramik baru dengan performa tinggi Keramik baru adalah jenis keramik yang mengalami proses pengembangan untuk meningkatkan kerakteristik keramik itu sendiri. Keramik baru bersumber dari aluminium, mangan, dan silicon yang dipadukan bersama unsur lain. Contoh keramik jenis ini adalah diamond, silicon carbide yang banyak digunakan sebagai alat pemotong. d. Sement dan beton Sement dan beton banyak diaplikasikan pada berbagai jenis bangunan. Sement sendiri mengandung silica dan aluminium. Sekilas Tentang Keramik



Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pemba- karan. Kamus dan ensiklopedia tahun 1950-an mendefinisi- kan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk dapat menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng, porselin dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat. (Yusuf, 1998:2). 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 dimana bahan diperoleh. Secara umum strukturnya sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas.



Kurangnya beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek. Di samping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya. Klasifikasi Keramik Pada prinsipnya keramik terbagi atas: Keramik tradisional Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory). Keramik halus Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO,dll). Penggunaannya: elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis. (Joelianingsih, 2004) Sifat Keramik 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 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. Karakteristik struktur , sifat keramik dan Teknik pemerosesan keramik Posted by FIQROT UL on D ESE M BE R 14 , 20 11 I. Karakteristik struktur keramik



Struktur kristal keramik (terdiri dari berbagai ukuran atom yang berbeda atau minimal terdiri dari 2 jenis unsur) merupakan salah satu yang paling kompleks dari semua struktur bahan. Ikatan antara atom-atom ini umumnya ikatan kovalen (berbagi elektron, sehingga ikatan ini kuat) atau ion (terutama ikatanantara ion bermuatan, sehingga ikatan ini kuat). Ikatan ini jauh lebih kuat daripada ikatan logam. Akibatnya, sifat-sifat seperti kekerasan dan ketahanan panas dan listrik secara signifikan lebih tinggi keramik dari pada logam. Keramik dapat berikatan kristal tunggal ataudalam bentuk polikristalin. Ukuran butir mempunyai pengaruh besar terhadap kekuatan dan sifat-sifat keramik; ukuran butir yang halus (sehingga dikatakan keramik halus), semakin tinggi kekuatan dan ketangguhannya. Kebanyakan bahan pembentuk keramik memiliki ikatan ion, ikatan kovalen dan ikatanantara. Sebagai missal, bagian ikatan ion dalam sistem Mg-O, Al-O, Zn-O dan Si-O dapat dikatakan masing-masing 70%, 60%, 60% dan 50%. Yang sangat menarik adalah bahwa pada ReO3,V2O3 dan TiO, yang merupakan oksida dan tidak pernah menunjukkan sifat liat ataudapat di deformasikan, tetapi memiliki hantaran listrik yang relatif dapat disamakan dengan logam biasa. Dalam Kristal yang rumit, berbagai macam atom berperan dan ikatannya merupakan ikatan campuran dalam banyak hal. Struktur Kristal demikian dapat dimengerti apabila mengingat bahwa Kristal tersusun oleh kombinasi dari polyhedron koordinasi, dimana satuan kecil dari kation dikelilingi oleh beberapa anion. Salah satu contoh adalah silikat yang merupakan bahan baku penting bagi keramik.



II. Sifat-sifat keramik Secara umum kramik merupakan paduan antara logam dan non logam , senyawa paduan tersebut memiliki ikatan ionik dan ikatan kovalen . untuk lebih jelasnya mengenai sifat-sifat kramik berikut ini akan dijelaskan lebih detail. a. Sifat Mekanik Keramik merupakan material yang kuat, keras dan juga tahan korosi. Selain itu keramik memiliki kerapatan yang rendah dan juga titik lelehnya yang tinggi. Keterbatasan utama keramik adalah kerapuhannya, yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan deformasi plastik yang sedikit. Di dalam keramik, karena kombinasi dari ikatan ion dan kovalen, partikel-partikelnya tidak mudah bergeser. Faktor rapuh terjadi bila pembentukan dan propagasi keretakan yang cepat.Dalam padatan kristalin, retakan tumbuh melalui butiran (trans granular) dan sepanjang bidang cleavage (keretakan) dalam kristalnya. Permukaan tempat putusyang dihasilkan mungkin memiliki tekstur yang penuh butiran atau kasar. Material yang amorf tidak memiliki butiran dan bidang kristal yang teratur, sehingga permukaan putus kemungkinan besar terjadi. Kekuatan tekan penting untuk keramik yang digunakan untuk struktur seperti bangunan. Kekuatan tekan keramik biasanya lebih besar dari kekuatan tariknya. Untuk memperbaiki sifat ini biasanya keramik dipretekan dalam keadaan tertekan b. Sifat Termal Sifat termal bahan keramik adalah kapasitas panas, koefisien ekspansitermal, dan konduktivitas termal. Kapasitas panas bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari lingkungan. Panas yang diserap disimpan olehpadatan antara lain dalam bentuk vibrasi (getaran) atom/ion penyusun padatantersebut. Keramik biasanya memiliki ikatan yang kuat dan atom-atom yang ringan. Jadigetarangetaran atom-atomnya akan berfrekuensi tinggi dan karena ikatannya kuat maka getaran yang besar tidak akan menimbulkan gangguan yang terlalu banyak padakisi kristalnya. Sebagian besar keramik memiliki titik leleh yang tinggi, artinya walaupun pada temperatur yang tinggi material ini dapat bertahan dari deformasi dan dapat bertahan dibawah tekanan tinggi. Akan tetapi perubahan temperatur yang besar dan tiba-tiba dapat melemahkan keramik. Kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tersebutlah yang dapat membuat keramik pecah. c. Sifat elektrik Sifat listrik bahan keramik sangat bervariasi. Keramik dikenal sangat baik sebagai solator. Beberapa isolator keramik (seperti BaTiO 3) dapat dipolarisasi dan digunakan ebagai kapasitor. Keramik lain menghantarkan elektron bila energi ambangnya dicapai, dan oleh karena itu disebut semikonduktor. Tahun 1986, keramik jenis baru, yakni superkonduktor temperatur kritis tinggi ditemukan. Bahan jenis ini di bawah suhu kritisnya memiliki hambatan = 0. Akhirnya, keramik yang disebut sebagai piezoelektrik dapat menghasilkan respons listrik akibat tekanan mekanik atau sebaliknya. Elektron valensi dalam keramik tidak berada di pita konduksi,sehingga sebagian besar keramik adalah isolator. Namun, konduktivitas keramik dapat ditingkatkan dengan memberikan ketakmurnian. Energi termal juga akan mempromosikan elektron ke pita konduksi, sehingga dalam keramik, konduktivitasmeningkat (hambatan menurun) dengan kenaikan suhu. Beberapa keramik memiliki sifat piezoelektrik, atau kelistrikan tekan. Sifat ini merupakan bagian bahan “canggih” yang sering digunakan sebagai sensor. Dalambahan piezoelektrik, penerapan gaya atau tekanan dipermukaannya akan



menginduksipolarisasi dan akan terjadi medan listrik, jadi bahan tersebut mengubah tekananmekanis menjadi tegangan listrik. Bahan piezoelektrik digunakan untuk tranduser,yang ditemui pada mikrofon, dan sebagainya. Dalam bahan keramik, muatan listrik dapat juga dihantarkan oleh ion-ion. Sifat ini dapat diubah-ubah dengan merubah komposisi, dan merupakan dasar banyakaplikasi komersial, dari sensor zat kimia sampai generator daya listrik skala besar.Salah satu teknologi yang paling prominen adalah sel bahan bakar. d. Sifat Optik Bila cahaya mengenai suatu obyek cahaya dapat ditransmisikan, diabsorbsi, ataudipantulkan. Bahan bervariasi dalam kemampuan untuk mentransmisikan cahaya, danbiasanya dideskripsikan sebagai transparan, translusen, atau opaque. Material yang transparan, seperti gelas,mentransmisikan cahaya dengan difus, seperti gelasterfrosted, disebut bahan translusen. Batuan yang opaque tidak mentransmisikan cahaya.Dua mekanisme penting interaksi cahaya dengan partikel dalam padatan adalahpolarisasi elektronik dan transisi elektron antar tingkat energi. Polarisasi adalahdistorsi awan elektron atom oleh medan listrik dari cahaya. Sebagai akibat polarisasi,sebagian energi dikonversikan menjadi deformasi elastik (fonon), dan selanjutnya panas. e. Sifat kimia Salah satu sifat khas dari keramik adalah kestabilan kimia. Sifat kimia dari permukaan keramik dapat dimanfaatkan secara positif. Karbon aktif, silika gel, zeolit, dsb, mempunyai luas permukaan besar dan dipakai sebagai bahan pengabsorb. Kalau oksida logam dipanaskan pada kira-kira 500 C, permukaannya menjadi bersifat asam atau bersifat basa. Alumina g , zeolit, lempung asam atau S 2O 2 – TiO 2 demikian juga berbagai oksida biner dipakai sebagai katalis, yang memanfaatkan aksi katalitik dari titik bersifat asam dan basa pada permukaan. f. Sifat fisik Sebagian besar keramik adalah ikatan dari karbon, oksigen atau nitrogen dengan material lain seperti logam ringan dan semilogam. Hal ini menyebabkan keramik biasanya memiliki densitas yang kecil. Sebagian keramik yang ringan mungkin dapat sekeras logam yang berat. Keramik yang keras juga tahan terhadap gesekan. Senyawa keramik yang paling keras adalah berlian, diikuti boron nitrida pada urutan kedua dalam bentuk kristal kubusnya. Aluminum oksida dan silikon karbida biasa digunakan untuk memotong, menggiling, menghaluskan dan menghaluskan materialmaterial keras lain. III. Contoh Keramik adalah material anorganik dan non-metal. Umumnya keramik adalah senyawa antara logam dan non logam. Untuk mendapatkan sifat-sifat keramik biasanya diperoleh dengan pemanasan pada suhu tinggi. Keramik:tradisional , modern . Keramik tradisional :biasanya dibuat dari tanah liat . Contoh: porselen, bata ubin, gelas dll. Keramik modern : mempunyai ruang lingkup lebih luas dari keramik tradisional dan mempunyai efek dramatis pada kehidupan manusia seperti pemakaian pada bidang elektronik, komputer, komunikasi, aerospace dll. IV. Teknik pemerosesan keramik a. Pembubukan Bahan-bahan dasar keramik umumnya 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 solgel, 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. b. Pembentukan Metode pembentukan ini bermacam-macam, misalnya metode pres isostatik dan aksial; metode cetak lepas, yaitu dicetak hingga kering lalu dilepas; metode cetak balut yaitu bahn dibiarkan tetap berada daalm cetakn atau cetak injeksi yaitu bahan dimasukan ke dalam cetakan dengan cara diinjeksikan ke dalamnya. c. Penekanan Penekanan atau disebut juga kompaksi dilaukan untuk membentuk serbuk keramik menjadi suatu bentuk padatan berupa pelet mentah. Pelet mentah adalah serbuk yang telah menjadi bentuk padat tetapi belum disinter. Prosedur dasar penekanan dibagi menjadi 3 yaitu: 



Uniaxial



Serbuk dibentuk dalam cetakan logam dengan penekanan satu arah. Penenkanan ini dapat memproduksi banyak pelet dan tidak mahal dibanding metode lain. Berdasarka 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.  



Isostatik: Penekanan serbuk dilakukan dengan menggunakan cairan. Hot pressing:Penekanan dilakukan secar simultan denga perlakuan panas pada serbuk.



d. Sintering Sintering adalah metode pemanasan yang dilakukan terhadap suatu material ( biaasnya dalam 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 disintering 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. Sintering terbagi menjadi 2 jenis, yaitu berdassarkan ada tidaknya fase cair selama proses sintering. Sintering yang terjadi disertai adanya fase cair disebut sintering fase cair, dan sintering yang terjadi tanpa fase cair disebut sintering padat. Tahap sintering dilakukan untuk memadat kompakan bahan, yang sudah dicetak dan dikeringkan dengan suhu tinggi. e. Anneling dan Aging Anealing adalah proses pemanasan yang lebih rendah dari sebelumnya. Dengan maksud agar parameter dan sifat yang diinginkan mencapai optimum. Sedangkan aging adalah proses pendinginan selama beberapa waktu tertentu. f. Tahap akhir Pada tahap ini, bahan keramik dikenakan berbagai perlakuan akhir sehingga sipa dipalikasika sesuai dengan sifat bahan yang diinginkan. Perlakuan tersebut misalnya



mengasah, memoles, memberi lapisan logam, memberi mantel untuk perlindungan dan lain-lain. . Keramik Baru (New Ceramic) Adalah keramik yang secara teknis, diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil, listrik, konstruksi, komputer, cerobong pesawat, kristal optik, keramik metal, keramik multi lapis, keramik multi fungsi, komposit keramik, silikon, bioceramic, dan keramik magnit. Sifat khas dari material keramik jenis ini disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan, tahan gesek, tahan panas, tahan karat, tahan suhu kejut seperti isolator, bahan pelapis dan komponen teknis lainnya. Pembentukan keramik PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Keramik merupakan senyawa unsur logam dan bukan logam, kebanyakan keramik adalah isolator akan tetapi beberapa diantaranya memiliki sifat semikonduktivitas yang mempunyai nilai teknis. Polimer organik selalu melakukan cahaya bila tipis, keramik dapat tembus cahaya (gelasoptik) atau tidak tembus cahaya seperti spinel maknit. Keramik tahan terhadap tekanan akan tetapi tidak tahan gaya tarik. Gelas serat (fiberglass) mempunyai kekuatan tarik melebihi bajasehingga dapat digunakan sebagai penguat; sedang gelas sangat rapuh dan bahan yang mudah pecah sehingga perlu ditangani dengan hati-hati. Contoh-contoh tersebut diatas sangat terbatas akan tetapi menggambarkan bahwa bahan keramik mempunyai berbagai karakteristik. Berbagai jenis keramik memegang peranan berarti dalam penggunaan teknologi dan kebutuhan masyarakat. Akan tetapi keramik lebih rumit dibandingkan bahan lainnya oleh karena itu memerlukan pengenalan dan pengertian teknis yang lebih baik. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana struktur atom dari material keramik ? 2. Bagaimana sifat – sifat dari material keramik 3. Bagaimana cara pembuatan keramik ? 1.3 Tujuan Tujuan dalam makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui struktur atom material keramik



2. Untuk mengetahui sifat – sifat material keramik 3. Untuk mengetahui proses pembuatan keramik



TEORI DASAR 2.1 Pengertian Keramik Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Kamus dan ensiklopedia tahun 1950-an mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng, porselin, dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat. (Yusuf, 1998:2). 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 dimana bahan diperoleh.Secara umum strukturnya sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas. keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya. Bahan keramik terdiri dari fasa yang merupakan senyawa antara unsur logam dan bukan logam. Senyawa ini mempunyai ikatan ionik dan/atau ikatan kovalen.jadi sifat-sifatnya berbeda dengan logam. Kebanyakan fase keramik mempunyai struktur kristalin. Dibanding dengan logam, struktur kristal bahan keramik lebih rumit. Keramik secara umum tersusun dari bahan-bahan berikut: 1. Clay (Tanah Liat) Sifat keadaan bahan dari Clay adalah a) Berbutir kasar b) Rapuh dan tidak plastis jika dibandingkan dengan lempung sedimenter Clay mengandung hidrated alumunium silica (Al2O3.SiO.H2O) yang berfungsi : a) Mempermudah proses pembentukan keramik b) Mempunyai sifat plastik sehingga mudah dibentuk Mempunyai daya ikat bahan baku yang tidak plastis. 2. Kwarsa (Flint) Kwarsa adalah bentuk lain dari batuan silica (SiO2), yang mempunyai fungsi :



a) Mengurangi susut kering, jadi mengurangi ada retakan dalam pengeringan b) Mengurangi susut waktu dibakar sehingga tetap kualitas tetap baik 3. Feldspard Feldspard yang disusun oleh K2O. Al2SO3.6SiO2 ini merupakan suatu kelompok mineral yang berasal dari batuan karang. Pada saat keramik dibakar, maka Feldspard meleleh dan membentuk lelehan gelas yang menyebabkan partikel – partikel clay bersatu bersama sehingga memberikan kekerasan dankekuatan pada keramik. Feldspard sangat berguna karena mengandung soda dan Potash sehingga tidak larut dalam air. Feldspard mengandung semua bahan- bahan penting untuk membentuk Glasir. Glasir sendiri bertujuan : a) untuk memperhalus permukaan keramik, b) melindungi keramik,mempercantik dekorasi dan memperindah bila dengan berbagai variasi warna . Sebagai bahan pelebur, feldspard merupakan bahan yang tidak plastis, sehingga dapat mengurangi susut kering dan kekuatan kering. 2.2 Struktur bentuk mikro keramik Didalam keramik juga terdapat kristal ion sebagai struktur mikro.Dibawah ini dikemukakan struktur khas kristal ion yang sering ditemui dalam keramik 1. Struktur Kristal Tipe AX a. Jenis struktur kristal garam batu, Bentuk kubik berpusat muka (FCC). Cth.; NaCl, CsCl, ZnS dan intan. b. Struktur sesium Klorida, Bentuk kubik sederhana (simple cubic) c. Struktur ZnS Bentuk Sphalerite d. Struktur intan, Bentuk sama seperti ZnS, tetapi seluruh atomnya diisi atom C. 2. Struktur kristal AmXp, Al2O3 (korundum). Bentuk heksagonal tumpukan padat 3. Struktur kristal AmBnXp, BaTiO3. Bentuk kristal perouskite 2.3 Klasifikasi atau Penggolongan Keramik Berdasarkan bahan penyusunnya keramik dibedakan menjadi: 1. Keramik tradisional



Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakanbahan alam (dengan atau tanpa diolah) seperti kuarsa, kaolin, dll. 2. Keramik halus/baru Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik,advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yangdibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksidalogam (Al2O3, ZrO2, MgO,dll). 2.4 Sifat – Sifat Bahan Keramik 1. Sifat Listrik Sifat listrik bahan keramik sangat bervariasi. Keramik dikenal sangat baik sebagaiisolator. Beberapa isolator keramik (seperti BaTiO3) dapat dipolarisasi dan digunakansebagai kapasitor. Sering pula digunakan bahan yang disebut dielektrik. Bahan ini adalah isolator yang dapat dipolarisasi pada tingkat molekular. Material semacam ini digunakanuntuk menyimpan muatan listrik. Beberapa keramik memiliki sifat piezoelektrik, atau kelistrikan tekan. Sifat inimerupakan bagian bahan “canggih” yang sering digunakan untuk tranduser, yang ditemui pada mikrofon, dan sebagainya. 2. Sifat Mekanik Keramik biasanya material yang kuat, dan keras dan juga tahan korosi. Bhan keramik umumnya memiliki kekuatan tarik yang rendah karena ketahanan terhadap geseran terhadap pangkal retak. 3. Sifat Kimia Salah satu sifat khas dari keramik adalah kestabilan kimia. Sifat kimia dari permukaan keramik dapat dimanfaatkan secara positif. 4. Sifat Termal Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas, koefisien ekspansitermal, dan konduktivitas termal. Kapasitas panas bahan adalah kemampuan bahanuntuk mengabsorbsi panas dari lingkungan. Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain dalam bentuk vibrasi (getaran) atom/ion penyusun padatan tersebut.Keramik biasanya memiliki ikatan yang kuat dan atom-atom yang ringan. Jadigetaran-getaran atom-atomnya akan berfrekuensi tinggi dan karena ikatannya kua tmaka getaran yang besar tidak akan menimbulkan gangguan yang terlalu banyak pada kisi kristalnya. Contoh paling baik penggunaan keramik untuk insulasi panas adalah pada pesawat ruang angkasa.



5. Sifat Optik Bila cahaya mengenai suatu obyek cahaya dapat ditransmisikan, diabsorbsi, ataudipantulkan. Bahan bervariasi dalam kemampuan untuk mentransmisikan cahaya, dan biasanya dideskripsikan sebagai transparan. Dua mekanisme penting interaksi cahaya dengan partikel dalam padatan adalah polarisasi elektronik dan transisi elektron antar tingkat energi. Banyak aplikasi memanfaatkan sifat optik bahan keramik ini. Transparansi gelas membuatnya bermanfaat untuk jendela, lensa, dan objek-objek seni. 2.5 Keramik Khusus (Keramik Elektronik) 1. Keramik Dielektrik Bahan dielektrik memisahkan dua konduktor listrik tanpa ada aliran listrik diantaranya. Dielektrik adalah isolator, dan memegang peran inert dalamrangkaian listrik. Sifat utama suatu isolator adalah “kekuatan” dielektrik. Pengguanaan paling penting dari dielektrik keramik adalah untuk kapasitor. Selain itu diklasifikasikan juga oleh sifat khas dielektrik yaitu untuk kompensasi temperatur dan untuk konstanta dielektrik yang tinggi. 2. Keramik Piezoelektrik Beberapa jenis kristal keramik tidak memiliki simetri. Puat muatan positip dan negatif tidak identik. Akibatnya, setiap se satuan berperan sebagai dwikutub listrik kecil dengan ujung positip dan negatif. Kedua keadaan ini menunjukkan bahwa gaya mekanik dan dimensi dapat diganti oleh muatan listrik atau tegangan. Bahan dengan karakteristik tersebut diatas disebu piezoelektrik (bersal dari tekanan-listrik) BaTiO3 adalah bahan keramik pertama yang dipergunakan sebagai bahan piezoelektrik. 3. Keramik Semikonduktor Meskipun bahan keramik pada umumnya merupakan,isolator,keramik dapat berubah menjadi semikonduktor bila mengandung elemen transisi valensi ganda. 2.6 Proses Pembuatan Keramik Tahap-tahap membuat keramik Ada beberapa tahapan proses yang harus dilakukan untuk membuat suatu produk keramik,yaitu: 1. Pengolahan bahan Didalam pengolahan bahan ini ada proses-proses tertentu yang harus dilakukan antara lain



a. Pengurangan ukuran butir b. Penyaringan c. Pencampuran d. Pengadukan (mixing) e. Pengurangan kadar air f. Pengulian 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 : a. Pembentukan tangan langsung (handbuilding) b. Teknik putar (throwing), c. Teknik cetak (casting). 3. Pengeringan Setelah benda keramik selesai dibentuk, maka tahap selanjutnya adalah pengeringan. Tujuanutama 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 lapisanantarpartikel lempung mendifusi ke permukaan, menguap, sampai akhirnya partikel-partikelsaling bersentuhan dan penyusutan berhenti; (2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut; dan (3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang. 4. Pembakaran Pembakaran merupakan inti dari pembuatan keramik dimana proses ini mengubah massayang rapuh menjadi massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran dilakukan dalam sebuahtungku/furnace suhu tinggi. Selama pembakaran, badan keramik mengalami beberapa reaksi-reaksi penting. Pengglasiran merupakan tahap yang dilakukan sebelum dilakukan pembakaran glasir. Bendakeramik biskuit dilapisi glasir dengan cara dicelup, dituang, disemprot, atau dikuas 2.7 Penggunaan Bahan Keramik Bahan-bahan keramik dapat digunakan membuat berbagai komponen/produk seperti dibawah ini : 1. Keramik Konvensional a. Keramik berstruktur



Penggunaan : pot bunga, lantai dan dinding. b. Keramik putih Penggunaan : peralatan meja makan (seperti piring, teko, mangkuk), peralatan kamar mandi, perhiasan rumah. 2. Keramik Modern a. Keramik Oksida Contohnya: Mata pahat, Komponen mesin. b. Keramik Bukan Oksida Contohnya ialah Turbin gas, Komponen mesin, Abrasif, Mata pahat c. Keramik Komposit Contohnya ialah komponen mesin, mata pahat d. Keramik Kaca Contohnya ialah untuk instrument bagian-bagian mekanik dalam kapal terbang. 2.8 Macam Macam Teknologi Keramik 1. Keramik Dinding Digital Keramik Dinding Kamar Mandi unik dengan pembuatannya menggunakan teknik digital printing, yaitu sistem pencetakan dengan tinta khusus dengan teknologi 1000 dpi. Teknologi ini memungkikan keramik dinding kamar mandi tampil dengan beragam motif, seperti batu alam atau bunga, lengkap dengan teksturnya. Hal ini tentu membuatnya semakin menarik diaplikasikan. Jika dibanding dengan keramik lantai, keramik dinding ini dibuat dengan kekuatan lebih rendah. Sehingga keramik ini tidak dapat diaplikasikan pada lantai. 2. Genteng Keramik Kelebihan genteng keramik : a. Genteng keramik tersedia dalam berbagai warna. Misalnya: hijau, cokelat, diamond, dan lain-lain. Alhasil, seperti yang telah disebutkan, rumah yang memakai genteng tersebut kian indah. b. Genteng keramik terlihat mengilap. Saat dibuat, genteng tersebut melewati proses finishing glazur sehingga mengilap saat dipandang mata. Alhasil, dipandang dari jauh, atap rumah terlihat apik. c. Genteng keramik lebih anti-bocor dan tak mudah terlepas. Itu karena genteng tersebut menggunakan sisteminterlocking dalam pemasangan. Genteng keramik merek tertentu bahkan menggunakan sistem double interlocking. d. Genteng keramik lebih berusia lama. Yup, begitulah, umur genteng keramik mencapai 50



tahun ataupun lebih. Alhasil, walau harga genteng keramik lebih mahal, dalam jangka panjang sang empunya rumah menghemat biaya. e. Genteng keramik tersedia dalam ukuran lebih besar ketimbang genteng lain. Alhasil, pemakaian/pembuatan reng di atap lebih sedikit.



KESIMPULAN DAN SARAN 3.1 Kesimpulan 3.1 Makalah ini dapat meningkatkan pengetahuan tentang keramik. Dalam pembuatan makalah ini, mahasiswa dituntut supaya bersifat mandiri untuk meningkatkan pengetahuan yang berguna dan membawa kemajuan kepada kehidupan sehari-hari. Mahasiswa juga dapat menimba pengetahuan dan sifat-sifat material keramik. Secara umun bahan keramik terdiri dari fasa yang merupakan senyawa antara unsur logam dan bukan logam. Senyawa ini mempunyai ikatan ionik dan/atau ikatan kovalen jadi sifat-sifatnya berbeda dengan logam. Kebanyakan fase keramik mempunyai struktur kristalin. Dibanding dengan logam, struktur kristal bahan keramik lebih rumit. 3.2 Saran 3.2 1.Hasil penelitian diharapkan agar menjadi acuan bagi para perajin, agar perajin satu dengan yang lain tetap seragam dalam membuat produk keramiknya dan menerapkan berbagai pewarnaan. 2. Diharapkan penelitian ini dapat membawa semua pihak dan unsur yang terkait untuk bersama-sama menggali nilai budaya pada kerajinan keramik Material Keramik (Ceramic) Keramik merupakan material dengan komposisi logam (semi logam) dan non logam. Keramik berasal dari bahasa Yunani yaitu keramos yang berarti peralatan yang terbuat dari tanah liat yang dibakar. Keramik penting sebagai material teknik karena mudah dijumpai di alam dan sifat fisiknya sangat berbeda dibanding dengan logam.



Gambar 1. Produk Keramik Contoh-contoh Material Keramik Material keramik sangat banyak dijumpai di bumi ini. Berikut beberapa contoh material keramik:  Silica atau silicon dioxide, sebagai bahan baku produk-produk kaca/beling/cermin.  Alumina atau aluminium oxide, dapat digunakan untuk membuat tulang buatan.  Hydrous aluminium silicate, dikenal sebagai kaolinite di mana digunakan sebagai bahan pokok dalam pembuatan produk-produk tanah liat atau porselin. Aplikasi Produk-produk Keramik Berikut beberapa aplikasi produk keramik:  Produk tanah liat, seperti batu bata, pipa tanah liat, ubin, genteng, dll.  Keramik tahan panas, keramik ini memiliki ketahanan pada suhu yang tinggi dan digunakan sebagai cetakan pengecoran logam, tungku perapian, dapur peleburan, dll.  Semen, sebagai bahan baku pembuatan beton untuk jalan maupun konstruksi.  Perabot berwarna putih seperti china, porselin, vas, pottery, stoneware, dll.  Kaca, sebagai bahan pembuatan kacamata, gelas, botol, jendela, bolam lampu, dll.  Abrasif seperti aluminium oxide, silicon carbide, dll.  Bahan bakar nuklir.  Bio keramik sebagai bahan baku pembuatan tulang dan gigi palsu.  Glass fiber untuk penguat plastik atau fiberglass, saluran komunikasi optik fiber, dll.  Isolator keramik yang digunakan pada komponen transmisi listrik.  Keramik magnetis, seperti pada memori komputer.  Material alat potong, tungsten carbide, cubic boron nitride, aluminium oxide, dll.



Pengetahuan Bahan: Keramik A. Latar Belakang Pemakaian benda-benda keramik sudah dimulai sejak 10.000 tahun yang lalu. Hasil penggalian barang kuno di Mesir, terdapat keramik yang dibuat 5000 tahun sebelum Masehi, dan penggunaan bata merah sudah sejak 3000 tahun sebelum Masehi. Perkembangan keramik di Eropa dimulai pada masa kejayaan Romawi Yunanai, dan mulai berkembang pesat pada abad 18. Keramik yang terkenal berasal dari Tiongkok sejak 2600 tahun sebelum Masehi. Keramik dari daerah ini terkenal di seluruh dunia karena terbuat dari sejenis tanah putih yang dapat dibakar porselen. Tanah ini disebut dengan tanah Kaolin. Untuk di Indonesia, perkembangan industri keramik berjalan lambat. Bata merah sudah digunakan sejak jaman Majapahit dan Sriwijaya. Sampai awal abad 20, industri keramik yang dominan di Indonesia adalah industri bata dan genteng, ubin merah, alat-alat sanitair dan pipa tanah. Sedangkan pada bidang keramik halus adalah grabah alat rumah tangga, pot atau vas bunga, isolator listrik tegangan rendah dan bata tahan api bata samot. Untuk keramik teknik, Indonesia masih mengimpor dari Negara lain, terutama dari Amerika misalnya untuk isolator listrik tegangan menengah dan tinggi, keramik listrik lainnya serta bata tahan api. Kesulitan yang dihadapi bagi perkembangan keramik halus dan keramik teknik di Indonesia adalah belum adanya industri pengolahan bahan baku dari alam yang dijadikan bahan mentah siap pakai.



Keramik diperkirakan sudah tua umutnya,sebagaimana halnya sejarah keramik diberbagai belahan dunia, seperti China, Jepang, Mesir, Yunani, Korea, Thailand, Peru, Filipina, Vietnam dan lain sebagainya. Dimana keterampilan membuat keramik muncul dan tumbuh secara alami, ada yang tumbuh dalam waktu yang bersamaan tanpa adanya pengaruh hubungan kebudayaan satu dengan lainnya. Kepandaian membuat keramik dapat dikatakan setua manusia semenjak mengenal api dan dapat memanfaatkannya. Penemuan teknik membuat keramik atau pengetahuan mengenai sifat tanah liat yang mengeras setelah dibakar, diperoleh secara tidak sengaja oleh orang primitif pada zaman pra-sejarah. Mayer menyatakan bahawa kebanyakan seni primitif dibuat dari kayu, batu dan tanah liat yang diciptakan untuk beberapa tujuan relegi atau tujuan praktis (Mayer, 1969)



B. Tujuan Penulisan Mengetahui dan memahami kerami, jenis keramik, sifat keramik dan proses pembuatan keramik. A. Pengertian Keramik berasal dari bahasa Yunani Keramos yang berarti peruk atau belanga yang terbuat dari tanah (Astuti, 1997) maka yang disebut dengan produk keramik adalah mencakup macam-macam produk yang dibuat melalui proses pembakaran. Adapun juga definisi keramik dari standar ISO adalah lempengan tipis yang dibuat dari lempungan/ tanah liat dan atau material anorganik lain, biasanya digunakan untuk melapisi dinding dan lantai, pada umumnya dibentuk dengan cara ekstruksi (A) atau dipress/ditekan (B) pada suhu ruang,



tetapi dapat juga dibentuk dengan proses lain (C), kemudian dikeringkan dena sesudah itu dibakar pada suhu yang cukup untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan, ubin dapat diglasir (GL) atau tanpa glasir (UGL), tidak mudah terbakar dan tidak dipengaruhi cahaya. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat. 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 dimana bahan diperoleh. Secara umum struktur keramik sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas. Kurangnya beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek. Disamping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.



B. Bahan Pembuatan Keramik Pada dasarnya bahan dasar keramik antara lain :



1.



Tanah Liat (lempung) Tanah liat (lempung) sebagai bahan pokok untuk pembuatan keramik, merupakan salah satu bahan yang kegunaannya sangat menguntungkan bagi manusia karena bahannya yang mudah didapat dan pemakaian hasilnya yang sangat luas. Kira-kira 70% atau 80% dari kulit bumi terdiri dari batuan merupakan sumber tanah liat. Tanah liat banyak ditemukan di areal pertanian terutama persawahan. Dilihat dari sudut ilmu kimia, tanah liat termasuk hidrosilikat alumina dan dalam keadaan murni mempunyai rumus: Al2O3.2SiO2.2H2O dengan perbandingan berat dari unsur-unsurnya: Oksida Silinium(SiO2) 47%, Oksida Aluminium (Al2O3) 39%, dan Air (H2O) 14% (Gatot, 2003 dalam Abdullah, 2005). Tanah liat memiliki sifat-sifat yang khas yaitu bila dalam keadaan basah mempunyai sifat plastis tetapi bila dalam keadaan kering akan menjadi keras, sedangkan bila dibakar akan menjadi padat dan kuat. Pada umumnya, masyarakat memanfaatkan tanah liat (lempung) sebagai bahan baku pembuatan bata dan gerabah.



2.



Kuarsa (SiO2 ) Kuarsa (mineral silika) adalah salah satu komponen utama dalam pembentukan keramik dan banyak terdapat di permukaan bumi (sekitar 60%). Bentuk umum fasa kristal kuarsa adalah tridimit, quartz dan kristobalit, tergantung pada temperaturnya. Jenis kristal silika yang ada di alam adalah kuarsa, sedangkan tridimit dan kristobalit jarang dijumpai. Kuarsa memiliki keplastisan rendah dan titik lebur tinggi sekitar 1728°C, tetapi hasil pembakarannya



kuat dan keras. Bahan baku kuarsa dapat diperoleh dari batuan atau pasir kuarsa dengan kandungan silika tinggi.



3.



Feldspar Feldspar adalah suatu kelompok mineral yang berasal dari batu karang yang ditumbuk dan dapat memberikan sampai 25 % flux (pelebur) pada badan keramik. Bila keramik dibakar, feldspar akan meleleh (melebur) dan membentuk leburan gelas yang menyebabkan partikel tanah dan bahan lainnya melekat satu sama lain. Pada saat membeku, bahan ini memberikan kekuatan pada badan keramik. Feldspar tidak larut dalam air, mengandung alumina, silika dan flux yang digunakan untuk membuat gelasir suhu tinggi. Feldspar pada saat ini nerupakan group mineral dengan jumlah mineral yang paling besar di kerak bumi, membentuk sekitar 60% batuan terrestrial (Indiani, 2009). Kebanyakan feldspar yang tersedia berupa sodium feldspar, potassium feldspar dan feldspar campuran. Feldspar kebanyakan digunakan pada aplikasi-aplikasi industri yang membutuhkan kandungan feldspar yang berupa alumina dan alkali.



4. Sifat-Sifat Keramik 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. 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 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. Secara umum sifat keramik meliputi 1. Keras, kuat, tetapi bersifat getas atau mudah pecah. 2. Tahan terhadap korosi. 3. Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah. 4. Sifat listriknya dapat menjadi isolator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor. 5. Dapat bersifat magnetik dan non magnetik.



5. Jenis Keramik Pada prinsipnya keramik terbagi menjadi dua, yaitu:



1.



Keramik tradisional Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory)



2.



Keramik halus Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO,dll). Penggunaannya: elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis. (Joelianingsih, 2004)



Sedangkan jenis keramik berdasarkan kepadatan dibagi menjadi empat, yaitu:



1.



Gerabah (Earthenware) Dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000°C. Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh, kasar dan masih berpori. Agar supaya kedap air, gerabah kasar harus dilapisi glasir, semen atau bahan pelapis lainnya. Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin. Bata, genteng, paso, pot, anglo, kendi, gentong dan sebagainya termasuk keramik jenis gerabah. Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya.



2.



Keramik Batu (Stoneware) Dibuat dari bahan lempung plastis yang dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi (1200°-1300°C). Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus dan kokoh, kuat dan berat seperti batu. Keramik jenis termasuk kualitas golongan menengah.



3.



Porselin (Porcelain) Adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat dari bahan lempung murni yang tahan api, seperti kaolin, alumina dan silika. Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa tembus cahaya, maka sering disebut keramik putih. Pada umumnya, porselin dipijar sampai suhu 1350°C atau 1400°C, bahkan ada yang lebih tinggi lagi hingga mencapai 1500°C. Porselin yang tampaknya tipis dan rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya rapat serta keras seperti gelas. Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi. Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus, disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan kelembutan khas porselin. Juga bahannya sangat peka dan cemerlang terhadap warna-warna glasir.



4.



Keramik Baru (New Ceramic) Keramik yang secara teknis, diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil, listrik, konstruksi, komputer, cerobong pesawat, kristal optik, keramik metal, keramik multi lapis, keramik multi fungsi, komposit keramik, silikon, bioceramic, dan keramik magnit. Sifat khas dari material keramik jenis ini disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan, tahan gesek, tahan panas, tahan karat, tahan suhu kejut seperti isolator, bahan pelapis dan komponen teknis lainnya.



6. Proses Pembuatan Keramik Membuat keramik memerlukan teknik-teknik yang khusus dan unik. Hal ini berkaitan dengan sifat tanah liat yang plastis dimana diperlukan ketrampilan tertentu dalam pengolahan maupun penanganannya. Membuat keramik berbeda dengan membuat kerajinan kayu, logam, maupun yang lainnya. Proses membuat keramik adalah rangkaian proses yang panjang yang didalamnya terdapat tahapan-tahapan kritis. Kritis, karena tahapan ini paling beresiko terhadap kegagalan. Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan antara satu dengan lainnya. Proses awal yang dikerjakan dengan baik, akan menghasilkan produk yang baik juga. Demikian sebaliknya, kesalahan di tahapan awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga.



Tahap-tahap membuat keramik 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 dilakukan dengan cara manual. 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.



a.



Pencampuran dan pengadukan Bertujuan untuk mendapatkan campuran bahan yang homogen/seragam. Pengadukan dapat dilakukan dengan cara manual maupun masinal dengan blunger maupun mixer.



b.



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.



c.



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 Dalam tahap ini, produk keramik dibentuk menggunakan bantuan cetakan/mold yang terbuat dari gipsum.. 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.



3.



Pengeringan



Setelah 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. Proses yang terlalu cepat akan mengakibatkan keretakkan dikarenakan hilangnya air secara tiba-tiba tanpa diimbangi penataan partikel tanah liat secara sempurna, yang mengakibatkan penyusutan mendadak.Cara yang dilakukan untuk menghindari pengeringan yang terlalu cepat, pada tahap awal benda keramik diangin-anginkan pada suhu kamar. Setelah tidak terjadi penyusutan, pengeringan dilakukan dengan mesin pengering.



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. Ada beberapa parameter yang mempengaruhi hasil pembakaran: suhu sintering/matang, atmosfer tungku dan tentu saja mineral yang terlibat. Pada pembakaran dikenal istilah 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. A.



Kesimpulan



1. Keramik adalah lempengan tipis yang dibuat dari lempungan/ tanah liat dan atau material anorganik lain, biasanya digunakan untuk melapisi dinding dan lantai. 2. Bahan pembuatan keramik adalah tanah liat, kuarsa, feldsper 3. Jenis keramik ada dua, yaitu Keramik tradisional dan keramik halus. Sedangkan menurut kepadatan ada empat, yaitu gerabah, keramik batu, porselen, keramik baru



4. Keramik memiliki sifat Keras, kuat, tetapi bersifat getas atau mudah pecah. Tahan terhadap korosi. Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah. Sifat listriknya dapat menjadi isolator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor. Dapat bersifat magnetik dan non magnetik. 5. Proses pembentukan bahan keramik antara lain, yaitu pengolahan bahan, pembentukan, pengeringan, dan pembakaran. PENGGUNAAN BAHAN KERAMIK DALAM BIDANG TEKNIK Abstrak Keramik adalah bahan paduan metalik dan non metalik. Menurut definisi luas keramik berarti semua material kecuali metal atau material organik. Keramik dapat di bedakan kepada dua jenis yaitu: Keramik tradisional dan Keramik industri. Didalam kehidupan sehari-hari material keramik telah banyak digunakan, baik secara tradisional maupun dalam industri. Bahan keramik ini memiliki sifat tahan terhadap gesekan (keausan), temperatur tinggi dan sangat keras dan kuat. Pada masa kini bahan keramik mengalami perkembangan yang begitu pesat, Keramik telah di gunakan dalam bidang teknik. berbagai jenis material/komponen yang berkaitan dengan technology telah dapat dihasilkan dari bahan keramik ini. Tulisan ini memaparkan secara ringkas tentang bahan keramik yang di gunakan dalam dunia teknik dewasa ini. 1. Pendahuluan Keramik berasal dari perkataan greek yaitu keramos, yang bermaksud lempung yang di bakar pada temperatur tinggi (lebih 1500oC). Ada pendapat lainnya menyatakan bahwa keramik berasal dari perkataan keramikos yaitu segala hasil yang di perbuat dari lempung (tanah liat). Jika di lihat daripada pengertian di atas, jelas menunjukkan bahwa ia agak terbatas, pengertian demikian hanya meliputi hasil-hasil tembikar saja. Oleh karena itu suatu pengertian yang lebih luas di perlukan memandang perkembangan tembikar dalam berbagai metode produksi dan penggunaan bahan keramik yang mempunyai sifat yang uniq dan modern pada masa kini. Berdasarkan pengertian yang di beri oleh Kingery, keramik merupakan suatu seni dan pengetahuan dalam membuat dan menggunakan hasil padat yang sebahagian besar komponennya ialah bahan non organik yang bukan logam, hal ini selaras dengan pengertian yang di beri oleh Horslay di dalam concise encylopedia. Berdasarkan pengertian ini, keramik adalah suatu bidang ilmu yang luas merangkumi bidang seperti tembikar, porselin, refraktori, lempung struktur, pelincir, semen, kaca, bahan bermagnet bukan logam, ferroelektrik, superkonduktor dan berbagai bahan tak organik lainnya.



2. Perkembangan Industri Kerami k Industri keramik telah bermula dalam tahun 4500 sebelum Masehi yang di usahakan oleh penduduk di perkampungan neolitik di dalam daerah Shanxi di negeri China. Industri keramik pada masa itu hanya tertumpu pada penghasilan tembikar. Tembikar tertua di temui di England, dapat di kesan kembali pada pertama tahun masehi dan penaklukan Roma. Antara masa itu dan 1500 tahun Masehi, perkembangan yang paling penting adalah porselin yang dapat memantulkan cahaya. Aktiviti di England bermula dengan tembikar eistercian pada awal abad ke enam belas. Abad ketujuh belas mulai nampak permulaan industri tembikar Inggris melalui Tofst bersaudara yang membuat tembikar slip di Staffordshire. Dalam abad ke delapan belas menampakkan bibit perkembangan yang telah menjadikan industri tembikar sebagaimana yang terdapat pada hari ini. Cabang-cabang lain industri mula wujud pada abad kesembilan belas. Perhatian yang meningkat adalah tentang sanitasi berdasarkan air Herrington. Di bagian akhir abad ini pengenalan api elektro telah membawa kepada bibit permulaan industri porselin elektro. Dalam tempoh selepas perang dunia kedua, industri keramik tertumpu kepada produksi yang boleh memberikan ciri-ciri yang istimewa serta Modern. Ia dihasilkan daripada bahan mentah alami atau sintetis atau campuran yang melibatkan metode berteknologi modern. Keramik jenis ini digolongkan kepada keramik Modern atau advance keramik. 3.KeramikTradisional Sebelum perang dunia kedua. keramik tradisional meliputi industri keramik yang berdasarkan tanah liat. Ia merangkumi hasil tembikar, tanah liat semen, refraktori, dan hasil yang berkaitan dengan silikat. Tembikar adalah sebutan umum yang digunakan bagi kumpulan hasil keramik yang di sediakan secara pembakaran. Lebih kurang 40% daripada industri refraktori terdiri daripada hasil tanah liat yang di bakar, dan selebihnya adalah refraktori yang tidak berdasarkan tanah liat. Sektor yang terbesar dalam industri keramik tradisional adalah sektor yang mengeluarkan berbagai hasil kaca dan di ikuti oleh industri semen. Satu lagi kumpulan keramik tradisional ialah tembikar putih. Hasil kumpulan ini juga melalui proses pembakaran tetapi strukturnya lebih luas dan terkontrol di bandingkan dengan tembikar. Hasil akhirnya dalam bentuk berkilat (glaze) ataupun tidak. Vorton membagikan tembikar putih kepada beberapa kelas yaitu tembikar tanah batu, tembikar cina, porselin dan keramik teknik. Tembikar tanah di hasilkan daripada tanah liat yang di bakar pada temperatur kurang daripada 1200oC. Tembikar batu dihasilkan dari lempung api atau campuran lempung, silika dan fluks. Sifatnya lebih kuat daripada tembikar tanah karena suhu pembakaran yang lebih tinggi, teksturnya lebih halus.



Tembikar cina bersifat kaca, di hasilkan daripada campuran mineral lempung, fluks, silika, alumina, abu tulang dan mineral-mineral lainnya. Suhu pembakaran sekitar 1300oC. Porselin ialah tembikar kaca yang di hasilkan dalam bentuk berkilat atau tidak. Ia di buat daripada campuran mineral-mineral lempung, silika dan alumina untuk menambahkan kekuatan mekanik. Suhu pembakaran lebih daripada 1300oC. Keramik teknik adalah tembikar putih yang di gunakan sebagai penahan listrik. Peralatan penahan panas dan kimia. Dihasilkan dengan melibatkan penggunaan bahan mentah refraktori dan di bakar pada suhu melebihi 1300 oC. Hasil lempung yang di gunakan untuk bidang pembangunan perumahan (teknik sipil) terdiri daripada batubata, marmar dan saluran pipa. Mutunya agak rendah di bandingkan dengan tembikar putih. 4.Keramik Modern Keramik Modern dihasilkan untuk memenuhi beberapa keperluan daripada aspek ketahanan terhadap temperatur yang tinggi dan bahan kimia, ciri-ciri mekanik dan elektrik yang istimewa. Bahan-bahan ini terbagi kepada keramik oksida dan keramik bukan oksida. Beberapa contoh keramik oksida ialah alumina (Al2O3), Silika (SiO2), Zirkonia (ZrO2) dan Barium Titanat (BaTiO2). Bahan jenis ini wujud secara alami di dalam batu-batuan dan mineral. Keramik bukan oksida termasuklah nitrida (Si3N4,TiN dan BN) dan karbida (SiC, TiC dan B4C). Bahan – bahan ini di sintesiskan dengan menggunakan bahan mentah alami atau secara kimia. Klasifikasi seterusnya berkenaan keramik modern adalah berdasarkan fungsi dan bidang penggunaannya. 4.a.Keramik Struktur Keramik jenis ini mempunyai sifat mekanik yang baik. Antara bahan yang termasuk di dalam golongan ini ialah alumina, silikon karbida, silikon nitrida, komposite dan bahan yang di lapisi dengan keramik. Bahan ini sangat potensi di gunakan di dalam mesin diesel sebagai piston dan ruang pra pembakaran, turbo charge dan turbin gas. Ia di gunakan juga sebagai bahan penyekat ruang pembakaran bersuhu tinggi dan mata pahat potong logam (Cutting tool). Keramik alumina adalah sebutan yang di gunakan bagi semua bahan yang kandungan utamanya terdiri daripada 85% alumina. Keramik alumina dihasilkan melalui proses penekanan panas ataupun proses sinter. Bahan ini di gunakan dalam bidang teknik karena sifatnya yang keras ( 25 Gpa), suhu lebur tinggi (2025oC) dan konduksi elektrik yang rendah (10-11 Ohm-1m-1). Walau bagaimanapun, keramik alumina tidak tahan terhadap kejutan therma, karena kekonduksian thermanya yang rendah (39wm 1k pada range temperature 0-1200oC). Zirkonia tulen tidak stabil karena ia boleh berubah pada tiga fasa: monoklinik  Tetragon Cubic, jika di panaskan daripada suhu kamar kepada titik leburnya 2770oC. Transformasi ini di susuli dengan perubahan volume sebanyak  5%. Yang mengakibatkan bahan tersebut menjadi retak. Untuk mengatasi masalah ini, zirkonia biasanya di stabilkan dengan penambahan 5 -10% bahan



penambah seperti Y2O3, CaO atau MgO. Bahan ini digunakan sebagai kepala piston, pelapis klep, cetakan gigi dan tulang palsu. Keramik karbida yang lain adalah boron karbida, tungsten karbida dan sebagainya. Keramik silikon nitrida di hasilkan secara penekanan panas, proses sintenring dan tindak balas terikat pada temperatur antara 1200-1700oC. Oleh karena teknik penghasilannya berbeda-beda, maka kekuatannya bernilai antara 300 hingga 700 Mpa, bergantung kepada teknik yang di gunakan. Keramik nitrida yang lain antaranya ialah:SiAlON, Boron Nitrida, Aluminium Nitrida dan Titanium Nitrida. Bahan-bahan tersebut di atas merupakan bahan utama dalam teknologi keramik. Walaupun bahan tersebut memiliki ke istimewaan dalam aspek kekuatan mekanik di bandingkan dengan logam dan alloy, tetapi ia bersifat rapuh dan mudah pecah/patah. Untuk mengurangkan kerapuhan dan disamping memperbaiki sifat yang lain, bahan tersebut di campurkan dengan komposit. Contoh komposit antara lain: Si 3N4-SiC, Al2O3-TiC dan ZrO2 – Al2O3. di samping itu terdapat juga komposit keramik logam dan komposit keramik polimer yang masing-masing di kenal sebagai cermet dan cermers. 4.b.Keramik Elektronik Yang termasuk di dalam katagori keramik ini mempunyai fungsi elektromagnet dan optik dan juga fungsi kimia yang berkaitan dengan penggunaanya secara langsung. Keramik ini di gunakan sebagai bahan penyekat, dielektrik piezolektrik, magnet, tranducer dan pensemikonduksi. Kebanyakan keramik oksida dan silikat merupakan bahan penyekat yang sangat baik contohnya alumina, magnesia, beria, silica dan alumina silika. Karbon dan silicon karbida ialah antara keramik bukan oksida yang juga di gunakan sebagai bahan penyekat. Bahan keramik yang memiliki ciri-ciri magnet terdiri daripada kumpulan ferit dengan gabungan satu atau lebih oksida Ba,Pb Sr,Mn dan Zn. Bahan ini di hasilkan dalam bentuk keras ataupun lembut. Ciri magnet ini penting karena membolehkan bahan tersebut di gunakan dalam bidang elektronik gelombang mikro berfrekwensi tinggi. Keramik superkonduktor ialah keramik elektronik terbaru yang di jumpai oleh saintis Bedurz dan Muller di laboratorium penelitian IBM Zurich pada tahun 1986. Bahan ini tidak mempunyai hambatan terhadap arus listrik yang membolehkan arus listrik menjadi melaluinya selama-lamanya. Bahan keramik konduktor adalah terdiri daripada system keramik oksida, sebagai contoh system Y-Ba-C-O, Bi-Sr-Ca-Cu-O dan Ti-Ca-Ba-Cu-O. Penemuan keramik superkonduktor adalah suatu bentuk bermulanya era baru dalam bidang teknologi elektronik. Ditinjau dari aspek optik pula bahan keramik yang boleh menyerap, memancarkan dan memberikan bias cahaya, dan berisi pantulan adalah penting. Sebagai contoh alumina dan silika yang terlarut adalah memantulkan sinar dan di gunakan sebagai bahan jendela penghantaran infra merah litium niobat (LiNBO 2) digunakan sebagai



unsur pengingat, system perekam dan video. Titanium nitrida digunakan sebagai pengumpul cahaya. 4.c.Keramik Modern Lainnya Keramik Modern yang lain adalah bio keramik dan keramik nuklir. Bio keramik terdiri daripada bahan yang di gunakan dalam bidang kedokteran dan pergigian.contohnya ialah alumina dan zirkonia yang telah di gunakan sebagai gigi dan tulang sendi palsu. Kajian yang telah di jalankan di Pusat Pengajian Kejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral USM Malaysia mendapati bahawa bahan keramik dapat di gunakan sebagai bahan pengganti tulang sekiranya organ manusia tersebut mengalami kerusakan. Misalnya dapat di gunakan sebagai pin untuk penyambung tulang yang patah. Pembedahan kedua tidak perlu di lakukan untuk mengeluarkan pin tersebut karena bahan tersebut didesain agar di serap kedalam tubuh manusia tanpa mendatangkan kemudaratan (Mohd.Azrone Sarabatin, 2000). Technology keramik ini di kenal dengan Technology Bioceramic. Kajian kemampumesinan (machinability) bahan keramik pula di jalankan pada Pusat Pengajian Kejuruteraan Mekanik USM. Kajian ini bertujuan untuk mengetahui kebolehan bahan keramik tersebut di bentuk dengan menggunakan mesin perkakas CNC. Penelitian yang di jalankan menunjukkan bahwa bahan keramik tersebut dapat di bentuk menggunakan mesin CNC tersebut. Ini merupakan satu kemajuan baru jika nantinya bahan keramik tersebut memerlukan bentuk yang kompleks. Namun demikian proses pemesinan tersebut haruslah di lakukan sebelum proses sintering bahan keramik. Hal tersebut untuk menghindari terjadinya keretakan yang terjadi semasa pemesinan tersebut. Keramik nuklir ialah bahan yang di gunakan di dalam rector nuclear, contohnya Vc digunakan sebagai bahan bakar nukler, C dan SiC di gunakan sebagai pelindung bahan bakar dan BuC sebagai batang pengontrol. Dalam dunia pemotongan logam, bahan mata pahat dewasa ini berkembang menggunakan bahan keramik. Mata pahat keramik ini dapat memotong logam-logam keras tanpa menggunakan cairan pendingin, ia juga dapat dioperasikan untuk pemotongan logam pada kecepatan pemotongan yang tinggi. Bahan dasar tersebut antara lain alumina (Al2O3), Silikon Nitrida (Si3N4) dan SiAlON.



    



5. Industri Keramik Di Masa Depan Dalam bidang keramik Modern potensi dan peluang-peluang industri sangat luas sekali, bidang ini juga sangat terbuka luas untuk dipelajari. Pengembangan pembangunan dalam bidang keramik ini antara lain (wan zaharah, 1994): Keramik struktur/teknik Untuk pemrosesan temperatur tinggi, sel bahan bakar, penukar kalor Gigi palsu Konkrit berqualiti tinggi Mesin yang effisien Lapisan penahan keausan (wear resistance coating) Komposit



                     



Turbin angin, struktur ringan (kipas helicopter) Bahan pembangunan bersekat Kenderaan tentera berstruktur ringan Kapal udara dan mobil-mobil ringan Keramik bio (bioceramic) Penyambung tulang (hip joint) Gigi palsu Sensor bio elektronik Bahan elektronik Konversi photo voltan Sensor bahan berbahaya/beracun IC,Substrat, kapasitor Sistem jalan raya “Intelligent” Bahan magnetic Magnet kekuatan tinggi Magnetic resonance imaging Hard disc magnetic storage Kenderaan listrik Bahan super konduktor Penyimpan dan pemancar power Diagnostic imaging of human body Super komputer Bahan optik/photonik Sensor/kontrol pergantian power Bio sensor System laser Sensor traffik 8.Kesimpulan Keramik ini memiliki sifat tahan terhadap temperatur, keausan yang tinggi, sangat keras dan penghantar listrik yang rendah. Bahan keramik sesuai di gunakan untuk pekerjaan-pekerjaan yang dilakukan pada temperatur, ketahanan haus yang tinggi dan sebagai isolator listrik. Di dalam bidang kedokteran bahan keramik digunakan sebagai pengganti organorgan (tulang) manusia yang rusak. Bahan keramik dapat di bentuk menggunakan mesin perkakas CNC pada proses pra sintering. Di bidang proses pemesinan, bahan keramik telah digunakan sebagai bahan mata pahat untuk proses pemesinan kecepatan tinggi dan pemotongan logam-logam yang keras. Keuniqan sifat-sifat bahan keramik ini telah dicadangkan oleh beberapa negara maju sebagai material teknik masa depan.



Proses Industri Kimia (keramik) Keramik (English ceramics, Greek keramos, ‘potter clay’), asal katanya berasal dari seni pembuatan tembikar, peralatan dari tanah liat. Sekarang, definisi keramik secara ilmiah adalah benda-benda yang dibuat dari bahan lunak dari alam yang dijadikan keras dengan cara pemanasan. Material keramik adalah non logam, senyawa inorganik, biasanya senyawa ikatan oksigen, karbon, nitrogen, boron dan silikon. Keramik pada industri tidak bisa dibayangkan sebagai benda-benda seni. Beberapa contoh keramik industri adalah pipa selokan, insulator listrik, bata tahan panas dan lainnya. Keramik industri dibuat dari bubuk yang telah diberi tekanan sedemikian rupa kemudian dipanaskan pada temperatur tinggi. Keramik tradisional seperti porcelain, ubin (keramik lantai) dan tembikar dibuat dari bubuk yang terdiri dari berbagai material seperti tanah liat (lempung), talc, silika dan faldspar. Akan tetapi, sebagian besar keramik industri dibentuk dari bubuk kimia khusus seperti silikon karbida, alumina dan barium titanate. Material yang digunakan untuk membuat keramik ini biasanya digali dari perut bumi dan dihancurkan hingga menjadi bubuk. Produsen seringkali memurnikan bubuk ini dengan mencampurkannya dengan suatu larutan hingga terbantuk endapan pengotor. Kemudian endapan tadi disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan impuritis dan air. Hasilnya, bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran sekitar 1 µm (0.0001 cm). Keramik dapat dibagi menjadi dua, yaitu : 1.



Keramik tradisional Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory).



2.



Keramik halus (keramik industri) Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO,dll). Penggunaannya: elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis.



Sifat Keramik Keramik memiliki sifat kimia, mekanik, fisika, panas, elektrik, dan magnetik yang membedakan mereka dari material lain seperti logam dan plastik. Industri keramik merubah sifat keramik dengan cara mengontrol jenis dan jumlah material yang digunakan untuk pembuatan. A.



Sifat Kimia



Keramik industri sebagian besar adalah oksida (senyawa ikatan oksigen), akan tetapi ada juga senyawa carbida (senyawa ikatan karbon dan logam berat), nitrida (senyawa ikatan nitrogen), borida (senyawa ikatan boron) dan silida (senyawa ikatan silikon). Sebagai contoh, pembuatan keramik alumina menggunakan 85 sampai 99 persen aluminum oksida sebagai bahan utama dan dikombinasikan dengan berbagai senyawa kompleks secara kimia. Beberapa contoh senyawa kompleks adalah barium titanate (BaTiO3) dan zinc ferrite (ZnFe2O4). Material lain yang dapat disebut juga sebagai jenis keramik adalah berlian dan graphite dari karbon. Keramik lebih resisten terhadap korosi dibanding plastik dan logam. Keramik biasanya tidak bereaksi dengan sebagian besar cairan, gas, aklali dan asam. Jenisjenis keramik memiliki titik leleh yang tinggi dan beberapa diantaranya masih dapat digunakan pada temperatur mendekati titik lelehnya. Keramik juga stabil dalam waktu yang lama. B.



Sifat Mekanik Ikatan keramik dapat dibilang sangat kuat, dapat kita lihat dari kekakuan ikatan dengan mengukur kemampuan keramik menahan tekanan dan kelengkungan. Bend Strength atau jumlah tekanan yang diperlukan untuk melengkungkan benda biasanya digunakan untuk menentukan kekuatan keramik. Salah satu keramik yang keras adalah Zirconium dioxide yang memiliki bend strength mendekati senyawa besi. Zirconias (ZrO2) mampu mempertahankan kekuatannya hingga temperatur 900oC (1652oF), dan bahkan silikon carbida dan silikon nitrida dapat mempertahankan kekuatannya pada temperatur diatas 1400oC (2552oF). Materialmaterial silikon ini biasanya digunakan pada peralatan yang memerlukan panas tinggi seperti bagian dari Gas-Turbine Engine. Walaupun keramik memiliki ikatan yang kuat dan tahan pada temperatur tinggi, material ini sangat rapuh dan mudah pecah bila dijatuhkan atau ketika dipanaskan dan didinginkan seketika.



C.



Sifat Fisik Sebagian besar keramik adalah ikatan dari karbon, oksigen atau nitrogen dengan material lain seperti logam ringan dan semilogam. Hal ini menyebabkan keramik biasanya memiliki densitas yang kecil. Sebagian keramik yang ringan mungkin dapat sekeras logam yang berat. Keramik yang keras juga tahan terhadap gesekan. Senyawa keramik yang paling keras adalah berlian, diikuti boron nitrida pada urutan kedua dalam bentuk kristal kubusnya. Aluminum oksida dan silikon karbida biasa digunakan untuk memotong, menggiling, menghaluskan dan menghaluskan material-material keras lain.



D.



Sifat Panas Sebagian besar keramik memiliki titik leleh yang tinggi, artinya walaupun pada temperatur yang tinggi material ini dapat bertahan dari deformasi dan dapat bertahan dibawah tekanan tinggi. Akan tetapi perubahan temperatur yang besar dan tiba-tiba dapat melemahkan keramik. Kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tersebutlah yang dapat membuat keramik pecah. Silikon karbida dan



silikon nitrida lebih dapat bertahan dari kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tinggi daripada keramik-keramik lain. Oleh karena itu material ini digunakan pada bagian-bagian mesin seperti rotor pada turbin dalam mesin jet yang memiliki variasi perubahan temperatur yang ekstrim. E.



Sifat Elektrik Beberapa jenis keramik dapat menghantarkan listrik. Contohnya Chromium dioksida yang mampu menghantarkan listrik sama baiknya dengan sebagian besar logam. Jenis keramik lain seperti silikon karbida, kurang dapat menghantarkan listrik tapi masih dapat dikatakan sebagai semikonduktor. Keramik seperti aluminum oksida bahkan tidak menghantarkan listrik sama sekali. Beberapa keramik seperti porcelain dapat bertindak sebagai insulator (alat untuk memisahkan elemen-elemen pada sirkuit listrik agar tetap pada jalurnya masing-masing) pada temperatur rendah tapi dapat menghantarkan listrik pada temperatur tinggi.



F.



Sifat Magnetik Keramik yang mengandung besi oksida (Fe2O3) dapat memiliki gaya magnetik mirip dengan magnet besi, nikel dan cobalt. Keramik berbasis besi oksida ini biasa disebut ferrite. Keramik magnetis lainnya adalah oksida-oksida nikel, senyawa mangan dan barium. Keramik ber-magnet biasanya digunakan pada motor elektrik dan sirkuit listrik dan dapat dibuat dengan resistensi tinggi terhadap demagnetisasi. Ketika elektron-elektron disejajarkan sedemikian rupa, keramik dapat menghasilkan medan magnet yang sangat kuat dan sukar demagnetisasi (menghilangkan medan magnet) dengan memecah barisan elektron tersebut. Keramik industri dibuat dari bubuk yang telah diberi tekanan sedemikian rupa kemudian dipanaskan pada temperatur tinggi. Keramik tradisional seperti porcelain, ubin (keramik lantai) dan tembikar dibuat dari bubuk yang terdiri dari berbagai material seperti tanah liat (lempung), talc, silika dan faldspar. Akan tetapi, sebagian besar keramik industri dibentuk dari bubuk kimia khusus seperti silikon karbida, alumina dan barium titanate. Material yang digunakan untuk membuat keramik ini biasanya digali dari perut bumi dan dihancurkan hingga menjadi bubuk. Produsen seringkali memurnikan bubuk ini dengan mencampurkannya dengan suatu larutan hingga terbantuk endapan pengotor. Kemudian endapan tadi disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan impuritis dan air. Hasilnya, bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran sekitar 1 mikrometer (0.0001 centimeter). Bahan Baku Dasar Tiga bahan baku utama yang digunakan untuk membuat produk keramik klasik, atau ‘triaksial’, adalah lempung, feldspar dan pasir. Lempung adalah aluminium silikat hidrat yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari batuan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli yang penting. Reaksinya dapat dilukiskan sebagai berikut : K2O.Al2SO3.6SiO2 + CO2 + 2H2O → K2CO3 + Al2O3.2SiO2.2H2O + 4SiO2



Ada sejumlah speises mineral yang disebut mineral lempung (clay mineral) yang mengandung terutama campuran kaolinit (Al2O3.2SiO2.2H2O), montmorilonit [(Mg,Ca)O.Al2O3.5SiO2.nH2O] dan ilit (K2O, MgO, Al2O3, SiO2.2H2O) masing-masing dalam berbagai kuantitas. Dari sudut pandang keramik, lempung berwujud plastik dan bias dibentuk bila cukup halus dan basah, kaku bila kering, dan kaca (vitreous) bila dibakar pada suhu yang cukup tinggi. Prosedur pembuatannya mengandalkan kepada sifat-sifat tersebut diatas. Di dalam lempung yang diperdagangkan, disamping mineral lempung terdapat pula feldspar, kuarsa dan berbagai ketidakmurnian seperti oksida-oksida besi, semuanya dalam jumlah yang beragam. Dalam hampir semua lempung yang digunakan di dalam industri keramik, mineral lempung dasar adalah kaolinit, walaupun lempung bentonit yang berdasarkan atas montmorilonit digunakan juga sedikit untuk memberikan sifat plastisitas yang sangat tinggi bila perlu. Sifat plastisitas ini sangat dipengaruhi oleh kondisi fisik lempung, dan sangat berbedabeda pada berbagai jenis lempung. Lempung sangat beraneka ragam dalam sifat fisiknya, dan dalam kandungan ketidakmurniannya, sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih dahulu melalui prosedur benefisiasi. Ada tiga jenis feldspar yang umum, yaitu (NaO.Al2O3.6SiO2), batua gamping (CaO.Al2O3.6SiO2), produk keramik. Feldspar sangat penting sebagai formulasi keramik. Feldspar bias terdapat di dalam atau bisa juga ditambahkan sesuai keperluan.



potas (K2O.Al2O3.SiO2), soda yang semuanya dipakai dalam pemberi sifat fluks dalam lempung hasil penambangan,



Penyusun keramik yang ketiga yang penting adalah pasir atau flin (flint). Sifat-sifatnya yang penting dari segi industri keramik ditunjukkan pada table berikut :



Rumus Plastisitas Fusibilitas (keleburan) Titik cair Ciut pada pembakaran



Kaolinit



Feldspar



Pasir (flin)



Al2O3.2SiO2.2H2O



K2O.Al2O3.6SiO2



SiO2



Plastik



Non plastik



Non plastik



Refraktori



Perekat mudah lebur



Refraktori



1785oC



1150oC



1710oC



Sangat ciut



Lebur



Tidak ciut



Konversi Kimia Semua produk keramik dibuat dengan mencpurkan berbagai kuantitas bahan baku yang tersebut diatas, membentuknya dan memanaskannya sampai suhu pembakaran. Suhu ini mungkin hanya 700oC untuk beberapa jenis glasial luar, tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu setinggi 2000 oC. Pada suhu vitrifikasi terjad sejumlah reaksi, yang merupakan dasar kimia bagi konversi kimia. 1.



Dehidrasi, atau penguapan air kimia pada suhu 150 sampai 650oC.



2.



Kalsinasi, misalnya CaCO3 pada suhu 600 sampai 900oC.



3.



Oksidasi besi fero dan bahan organik pada suhu 350 sampai 900oC.



4.



Pembentukan silika pada suhu 900oC atau lebih Beberapa diantara perubahan awal tersebut cukup sederhana, misalnya kalsinasi CaCO3 dan dehidrasi serta dekomposisi kaolinit. Reksi-reaksi lain, misalnya pembentukan silikat, cukup rumit dan berubah-ubah sesuai dengan suhu dan perbandingan penyusunnya. Produk keramik hampir semua mempunyai sifat refraktori, artinya tahan terhadap panas, dan tingkat kerefraktorian dari suatu produk tertentu bergantung pada perbandingan kuantitas oksida refraktori terhadap oksida fluks didalamnya. Oksida refraktori yang terpenting adalah SiO2, Al2O3, CaO dan MgO, disamping ZrO2, TiO2, Cr2O3, serta BeO yang lebih jarang dipakai. Oksida fluks yang terpenting adalah Na2O, K2O, B2O3 dan SnO2, disamping fluorida yang juga digunakan dalam komposisi beberapa fluks tertentu. Pewaris umum dalam semua produk keramik adalah lempung (biasanya kaolinit), dan karena itu reaksi kimia yang berlangsung pada pemansan lempung sangat penting artinya. Efek yang pertama dari panas ialah mendorong air hidrasi keluar; ini terjadi pada suhu 600 sampai 650oC dengan menyerap sejumlah besar kalor, meninggalkan suatu campuran amorf alumina dan silica, seperti terlihat dari penelitian sinar X. Al2O3.2SiO2.2H2O → Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O Bahkan, sebagian besar alumina dapat diekstraksi dengan asam klorida pada tahap ini. Jika pemanasan dilanjutkan, alumina amorf tersebut berubah dengan cepat pada suhu 940oC menjadi alumina kristal, yaitu γ-alumina sambil mengeluarkan sejumlah besar kalor. Pada suhu yang sedikit lebih tinggi, mulai kira-kira 1000oC, alumina dan silica bergabung membentuk mulit (3Al2O3.2SiO2). Pada suhu yang lebih tinggi lagi, silika yang tersisa berubah menjadi kristobalit kristal. Jadi, keseluruhan reaksi fundamental yang terjadi pada pemanasan lempung adalah : 3(Al2O3.2SiO2.2H2O) → 3Al2O3.2SiO2 + 4SiO2 + 6 H2O



Proses Pembuatan Keramik Tradisional : Ada beberapa tahapan proses yang harus dilakukan untuk membuat suatu produk keramik, 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).







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).







Pembentukan dengan teknik putar Pembentukan dengan teknik putar adalah keteknikan yang paling mendasar dan merupakan kekhasan dalam kerajinan keramik. Karena kekhasannya tersebut, sehingga keteknikan ini menjadi semacam icon dalam bidang keramik. Dibandingkan dengan keteknikan yang lain, teknik ini mempunyai tingkat kesulitan yang paling tinggi. Seseorang tidak begitu saja langsung bisa membuat benda keramik begitu mencobanya. Diperlukan waktu yang tidak sebentar untuk melatih jari-jari agar terbentuk ’feeling’ dalam membentuk sebuah benda keramik. Keramik dibentuk diatas sebuah meja dengan kepala putaran yang berputar. Benda yang dapat dibuat dengan keteknikan ini adalah benda-benda yang berbentuk dasar silinder: misalnya piring, mangkok, vas, guci dan lain-lain. Alat utama yang digunakan adalah alat putar (meja putar). Meja putar dapat berupa alat putar manual mapupun alat putar masinal yang digerakkan dengan listrik. Secara singkat tahap-tahap pembentukan dalam teknik putar adalah: centering (pemusatan), coning (pengerucutan), forming (pembentukan), rising (membuat ketinggian benda), refining the contour (merapikan).







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. Proses yang terlalu cepat akan mengakibatkan keretakkan dikarenakan hilangnya air secara tiba-tiba tanpa diimbangi penataan partikel tanah liat secara sempurna, yang mengakibatkan penyusutan mendadak. Untuk menghindari pengeringan yang terlalu cepat, pada tahap awal benda keramik diangin-anginkan pada suhu kamar. Setelah tidak terjadi penyusutan, pengeringan dengan sinar matahari langsung atau mesin pengering dapat dilakukan.



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. Ada beberapa parameter yang mempengaruhi hasil pembakaran: suhu sintering (matang), atmosfer tungku dan mineral yang terlibat. Pada proses pemanasan, partikel-partikel bubuk menyatu dan memadat. Proses pemadatan ini menyebabkan objek keramik menyusut hingga 20 persen dari ukuran aslinya. Tujuan dari proses pemanasan ini adalah untuk memaksimalkan kekerasan keramik dengan mendapatkan struktur internal yang tersusun rapih dan sangat padat (Sumahamijaya, 2009). Pembakaran biskuit 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.



Kesemua proses dalam pembuatan keramik akan menentukan produk yang dihasilkan. Oleh karena itu kecermatan dalam melakukan tahapan demi tahapan sangat diperlukan untuk menghasilkan produk yang memuaskan.



Proses Pembuatan Keramik Industri : 1.



Pembentukan Setelah pemurnian, sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk meekatkan 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.



Densifikasi Proses densifikasi menggunakan panas yang tinggi untuk menjadikan sebuah keramik menjadi produk yang keras dan padat. Setelah dibentuk, keramik dipanaskan pada tungku (furnace) dengan temperatur antara 1000 sampai 1700 oC. Pada proses pemanasan, partikel-partikel bubuk menyatu dan memadat. Proses



pemadatan ini menyebabkan objek keramik menyusut hingga 20% dari ukuran aslinya. Tujuan dari proses pemanasan ini adalah untuk memaksimalkan kekerasan keramik dengan mendapatkan struktur internal yang tersusun rapih dan sangat padat. Kegunaan Keramik Industri Keramik dinilai dari propertinya. Kegunaan keramik beragam disesuaikan dengan kemampuan dan daya tahannya. Keramik dengan properti elektrik dan magnetik dapat digunakan sebagai insulator, semikoncuktor, konduktor dan magnet. Keramik dengan properti yang berbeda dapat digunakan pada aerospace, biomedis, konstruksi bangunan, dan industri nuklir. Beberapa contoh penggunaan keramik industri: 



Peralatan yang dibuat dari alumina dan silikon nitrida dapat digunakan sebagai pemotong, pembentuk dan penghancur logam.







Keramik tipe zirconias, silikon nitrida maupun karbida dapat digunakan untuk saluran pada rotorturbocharger diesel temperatur tinggi dan Gas-Turbine Engine.







Keramik sebagai insulator adalah aluminum oksida (AlO 3). Keramik sebagai semikonduktor adalah barium titanate (BaTiO3) dan strontium titanate (SrTiO3). Sebagai superkonduktor adalah senyawa berbasis tembaga oksida.







Keramik dengan campuran semen dan logam digunakan untuk pelapis pelindung panas pada pesawat ulang-alik dan satelit.







Keramik Biomedical jenis porous alumina digunakan sebagai implants pada tubuh manusia. Porous alumina dapat berikatan dengan tulang dan jaringan tubuh.







Butiran uranium termasuk keramik yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga nuklir. Butiran ini dibentuk dari gas uranium hexafluorida (UF 6).







Keramik berbasis feldspar dan tanah liat digunakan pada industri bahan bangunan.







Keramik juga digunakan sebagai coating (pelapis) untuk mencagah korosi. Keramik yang digunakan adalah jenis enamel. Peralatan rumah tangga yang menggunakan pelapisan enamel ini diantaranya adalah kulkas, kompor gas, mesin cuci, mesin pengering.