BAB II

PEMBAHASAN

II. 1 DEFINISI KACA SECARA UMUM

Kaca merupakan bahan lutsinar, kuat, tahan hakis, lengai, dan secara biologi merupakan bahan yang tidak aktif, yang boleh dibentuk menjadi permukaan yang tahan dan licin. Ciri-ciri ini menjadikan kaca sebagai bahan yang sangat berguna. Salah satu ciri kaca adalah ia lutsinar. Sifat lutsinar disebabkan kaca terdiri dari bahan yang tidak mempunyai keadaan perubahan garisan atomik dalam tenaga cahaya. Juga disebabkan ketahanan kaca pada tahap gelombang yang lebih besar daripada cahaya.

Komponen utama kaca ialah silika. Silika ialah galian yang mengandung silikon dioksida. Nama IUPAC silikon dioksida ialah silikon(IV) oksida. Silika wujud secara semulajadi dalam pasir. Kaca biasa biasanya terdiri daripada silikon dioksida (SiO2), yang merupakan seyawa kimia yang serupa dengan kuarza, atau dalam bentuk polihabluran, pasir. Silika mempunyai tahap lebur sekitar 2000C, jadi dua bahan lain sering dicampurkan kepada pasir dalam pembuatan kaca. Satu daripadanya adalah soda (sodium karbonat Na2CO3), atau potasy, setara dengan kalium karbonat, yang menurunkan tahap lebur kepada sekitar 1000C. Bagaimanapun, bahan soda menjadikan kaca larut, jadi kapur (kalsium oksida, CaO) merupakan bahan ketiga, ditambah untuk menjadikan kaca tidak larut.Silikon(IV) oksida ialah molekul kovalen raksasa. Oleh itu, silikon(IV) oksida memerlukan banyak tenaga atau energy untuk mengatasi setiap ikatan kovalen antara atom dalam struktur raksasa. Maka, silikon(IV) oksida mempunyai tingkat lebur yang sangat tinggi, iaitu 1710 C. Dalam silikon(IV) oksida, setiap atom silikon diikat secara kovalen kepada 4 atom oksigen dalam bentuk tetrahedron dengan sudut antara ikatan 109.5 . Unit itu diulangi secara tidak terhingga dengan setiap atom oksigen terikat kepada 2 atom silikon untuk membentuk molekul kovalen raksasa seperti struktur berlian. Kaca merupakan bahan pejal, biasanya terbentuk apabila bahan cair tidak berkristal disejukkan dengan cepat, dengan itu tidak memberikan cukup masa untuk jaringan kekisi kristal biasa terbentuk.

II. 2 SIFAT- SIFAT KACA SECARA UMUM

Beberapa sifat-sifat kaca secara umum adalah: Padatan amorf (short range order).

Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair.

Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu)

Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s)

Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida. Karena itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium.

Efektif sebagai isolator.

Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.

II. 3 JENIS- JENIS KACA

Secara umum, kaca komersial dapat dikelompokkan menjadi beberapa golongan:

1. Silika lebur. Silika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon tetraklorida pada suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir murni. Kaca ini sering disebut kaca kuarsa (quartz glass). Kaca ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik pelunakan tinggi. Karena itu, kaca ini mempunyai ketahanan termal lebih tinggi daripada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan terhadap radiasi ultraviolet. Kaca jenis inilah yang sering digunakan sebagai kuvet untuk spektrometer UV-Visible yang harganya sekitar dua jutaan per kuvet.

2. Alkali silikat. Alkali silikat adalah satu-satunya kaca dua komponen yang secara komersial, penting. Untuk membuatnya, pasir dan soda dilebur bersama-sama, dan hasilnya disebut Natrium silikat. Larutan silikat soda juga dikenal sebagai kaca larut air (water soluble glass) banyak dipakai sebagai adhesif dalam pembuatan kotak-kotak karton gelombang serta memberi sifat tahan api.

3. Kaca soda gamping. Kaca soda gamping (soda-lime glass) merupakan 95 persen dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil dan barang pecah belah.

4. Kaca timbal. Dengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium dalam campuran kaca cair, didapatlah kaca timbal (lead glass). Kaca ini sangat penting dalam bidang optik, karena mempunyai indeks refraksi dan dispersi yang tinggi. Kandungan timbalnya bisa mencapai 82% (densitas 8,0, indeks bias 2,2). Kandungan timbal inilah yang memberikan kecemerlangan pada kaca potong (cut glass). Kaca ini juga digunakan dalam jumlah besar untuk membuat bola lampu, lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai tahanan (resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga cocok dipakai sebagai perisai radiasi nuklir.

5. Kaca borosilikat. Kaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3, 80% sampai 87% silika, dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini mempunyai koefisien ekspansi termal rendah, lebih tahan terhadap kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi, serta tahanan listrik tinggi. Perabot laboratorium yang dibuat dari kaca ini dikenal dengan nama dagang pyrex. Kaca borosilikat juga digunakan sebagai isolator tegangan tinggi, pipa lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di Mt. Palomer (AS).

6. Kaca khusus. Kaca berwarna , bersalut, opal, translusen, kaca keselamatan,fitokrom, kaca optik dan kaca keramik semuanya termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda tergantung pada produk akhir yang diinginkan.

7. Serat kaca (fiber glass). Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap kondisi cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar 55%, dan alkali lebih rendah.

II. 4 BAHAN BAKU

Pasir

Pasir yang digunakan untuk membuat kaca haruslah kuarsa yang hampir murni. Oleh karena itu, lokasi pabrik kaca biasannya ditentukan oleh lokasi endapan pasir kaca. Kandungan besinya tidak boleh melebihi 0,45 % untuk barang gelas pecah belah atau 0,015 % untuk kaca optik, sebab kandungan besi ini bersifat merusak warna kaca pada umumnya

Soda

Soda (Na2O) terutama didapat dari soda abu padat (Na2CO3). Sumber lainnya adalah bikarbonat, kerak garam, dan natrium nitrat yang sangat berguna untuk mengoksidasi besi dan untuk mempercepat pencairan. Sumber gamping (CaO) yang terpenting adalah batu gamping dan gamping bakar dari dolomite (CaCO3. MgCO3) yang memberikan MgO pada campuran.

Feldspar

Feldspar mempunyai rumus P2O.Al2O3.6 SiO2, dimana R2O dapat berupa Na2O atau K2O atau campuran keduannya. Sebagai sumber Al2O3, feldsfar mempunyai banyak keunggulan dibandingkan produk lain. Karena murah, murni dan dapat dilebur, dan seluruhnya terdiri dari oksida pembentuk kaca. Feldspar juga merupakan sumber Na2O atau K2O dan SiO2. Kandungan aluminanya dapat menurunkan titik cair kaca.

Borax

Borax adalah bahan tambahan yang menambahkan Na2O dan boron oksida kepada kaca. Borax memiliki daya fluks yang kuat dan bersifat menurunkan koefisien ekspansi tetapi juga meningkatkan ketahanannya terhadap aksi kimia. Asam borat digunakan dalam tumpak yang hanya membutuhkan alkali dalam jumlah yang sedikit.

Kerak Garam

Kerak garam digunakan sebagai bahan dalam pembuatan kaca karena mampu membersihkan buih yang mengganggu pada tanur tangki. Selain itu juga harus dilakukan penambahan sulfat dan karbon agar tereduksi menjadi sulfit.

Kulet

Kulet merupakan kaca hancuran yang dikumpulkan dari barang barang rusak, pecahan beling dan berbagai kaca limbah. Bahan ini dapat membantu pencairan disamping sebagai pemanfaatan limbah. Bahan ini dapat dipakai 10 % atau bahkan sampai 80% dari muatan bahan baku.

Blok Refraktori

Blok refraktori untuk industri kaca dikembangkan khusus berhubung dengan kondisi yang hebat yang harus dialami dalam pengguanaannya. Zircon, alumina, mulit, mulit alumina sinter dan zirkonia alumina-silika, alumina, krom-alumina elektrokast banyak digunakan sebagai refraktor pada tangki kaca.

II. 5 REAKSI KIMIA

Reaksi yang terjadi dalam pembuatan kaca adalah sebagai berikut:

Na2CO3 + aSiO2

Na2O.aSiO2 + CO2

(1)CaCO3 + bSiO2

CaO.bSiO2 + CO2

(2)Na2SO4 + cSiO2 + C

Na2O.cSiO2 + SO2 + SO2 + CO

(3)

Reaksi yang terakhir ini dapat berlangsung seperti pada persamaan (4), (5), dan (6)Na2SO4 + C

Na2SO3 + CO

(4)

2Na2SO4 + C

2Na2SO3 + CO3

(5)

Na2SO3 + cSiO2

Na2O.cSiO2 + SO2

(6)

Rasio Na2O/ SiO2 dan CaO/ SiO2 bukanlah rasio molar. Rasio ini mungkin berbentuk Na2O/1,8 SiO2, misalnya pada kaca jendela biasa, rasio molar itu adalah kira- kira 1,5 mol Na2O, 1 mol CaO, dan 5 mol SiO2. Kaca- kaca lain bias sangat berbeda lihat pada tabel 11.2 pada lampiran.

II. 6 PROSES PEMBUATAN KACA

Prosedur pembuatan kaca dapat dibagi menjadi empat tahap utama, yaitu: (1) peleburan, (2) pencetakan, (3) penyangaian atau sepuh lindap, dan (4) penyelesaian.

1. PELEBURAN

Tanur kaca dapat diklasifikasi sebagai tanur periuk atau tanur tangki. Tanur periuk dengan kapasitas sekitar 2 tangki atau kurang dapat digunakan secara menguntungkan untuk membuat kaca khusus dalam jumlah kecil dimana tumpak cair itu harus dilindungi terhadap hasil pembakaran. Tanur ini digunakan terutama dalam pembuatan kaca optik dan kaca seni melalui proses cetak. Periuknya merupakan suatu cawan yang terbuat dari lempung pilihan atau platina. Dalam tanur tangki (tank furnace), bahan tumpak itu dimuat ke satu ujung suatu tangki besar yang terbuat dari blok- blok refraktor, di antaranya ada yang berukuran 38 x 9 x 1,5 m dengan kapasitas kaca cair sebesar 1350 t. kaca itu membentuk kolam di dasar tanur itu, sedang nyala api akan menyilap berganti dari satu sisi ke sisi lain. Kaca halusan dikerjakan dari ujung lain tangki itu, operasinya kontinyu. Dalam tanur jenis ini, sebagai mana juga dalam tangki periuk, dindingnya mengalami korosi karena kaca panas. Kualitas kaca dan umur tangki bergantung pada kualitas blok konstruksi. Karena itu, harus diperhatikan sekali pada refraktori tanur kaca. Tanur tanki kecil disebut tangki harian (day tank) dan berisi persediaan kaca air untuk satu hari sebanyak 1 t sampai 10 t. Tangki ini dipanasi secara elektrotermal atau dengan gas.

Tanur- tanur yang disebutkan diatas adalah tergolong tanur regenerasi dan beroperasi dalam dua siklus dengan dua perangkat ruang berisi susunan bata rongga. Gas nyala setelah memberikan sebagian kalornya pada waktu melalui tanur berisi kaca cair, mengalir ke bawah melalui satu perangkat ruang yang diisi penuh dengan pasangan bata terbuka atau bata rongga. Sebagian besar dari kandungan kalor sensible gas keluar dari situ, dan isian itu mencapai suhu yang berkisar antara 1500 C di dekat tanur dan 650C di dekat pintu keluar. Bersamaan dengan itu, udara dipanaskan dengan melewatkannya melalui ruang regenerasi yang telah dipanaskan sebelumnya dan dicampur dengan gas bahan bakar yang telah terbakar, sehingga suhu nyalanya menjadi lebih tinggi lagi. Pada selang waktu yang teratur yaitu antara 20 sampai 30 menit, aliran campuran udara bahan bakar, atau siklus itu dibalik, dan sekarang masuk tanur dari ujung yang berlawanan melalui isian yang telah di panaskan sebelumnya, kemudian melalui isian semula, dan mencapai suhu yang lebih tinggi.

Suhu tanur yang baru mulai berproduksi hanya dapat dinaikkan sedikit demi sedikit setiap hari, bergantung kepada kemampuan refraktorinya menampung ekspansi. Bila tanur regenerasi itu sudah dipanaskan, suhunya harus dipertahankan sekurang- kurangnya 1200 C setiap waktu. Kebanyakan kalor hilang dari tanur melalui radiasi, dan hanya sebagian kecil yang termanfaatkan untuk pencairan. Tanpa membiarkan dindingnya mendingin sedikit karena radiasi, suhu akan menjadi terlalu tinggi sehingga kaca cair itu dapat menyerang dinding dan melarutkannya. Untuk mengurangi aksi kaca cair, pada dinding tanur kadang- kadang di pasang pipa air pendingin.

2. PENCETAKAN

Kaca dapat dibentuk dengan mesin atau dengan cetak tangan. Faktor yang terpenting yang harus diperhatikan dalam cetak mesin (machine molding) ialah bahwa rancang mesin itu haruslah sedemikian rupa sehingga pencetakan barang kaca dapat diselesaikan dalam tempo beberapa detik saja. Dalam waktu yang sangat singkat itu kaca berubah dari zat cair viskos menjadi zat padat bening. Jadi, dalam rancangan mesin pencetak hal yang harus diutamakan adalah seperti aliran kalor stabilitas logam dan jarak bebas bantalan.

3. PENYANGAIAN

Untuk mengurangi rengangan- regangan dalam kaca, semua barang kaca harus disangai (anneal). Penyangaian menyangkut dua macam operasi : (1) menahan kaca itu pada suatu suhu di atas suhu kritis tertentu selama beberapa waktu yang cukup lama sehingga mengurangi regangan- regangan dalam dengan jalan pengaliran plastik sehingga regangannya kurang dari suatu maksimum yang ditentukan, dan (2) mendinginkan massa kaca itu sampai suhu kamar secara kamar secara cukup perlahan sehingga rengangan itu selalu berada di bawah batas maksimum leher atau tungku penyaringan, tidak lain hanyalah satu ruang pemanasan yang dirancang dengan baik dimana laju pendingin dapat diatur sehingga memenuhi persyaratan.

4. PENYELESAIAN

Semua kaca yang sudah disangai harus mengalami operasi penyelesaian yang relatif sederhana tetapi sangat penting. Operasi ini menyangkut pembersihan, penggosokan, pemolesan, pemotongan, gosok-semprot dengan pasir, pemasangan email klasifikasi kualitas, dan pengukuran.

II. 7 JENIS- JENIS MESIN PEMBENTUK KACA UMUM

KACA JENDELA

Pada proses Fourcault, ruang penarikan diisi penuh dengan kaca dari tangki peleburan. Kaca itu ditarik secara vertical dari tanur melalui dibitense dengan suatu mesin penarik. Dibitense itu terdiri dari sampan refraktonsi yang mempunyai celah ditengahnya. Kaca mengalir melalui celah ini, pada waktu sampan setengah terbenam, kaca mengalir ke atas secara kontinyu. Penarikan kaca dimulai dengan menurunkan pemancing dari logam ke gelas itu melalui celah, pada waktu bersamaan dengan diturunkannya dibitense, sehingga kaca mulai mengalir. Kaca itu ditarik ke atas secara kontinyu dalam bentuk pita secepat ia mengalir melalui celah, dan permukaannya didinginkan dengan gulungan air didekat itu. Pita kaca yang masih bergerak ke atas dan ditopang oleh rol- rol, dilewatkan melalui cerobong penyangai atau lehr yang panjangnya 7,5 m. Pada waktu keluar dari lehr, kaca itu dipotong- potong menjadi lembaran menurut ukuran yang dikehendaki dan dikirim ke bagian penggolongan dan pemotongan.

KACA PLAT

Kaca dilebur di dalam tanur kontinyu besar yang dapat menampung 1000 ton atau lebih. Bahan baru diumpankan ke satu ujung tanur, dan kaca cair pada suhu sampai setinggi 1595 C, kemudian dilewatkan melalui zona pemurnian dan keluar melalui ujung yang satu lagi dalam bentuk aliran yang tak putus- putus. Dari keluaran refraktori yang lebar itu, kaca cair dilewatkan melalui dua buah rol pembentuk yang didinginkan dengan air, sehingga mengambil konfigurasi pita plastik. Pita kaca itu di tarik di atas sederetan rol yang lebih kecil, yang juga didinginkan dengan air dengan kecepatan permukaan sedikit lebih tinggi dari rol pembentuk. Efek perengangan yang diakibatkan oleh perbedaan kecepatan dan pencairan kaca pada waktu mendingin menyebabkan pita itu menjadi lebih tipis pada waktu memasuki lehr. Setelah mengalami penyangaian, pita itu dipotong- potong menjadi lembaran yang kemudian digerinda dan dipoles.

KACA APUNG

Kaca apung (float glass) dikembangkan oleh Pilkington Brothers di Inggris. Perkembangan ini merupakan suatu perbaikan fundamental dalam pembuatan kaca berkualitas tinggi. Sudah larna diketahui bahwa kaca yang dipoles dengan api mempunyai kualitas refleksi dan ketananan aus yang lebih tinggi. Proses apung menggunakan sistem peleburan tanur tangki (Gambar 1 dimana bahan baku diumpankan pada satu ujung tanur dan kaca cair dilewatkan melalui zone pemurniandan masuk ke kanal sempit yang mengbungkan tanur dengan penangas (Gambar 114 dar 115). Laju aliran dikendalikan secara presisi dengan cara menaikkan dan menurunkan pintu yangmembentang kanal itusecara otomatis. Pada tahun 1975, PPG Industries menerapkan suatu penyempurnaan penting terhadap proses Pilkington dengan membuat arus kaca cair dan tanur peleburan mengalir dengan lebar yang dikehendaki (biasanya sekitar 4 m) pada waktu mengalir ke permukaan penangas. Cara ini menyebabkan berkurangnya pengaruh aliran dari masa tebal tak berbentuk penyebab terjadinya disiorsi optik.

Kaca itu didiginkan ketika masih berada diatas logam cair sampai permukaannya cukup keras sehingga dapat masuk kedalam permukaan bawah oleh lehr. Produksi kaca apung sebesar 50000 m2/hari dibuat proses ini dengan antara 3 sampai 19 mm dan dengan lebar 3 sampai 3,5 m. Proses ini sudah hamper seluruhnya mengganukan pembuatan kaca plat yang dulu dilakukan dengan cara gosok dan poles.

KACA BERKAWAT DAN BERPOLA

Dalam pembuatan kaca berpola, kaca cair dialirkan dari bibir tanur dan lewat di antara rol-rol logam yang sudah mempunyai goresan pola pada permukaannya. Rol itu membentuk kaca tadi dan mencetakkan pola itu dalam satu operasi kaca. Kaca itu menyebabkan cahaya gerdifusi sehingga tak tembus pandang. Kaca seperti ini cocok untuk pintu, ruang kantor, dan dinding kamar mandi. Kaca itu dapat pula diperkuat agan kawat yang dipasangkan pada saat awal pembentukannya. Hal ini berguna untuk meningkatkan keselamatan, misalnya pada jendela di dekat pintu darurat.

KACA TIUP

Peniupan kaca, suatu seni yang sudah sangat tua, hingga abad yang lalu, masih mengandalkan semata-mata dari kekuatan paru-paru manusia dalam membentuk dan mencetak kaca Cair. Kebutuhan modern akan kaca tiup akhir-akir ini mendorong pengembangan metode produksi yang lebih cepat dan lebih murah). Mesin pembuatan botol merupakan satu-satunyn mesin pencetak yang menggunakan tekanan udara untuk membuat bentuk lowong. Beberapa jenis mesin itu menghasilkan parison yaitu botol setengah jadi atau blangko botol. Salah satu diantaranya adalah jenis umpan sedot (Suction feed) yang dengan beberapa variasinya, digunakan dalam pembuatan bola lampu dan gelas anggur. Satu lagi adalah jenis umpan gumpal, (gob feed) yang diterapkan oleh para pembuat 1 barang yang dibuat dengan pres (tekari) tiup atau gabungan pres dan tiup

Pada mesin jenis umpan sedot, kaca yang terdapat di dalam tangki dangkal yang berputar disedot ke dalam cetakan. Cetakan itu kemudian diayun menjauh permukaan kaca, dibuka dan dilepaskan sehingga tinggal parison yang dipegang lehernya, Cetakan botol lain naik dan enengurung parisan itu dan hembusan udara kemudian membuat kaca itu mengalir ke dalam cetakan. Cetakan itu dibiarkan mengungK botol yang terbentuk sarnpai operasi pengunapulan. Kemudian, setelah melepaskan botol itu, cetakan naik kembali mengungkung parison baru. Operasi ini seluruhnya otomatis, kecepatan 60 unit per menit bukanlah sesuatu hal yang luar biasa.

Pengumpan gumpal merupakan salah satu perkembangan penting dalam pembua barang kaca secara otomatik. Dalam operasi ini kaca cair mengalir dari tanur melalui palung yang pada ujungnya mempunyai sebuah lubang. Kaca jatuh melalui lubang itu, dipotong dengan gunting mekanik sehingga merupakan suatu gumpal dengan ukuran sebagaimana yang dikehendaki. Kaca itu lalu diteruskan melalui suatu corong ke cetakan parison, yang memulai operasi pembentukan botol dalam posisi terbalik, seperti terlihat pada Gambar 11.7. Sebuah jarum leher naik dan menempati posisinya, sementara sebuah plunyer jatuh dan atas; dan udara tekan di tiup eliap (settle blow) lain mendorong k menjadi bentuk-jadi lehernya. Cetakan itu ditutup di sebelah atas (dasar botol), jarum itu ditarik dan udara disuntikkan pada tiup lawan (counter blow) melalui leher yang terbentuk sehingga membuat lubang lowong. Cetakan parison membuka, dan parison dibaiikkan sambil dipindahkan ke posisi baru, dimana botol yang setengah jadi itu sekai berada dalam posisi tegak. Kemudian, cetakan tiup akan mengungkung patrison yang dipanaskan kembali untuk selang waktu yang singkat. Udara lalu disuntikkan untuk memberikan tiupan akhir, dan bersamaan dengan itu menciptakan bentuk dalam dan bentuk pada botol itu. Cetakan tiup itu kemudian berayun meninggalkan botol, dan botol itu gerak ke leher.

Mesin otomatis peniupan botol biasanya berdiri dari dua buah meja bundar yang dikenal dengan nama meja cetak parison. (parison mold tabie) dan meja tiup (blow table). Berbagai operasi yang disebutkan di atas berlangsung pada waktu kaca itu bergerak mengelilingi meja tadi. Gerakan meja dikendalikan oleh udara tekan yang menggerakkan piston bolak-balik dan berbagai operasi yang berlangsung di atas meja dikoordinasikan dengan gerakan meja oleh mekanisme pengatur-waktu motor. Piranti yang tersebut terakhir ini merupakan salah satu alat yang paling vital dan paling mahal di antara semua peralatan yang digunakan.

BOLA LAMPU

Peniupan bola lampu yang tipis berbeda dengan pembuatan botol, karena bentuk dan ukuran bola lampu pada mulanya ditentukan oleh tiupan udara itu sendiri, dan bukan oleh cetakannya. Kaca cair mengalir melalui bukaan berbentuk anulus pada tanur dan turun ke bawah diantara dua rol yang didinginkan dengan air. Salah stu rol mempunyai lekukan sehingga menyebabkan pita kaca mempunyai bagian yang menggelembung yang bertepatan dengan lubang bundar pada konveyor rantai horizontal tempat pita itu berpindah selanjutnya. Kaca itu melengkung melalui lubang itu karena beratnya sendiri. Di bawah setiap lubang itu terdapat cetakan putar, Nosel udara jatuh ke permukaan pita, masing-masing sebuah di atas setiap gelembungan kaca atau lubang konveyor. Pada waktu pita bergerak, nosel melepaskan suatu hembusan udara yang kemudian meyebabkan. erbentukn gelembung bola pada pita. Cetakan yang berputar sekarang naik dan sebuah lagi hembus udara, yang bertekanan jauh lebih rendah dari hembusan pertama membentuk gelembung bola itu ke dalam cetakan menjadi bentuk bola lampu. Cetakan itu terbuka, sebuah palu kecil memukul bola lampu itu lepas dari pita. Bola lampu jatuh ke atas sabuk yang membawanya ke rak leer, di mana leher lampu dimasukkan ke dalam, di antara dua bilah vertikal yang menopangnya pada waktu disangai. Waktu total untuk keseluruhan operasi yang disebutkan di atas, termasuk penyangaian kira-kira 8 menit. Mesin ini ada yang mencapai kecepatan 2000 bola lampu per menit.

TABUNG TELEVISI

Tabung televisi, yang sekarang dibuat sampai sebesar 68 cm ukur melintang, terdiri dari tiga bagian utama, yaitu muka layar yang fosforesen tempat gambar televisi dimunculkan, kaca pengurung, dan penembak elektron. Pemasangan fosfor pada muka Iayar kaca kurung dilakukan dengan penyerapan atau pendebuan. Pembuatan kaca kurung itu semula merupakan masalah yang sulit hingga kemudian ditemukan proses pencetakan sentrifugal, yang menggunakan cetakan putar yang dapat menghasilkan tebal dinding yang lebih seragam. Bagian-bagian kaca itu dipertautkan satu sama lain dengan menggunakan nyala gas, gas atau listrik. Untuk tabung televisi warna fosfor dipasangkan pada permukaan sebelah dalam tabung. Semacam topeng berlubang-lubang kemudian dipasang berkas elektron sebagaimana dikehendaki. Dalam hal ini, suhu yang digunakan untuk merapatkan bagian-bagian tabung tidak boleh terlalu tinggi karena hal ini dapat merusak fosfor.

TABUNG KACA

Pada proses Danner, kaca cair mengalir ke atas sebuah batang lempun lowong berputar yang terpasang dengan kemiringan 30. Udara ditiupkan melaluinya kaca pada batangan itu mengalir perlahan-lahan ke bawah dan ditarik keluar dari bawa dalam bentuk tabung. Sepasang sabuk memegang tabung itu dan menariknya denga kecepatan seragam. Diameter dan tebal dinding dikendalikan melalui pengaturan suhu kecepatan tarik dan volume udara yang ditiupkan melalui batangan. Tabung ini tidak memerlukan perlakuan penyaringan.

Kaca untuk piring dan tudung gelembung menara distilasi, prisma, dan kebanyak kaca optik, barang-barang dapur, isolator dan beberapa jenis kaca warna, kaca arsitektur dan berbagai barang seperi itu dibuat dengan cetak tangan (hand mold). Proses ini terdiri dari operasi penarikan suatu kuantitas kaca tertentu, yang disebut kumpul (gather), periuk atau tangki dan membawanya ke cetakan. Di sini, kuantitas kaca yang persas diperlukan dipotong dengan gunting dan cetakan itu dipasang dengan tangan atau dengan tekan hidraulik. Beberapa kaca tertentu dibentuk dengan cara semiotomatik yang melibatkan gabungan proses pencetakan dengan mesin dan tangan sebagaimana diuraikan di atas. Lalu volumetrik dan bagian menara yang berbentuk silinder dan Pyrex dibuat dengan cara ini.

II. 8 PEMBUATAN KACA KHUSUS

Penelitian dan pengembangan merupakan jantung dari penemuan kaca jenis baru dengan kualitas yang lebih sempurna. Pada bagian ini akan diuraikan serba sedikit tentang beberapa jenis kaca baru, hasil pengembangan tersebut. KACA SILIKA LEBURKaca silika lebur, (fused silica glass) atau silika vitreo (vitreous silica) dapat dibuat dengan melebur silika murni, tetapi produk itu biasanya penuh gelombang dan sulit dihasilkan dalam bentuk transparan. Kaca ini sekarang dibuat oleh Corning dengan proses pirelisis silikon tertrafluorida pada fase uap dan suhu tinggi. Proses seperti sangat mudah dikontrol dan dapat menghasilkan SiO2 yang murni dari segi kimianya. Jika mentah yang dihasilkan dengan cara ini biasanya berbentuk plat atau boule. Suhu reaksi yang tinggi cenderung mendorong keluar semua kontaminan yang tidak dikehendaki, sehingga ketakmurnian dalam silika lebur itu tinggal 1 per 100 juta bagian saja. Kaca silika lebur mempunyai beberapa sifat penting (Tabel 11.3) dan mempunyai daya absopsi ultrasonik yang rendah di antara semua bahan. Oleh karena ekspansi termalnya rendah, kaca ini gunakan sebagai cermin teleskop, misalnya pada cermin berukuran 158 cm untuk teleskop U.S. Naval Observatory tobservatorium Lintang angkatan Laut AS).

KACA SILIKA TINGGIProduk ini, yang dikenal sebagai Vycor, merupakan suatu kemajuan penting dalam usaha produksi kaca yang sifat-sifat dan komposisinya mendekati jika lebur. Hal ini berhasil dicapai dengan mienghindarkan keterbatasan yang sebelumnya ada pada pencairan dan pembuatan bentuk. Barang-barang dari kaca ini mengandung kira-kira 96% silika dan 3% boron oksida sedang sisanya adalah alumina dan alkali. Pada tahap awal proses itu, yaitu pada waktu pencairan dan pencetakan kaca, digunakan kaca borosilikat dengan komposisi 75% silika. Sesudah didinginkan, barang itu diberi perlakuan panas dan penyangaian sehingga kaca itu memisah menjadi dua fase fisika. Salah satu fase itu mengandung oksida boron dan alkali yang sangat mudah larut di dalam larutan asam panas, sedang fase yang satu lagi mengandung Kadar sihika tinggi sehingga tidak larut di larutan itu. Barang kaca itu dicelupkan ke dalam penangas asam klorida 10% (98C) sel beberapa waktu yang cukup lama untuk mengunas keluan keselunnhan fase yang dapat larut. Barang itu lalu dicuci sampai bersih sehingga semua runutan fase lanut, serta ketakmurnian dapat disingkirkan, dan kemudian diberi perlaknan panas nntnk mendehidrasi barang dan mengkonvensi struktur selnya menjadi kaca vitreo tak berpori. Dalam proses itu, baru kaca itu mengalami penciutan dalam dimensi linearnya, sampai sebanyak 14 persen ukuran semula. Pada Tabel 11.3, sifat-sifat ini dibandingkan dengan kaca jenis lain. pembuatan kaca seperti ini dapat menghasilkan produk yang dapat dipanaskan sampai merah dan kemudian dicelupkan ke dalam air es tanpa mengalami kerusakan. Kaca mempunyai ketahanan kimia yang tinggi dan sangat stabil terhadap semua asam kecuali asam fluorida; tetapi inipun lebih lembut serangannya dan biasa. Penciutannya juga lebih merata dan proporsional ke segala arah sehingga bentuk aslinya masih tetap.

KACA BERWARNA DAN BERSALUTWalaupun sudah berabad-abad digunakan untuk dekorasi, kaca transparan berwarna sangat berguna pula dalam bidang teknik dan ilmiah dan dibuat dalam ratusan macam warna. Kaca berwarna ada tiga macam: (1) Warna dihasilkan dari absopsi cahaya frekuensi tertentu oleh bahan kimia yang terlarut di dalam kaca. Bahan pewarna dalam kelompok ini adalah oksida unsur transisi, terutama dari golangan pertama, Tc, V, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, dan Cu. Kelompok ini dapat dibagi lagi menjadi subkelompok yang warnanya dihasilkan oleh lingkungan struktur kimia dan subkelompok yang warnanya dihasilkan oleh perbedaan keadaan oksidasi. Contoh subkelompok pertama adalah NiO yang dilarutkan di dalam kaca natnium-timbal dan memberikan warna coklat, tetapi menghasilkan heliotrop di dalam kaca polos. Dalam subkelompok kedua krom oksida memberikan warna yang berkisar dari hijau sampai jingga, tergantung pada perbandingan antara oksida basa Cr2O3 dan oksida asam dan komposisi kaca itu, misal apakah basa atau asam. (2) Warnanya dihasilkan oleh partikel koloid yang mengendap dalam kaca yang sebelumnya tanpa warna, melalui perlakuan panas. Contoh klasik jenis ini ialah pengendapan emas koloid untuk menghasilkan kaca emas-rubi. (3) Warna dihasilkan oleh partikel mikroskopik atau partikel yang lebih besar yang mungkin satu berwarna sendiri, seperti merah selenium, (SeO2) yang digunakan di dalam lampu lalu lintas, bola lentera, dsb, atau partikel itu mungkin tidak berwarna dan menghasilkan kaca opalesen.

Kaca bersalut (coated) dibuat dengan mengendapkan film logam yang transparan atas permukaan kaca bening atau kaca berwarna. Film ini dirancang untuk memberikan karakteristik transmisi dan refleksi khusus, yang sangat penting bagi para arsitek dewasa.

Kaca Opal atau translusen adalah bening pada waktu dicairkan; tetapi menjadi opal pada waktu kaca itu dikerjakan untuk memberi bentuk. Hal ini disebabkan karena adanya pemisahan dan pembentukan partikel kecil yang jenis, ukuran, dan densitasnya berbeda-beda, yang menyebabkan cahaya yang melewati terdispersi.

Kaca opal kadang-kadang dibuat dengan menumbuhkan kristal bukan logam dari partikel gerak yang bertindak sebagai inti yang dikembangkan dari kaca bening. Kaca ini digunakan untuk memberi efek arsitektur misalnya untuk kisi jendela, untuk trasmisi panjang gelombang tertentu, dan untuk barang pecah-belah.

KACA KESELAMATAN

Kaca keselamatan (safety glass) dapat dikelompokkan menjadi dua golongan umum: kaca keselamatan laminasi, dan kaca dengan perkuatan panas (atau tern atau kaca keselamatan pengenasan kulit (case hardened). Kaca berkawat dapat pula diaggap sebagai kaca keselamatan (Gambar 11.6)

Kaca keselamatan Laminasi (Laminated safety glass) adalah jenis yang paling banyak dipakai di seluruh Amerika Serikat, dan terdiri dari dua lapisan kaca tipis, yang masing-masingnya setebal 3 mm yang di antara kedua lapisan itu terdapat lapisan plastik yang liat. Kaca dan plastik itu mula-mula dicuci, kaca lain dilapisi dengan adheaif (bilamana hal ini diperlukan untuk plastik yang digunakan). Lembaran kaca dan plastik itu ditempatkan satu sama lain dengan tekanan dan dengan panas menengah untuk merapatkan tepi-tepinya. Kaca itu kemudian dipanasi sampai suhu dan tekanan hidraulik menengah di dalam autoklaf keseluruhan lapisan itu melekat dengan erat, dan sesudah itu tepi-tepinya dirapatkan dengan senyawa tahan air.

Kaca yang digunakan untuk membuat kaca keselamatan laminasi mempunyai sifat fisika seperti kaca biasa, sehingga seluruh sifat keselamatannya berasal dari kemampuan titik tengah itu untuk tetap memegang pecahan-pecahannya apabila kaca itu pecah karena kecelakaan. Plastik yang pertama digunakan secara komensial adalah selulosa nitrat, yang kemudian digantikan oleh selulosa asetzt. Sekarang hampir semua kaca keselamatan laminasi menggunakan resin pohivinil butiran. Plastik vinil lebih elartik dan selulosa asetat karena menjulur akibat tegangan kecil sampai batas elastiknya, dan di atas itu diperlukan pegangan yang jauh lebih tinggi untuk dapat memecahkannya. Kaca ini tetap bening dan tanpa warna pada kondisi pemakaian, tidak terpengaruh oleh sinar matahari, dan tidak memerlukan adhesif atau senyawa tahan air dalam pembuatannya.

Kaca temper (tempered glass) atau kaca perkuatan (strengthened glass) sangat kuat tahan. Kaca imi digunakan untuk pintu dan jendela mobil, serta untuk pipa. Kaca imi diberikan tegangan dalam yang tinggi dan jika permukaan pecah, hancur remuk. Pembuatannya meliputi penyangaian dengan suhu terkendali sehingga tegangan-tegangan tidak seragam yang terdapat di dalam kaca digantikan oleh tegangan rendah, seragam, terkendali. Kaca itu sangat kuat terhadap kompresi dan sangat lemah terhadap tarikan. Perlakuan temper fisika (physical lemporing) merupakan perkembangan dan pengkajian mengenai penyangaian dan tidak terlalu hebat seperti proses pendinginan kejut (quenching) yang sudah digunakan untuk mmembuat tetesan Pangeran Rupert (Prince Rupert drop). Bejana kaca yang sudah dibentuk atau lembaran yang mau diperkuat dengan perlakuan atau penyangaian dipanaskan terlebih dahulu sampai suhu tententu, misalnya 425C, sedikit di bawah titik pelunakannya dan kemudian didiginkejutkan di dalam udara, garam cair atau minyak. Selama perlakuan temper, terjadi efek pelapisan, yaitu keadaan dimana kulit luar kaca itu mendingin terlalu cepat dan menjadi keras sedang bagian dalamnya dalam menarik permukaan luar, dan bagian luar mengalami kompresi sedangkan bagian dalam mengalami tegangan untuk mengkompensasi sehingga menghasilkan kekuatan tiga kali lebih besar. Chemcor adalah kaca yang diperkuat secara nimia yang mungkin tiga sampai lima kali kekuatan produk yang mengalami perlakuan temper fisika. Cara ini menirukan tegangan yang disebabkan cara fisika (dingin kejut terkendali) yang diuraikan diatas. Hal ini dilakukan melalui pertukaran ion dengan lapisan luar kaca itu. Caranya ialah dengan mencelupkannya ke dalam penangas garam litium cair, sehingga menghasilkan kilitium pada bagian luar dan kaca natrium di sebelah dalam. Substitusi alkali ini menghasilkan produk yang permukaannya mengalami kompresi karena kaca litium mempunyai koefisiensi ekspansi lebih rendah dan karena itu penciutannya lebih sedikit daripada bagian dalam kaca pada waktu pendinginan. Kaca temper itu dapat dibengkokkan dan dipuntir. Kaca temper tidak mudah pecah sebagaimana kaca biasa, dan pengujian menunjukkan bahwa kaca yang dijual dengan nama Centura, yang dibuat dengan proses temper kimia, lebih ringan tetapi tiga kali lebih kuat daripada kaca barang pecah-belah biasa.

FOTOFORM

Kaca fotoform adalah kaca peka cahaya (photosensitive) yang pada pokoknya adalah natrium silikat yang dimodifikasi dengan kalium oksida dan aluminium oksida serta mengandung senyawa serium dan perak sebagai perawis peka cahaya. Di bawah sinar ultra ungu, terbentuk inti oleh perak yang dipekakan dengan serium sehngga setelah dikembangkan dengan perlakuan panas pada 600C akan terlihat bayangan litium metasilikat di sekelilingnya. Litium metasilikat yang larut dalam asam itu kemudian dibersihkan dengan asam flourida 10%. Jika penyinaran itu dilakukan melalui negatif (yang dibuat dengan fotografi di gambar), hasilnya adalah suatu reproduksi yang sangat teliti dan rinci di atas kaca. Denga cara ini dapat dibuat misalnya papan rangkaian listrik yang Sangay telita di atas lembaran kaca. Proses ini di sebut pengolahan mesin kimia (chemical machining). KACA SILIKAT FOTOKROMKaca silikat fotokrom merupakan pelengkap kaca foiofon yang dibahas di atas, tetapi kaca ini mempunyai beberapa sifat yang iuar biasa: menjai gelap optik (optical darkening) untuk sinar mulai ultra ung sampai spektrum tampal pemudaran optik (optical bleaching) atau memudar di dalam gelap dan pemudaran term (thermal bleaching) pada suhu tinggi. Sifat-sifat fotokromik ini benar-benar dapat bai (reversible) dan tidak mengalami lelah (Jdtigue). Bahkan spesimen kaca fotokrom ini sudah pernah diberi perlakuan ribuan siklus tanpa menjalani kemunduran dalam unjuk kerjan) Penjelasan ilmiah mengenai prose fotokromik ini ialah bahwa kaca itu dibuat mengandui partikel perak halida submikroskopik yang reaksinya berbeda dad siverhalida biasa hi terkena cahaya. Partikel-partikel kecil itu mempunyai diameter kira-kira 5 mm dan konsentrrasi 1015 per sentimeter kubik, dan terpasang di dalam kaca yang tegar, kedap dan tidak reaktif sehingga pusat-pusat warna fotolistik itu tidak dapat terdifusi ke luar dan tambah menja partikel perak yang lebih besar dan stabil atau bereaksi secara kimia dan menghasilkan dekompresi perak halida yang tak dapat balik sebagian yang terjadi dalam prcres fotogna bila partikel perak yang lebih besar dan tak tembus cahaya terbentuk. Kadar prosesi itu dapat dilukiskan dalam bentuk diagram sebagai berikut:

Reaksi fotolitik primer iui membebaskan elektron dan CIT yang lalu ditangkap oleh ion Ag+ dan menghasilkan Ag0+ Cl. Penerapan kaca fotokromik ini antara lain adalah pada kaca ita hitam, jendela, dan instrumen, dan proses-proses di mana diperlukan pengendahan dinamik oleh sinar matahari.

KACA KERAMIKKaca keramik ialah bahan yang dilebur dan dibentuk sebagai kaca, tapi kemudian dikonversi menjadi keramik knistal dengan proses devitrtflkasi terkendali controlles devitrificatiori. Keramik biasanya adalah bahan yang terdiri dan pertikel knistal ertitik cair tinggi yang terikat satu sama lain di dalam anrariks vitreo atau oleh peleburan ptikel pada bidang batas butir-butirnya. Matriks vitrio itu dihasilkan dan reaksi kimia diantara fluks yang terdapat sedikit di dalam bahan baku dan penyusun-penyusun yang erbentuk kristal. Kaca keramik ini, setelah terlebih dahulu dikerjakan dengan mesin dalam eadaan kaca, kemudian diber periakuan panas sehingga terjadi nukleasi katalitik di sekeliling lerawis tambahan yang penting, dan hal ini seperti misalnya Ti0 Perlakuan panas ini laksanakan dengan memanaskan kaca itu 30C sampai 100C di atas suhu penyangaiannya, an membiarkannya pada suhu itu selama satu jam atau lebih. Kristal ditumbuhkan pada arkleus itu dengan memanaskannya pada suhu 750C sanapai 100C, yaitu masih dalam aerah devitrifikasi untuk masing-masing komposisi yang diolah. Kristal-kristal ini lebih kecil dan lebih seragam daripada yang terdapat pada keramik biasa. Sifat-sifat keramik ang dihasilkan dan kaca itu Iebih mendekati keramik daripada kaca yang belum dikonversi. Kaca keramik itu mempunyai ketegaran yang lebih baik, demikian pula sifat-sifat mekanik yang termalnya. Bahan-bahan itu biasanya tak tembus cahaya, mengkilap, putih atau berwarna, yang tak berpori, di antara komposiainya ada yang mempunyai sifat-sifat listrik yang unggul. Kaca keramik yang tak berpori, berbutiran halus, mempunyai mikro struktur kristal dan mempunyai kekuatan lentur lebih tinggi daripada keramik konvensional yang komposisinya sama, sampai 200 MPa atau lehih. Kaca keramik lebih refraktori daripada kaca biasa, tetapi kalah dan refraktoni oksida biasa. Bahan ini tahan pada suhu 1000C sampai 1100C selama 1000 jam tanpa mengalami perubahan yang berarti pada sifat-sifatnya. Formulasi khusus untuk ekspansi termal rendah dapat dikatakan tidak dapat pecah oleh kejutan termal. Bahan ini dapat dafabrikasi dengan toleransi yang sangat ketat untuk mendapatkan berbagai bentuk dan ukuran, dan menggunakan berbagai teknik pembentukan kaca konvensional. II. 9 DEFINISI GELAS SECARA UMUM

Gelas adalah zat padat amorf terbentuk sewaktu tranformasi dari cair menjadi kristal.Tidak seperti keadaan kristal disini tidak ada keteraturan jarak panjang dalam konfigurasi atomnya, tetapi hanya ada keteraturan jarak pendek. Konfigurasi jarak pendek ini serupa dengan yang ada pada kristal yang mempunyai komposisi kimia sama dari gelas itu.

II. 10 KLASIFIKASI GELAS

Gelas dapat diklasifikasikan menurut penggunaannya sebagai bahan, juga dapat diklasifikasikan menurut komposisi kimia, gelas kapur soda, gelas borosilikat, gelas halogenida, gelas khusus dan sebagainya yaitu sebagai berikut:

Komposisi Kimia:

1. Gelas lembaran

Gelas lembaran termasuk gelas kapur soda. Komponen utama adalah SiO2, Na2O. Sedangkan CaO, Al2O3, MgO dan SO3 sebagai subkomponen. Komposisi gelas lembaran seperti yang ditujukkan pada Tabel 4.22, agak berbeda-beda tergantung cara produksinya. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan dalam viskositas yang diperlukan untuk berbagai proses percetakan.

2. Gelas Wadah

Banyak macam gelas wadah dan komposisi kimianya juga berbeda-beda pada daerah yang luas. seperti yang ditujukkan pada Tabel 4.23, komponen kimia botol yang diproduksi secara otomatis adalah gelas kapur soda. Peralatan makan dapat digolongkan pada gelas kapur soda dan gelas timbal. Yang pertama dipakai untuk piring dan mangkuk yang dibuat dengan mesin press dan untuk produksi massa dibuat oleh mesin otomatik cetak.sedamgkan yang kedua dpakai untuk peralatan dibentuk dengan peniupan tangan dan untuk berbagai benda kerajinan. Tabel 4.24 menunjukkan komponen kimia utama dari produk tersebut diatas.

3. Gelas Optik

Lebih dari 200 macam gelas optik dapat diperoleh. Jenis itu dilukiskan pada gambar 4.42 terhadap indeks bias Nd (pada garis d dari Na, panjang gelombang 587,6 m dan bilangan Abbe v. Bilangan Abbe juga disebut dispersi relatif ditentukan sebagai berikut :

Gb 4.42 distribusi dari nd/vd bagi gelas optik.

Dimana NF indeks bias untuk panjang belombang 486,1 m dalam spektrum hidrogen, Nc indeks bias untuk panjang belombang 626,3 m juga dalam spektrum hidrogen.Dalam ganbar tersebut PSK dan PK adalah untuk gelas mahkota dan BaF, BaK, SSK, BaLF, SK dab BaSF adalah uuntuk gelas Barium. SF dan KF adalah untuk gelas flint, LaK, LaF dan LaSF untuk gelas lantanum, dan TiF, TiSF, TiK untuk gelas khusus mengandung fluorida ( Tabel 4.25 ).

4. Gelas Fisikokimia dan Gelas kedokteran

Gelas yang digunakan dalam bidang fisikokimia dan bidang kedokteran harus memiliki ketahanan kimia yang tinggi, taham panas dan tahan kejut termal yang baik. Bahan yang mempunyai sifat tersebut adalah gelas kuarsa, gelas silikat tinggi, gelas borosilikat dan gelas aluminosilikat (Tabel 4.26).

5. Gelas Listrik

Gelas yang utama untuk penerangan yaitu untuk bola lampu dan lampu fluoresen. Gelas kapur soda dipakai untuk bola lampu dan belas timbalyang berkadar 20-30 % PbO dipakai untuk komponen bagian dalam. Gelas kapur soda yang dipakai juga untuk lampu fluoresen (tabel 4.27)

Tabel 4.26 komposisi kimia dari gelas fisikokimia, gelas borosilikat, gelas aluminosilikat

JenisSiO2B2O3Al2O3Fe2O3

CaOMgONa2OK2O

Gelas borosilikat 1

2

380,9

81,0

80,012,7

13,0

12,02,3

2,0

3,00,03

-

--

-

--

-

-4,0

4,0

5,00,04

4

5,0

Gelas aluminosilikat55,3

60,17,4

5,122,9

18,5

-

-4,7

7,38,5

7,90,6

1,10,4

1,1

Untuk tabung sinar katoda, dipakai gelas yang kurang berubah arna oleh sinar elektron dan sinar-X dan mempunyai sinar absorpsi sinar-X yang tinggi seperti yang ditunjukkan pada gambar4.43 tabung sinar katoda terdiri dari dari panel, tabung funel dan leher,masing-masing dipergunakan gelas yang berkomposisi kiminya berbeda. Untuk panel dipakai gelas yang mengandung SiO2Al2O3,Fe2O3,MgO,CaO Tabel 4.21 klasifikasi gelas berdasarkan penggunaannya

MacamNamaPenggunaan

Gelas rata :

Gelas rata umum

Gelas rata khusus

Gelas rata berbentukGelas rata biasa, gelas rata berukir, gelas lebar

Gelas kawat, gelas penyerap panas

Gelas beralur, gelas kerut berkawatKaca jendela, cermin

Gelas wadah:

Gelas peralatan makanBotol bermulut besar, botol bemulut sempit

Gelas, gelas bergagang, piring mangkukBerbagai wadah

Gelas OptikGelas mahkota (crown), gelas batu api (flint), gelas barium, gelas lantan, gelas fosfat, gelas yang mengandung fluor.Berbagai instrumen optik

Gelas fisikokimia :

Gelas umum

Gelas kedokteranGelas kuarsa, gelas borosilikat, gelas silikat tinggi, gelas ampul, gelas botol obatUntuk kegunaan fisikokimia dan kedokteran

Gelas listrik:

Gelas penerangan

Gelas tabung elektronik

Gelas alat listrik beratGelas untuk tabung sinar katoda, tabung pemancar, tabung sinar-X dan tabung khusus.

Gelas oenerangan, gelas lampu fluoresensi, gelas lampu busur merkuri,lampu uap natrium

Gelas mikaleks, gelas isolator gelasPeralatan listrik

Gelas pengkapsulBerbagai pengkapsulan

Serat gelasGelas monofilamen, gelas filamen panjang, gelas untuk komunikasi fotoIsolator, komunikasi foto

Tabel 4.22 komposisi kimia gelas untuk botol.

JenisSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaO Na2OSO3

Produk A

Produk B71,82

71,761,40

0,800,07

0,103,31

2,418,90

11,5514,27

12,650,31

0,47

Gelas lembaran71-730,5-1,5-1,5-3,58-1014-16-

Gelas lembaran dirol70,5-730,5-1,5-0-113-1412-14-

Tabel 4.23 komposisi kimia gelas untuk botol.

JenisSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaO Na2OK2OSO3 BaOF2B2O3

Tak bewarna (kalsita)72,31,860,600,1710,6313,460,540,310,550,25

Tak berwarna (dolomit)73,31,930,373,765,8214,070,460,230,340,060,04

Amber72,51,450,093,777,3413,710,610,290,26

Tabel 4.24 Komposisi kimia gelas wadah

JenisSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaONa2OK2OSO4BaOF2B2O3PbO

Gelas

Presan74,67

75,130,38

0,410,04

0,04-

-5,14

5,6819,14

16,410,41

1,11-

--

1,1-

-

-

-

-

-

Gelas kristal timbal67,2

51,1-

0,51-

--

-0,9

-9,5

1,77,1

7,6-

--

-

-

--

-

14,8

38,3

Tabel 4.25 komposisi kimia gelas optik

PengolonganSiO2B2O3Al2O3Na2OK2OCaOBaOTiO2ZnOPbOAs2O3La2O3ThO2ZiO2Ta2O3CdO

Gelas BK7

Crown ZK168,9

5,710,1

7,0-

-8,8

1,08,4

16,0-

-2,8

--

--

20,0-

-1,0

0,3

Gelas SF13

Flint LF734,2

53,9-

-0,6

-1,6

2,51,9

7,9-

--

-4,5

--

-56,7

34,90,5

0,6

Gelas BaSF4

Barium BaF438,1

45,5-

1,0-

-3,0

0,53,8

7,3-

-17,4

15,8-

-5,5

8,031,4

22,50,8

0,4

Gelas LaK

Lantan LaSF14,8

2,027,0

24,51,3

--

--

--

-36,5

----0,5

0,520,0

35,019,31,512,05,5

Gelas

Flourin FK51,018,38,3-7,3KHF214,4

P2O5MgO0,2

Gelas

Fosfat PKS-4,09,0-11,670,44,01,0

II. 11 CARA PEMBUATAN GELAS

PENYIAPAN BAHAN

Bahan- bahan untuk pembuatan gelas, sebelum diolah biasannya perlu dibersihkan atau dimurnikan sehingga tidak mengandung bahan asing yang dapat mengganggu dalam proses atau mutu gelasnya.

Bahan untuk gelas, biasanya harus berkadar besi yang rendah (biasanya kurang dari 0,5 %) agar gelas yang dibuat berwarna bening cerah. Besi akan mengakibatkan warna gelas menjadi hijau. Bahan- bahan setelah digiling halus dan dicampur menurut perbandingan, sesuai dengan jenis gelas yang akan dibuat, dilebur dalam tungku peleburan. Sebagai sumber SiO2, dipakai bahan berupa kwarsa, yang kadar silikanya tinggi; sebagai sumber Na2O, dipakai soda abu atau tepung natrium karbonat, atau garam natrium sulfat; sebagai sumber CaO atau MgO, dipakai batu kapur atau batu kapur dolomit. Sebagai sumber Al2O3 dipakai felspar dimana di dalamnya terdapat pula Na2O atau K2O. Untuk gelas timbal atau gelas flint dipakai tambahan oksida timah hitam dengan menggunakan menitimbal atau tepung timbal putih.

PELEBURAN

Ada beberapa cara peleburan gelas, yaitu:

Peleburan dengan pot atau krus, ini dilakukan sejak jaman dahulu, dimana massa gelas ditempatkan dalam suatu bejana tahan api, dan bejana itu dibakar dalam tungku sampai massa yang ada didalam bejana melebur, kemudian dari jenang gelas ini, diambil sedikit demi sedikit, bila akan dibuat benda yang kecil untuk dibentuk.

Peleburan dengan tungku bak. Cara ini sebenarnya perkembangan dari cara pot. Hanya tungku bak ini memiliki kapasitas massa gelas yang lebih besar. Tungku bak ini biasannya dibagi menjadi 2 ruangan dimana pertama merupakan ruang untuk meleburkan, sedang ruang kedua untuk pengadukan, sehingga massa gelas homogen dan bebas dari gelembung udara. Dalam ruang kedua ini, juga merupakan ruang yang berdekatan dengan ruang kerja pembentukan. Untuk industri yang bekerja kontinyu dan industri yang modern dari ruang ini massa jenis jenang gelas itu, langsung dikerjakan menjadi produk yang macam- macam bentuknya, dan perlengkapan peralatan yang dipasang tidak sama, tergantung pada jenis produknya. Pada industri yang membuat benda cetakan ( botol, piring, blok genteng dan lain sebagainya) dari ruang ini jenang gelas tadi dikeluarkan sedikit- sedikit secara kontinyu, sejumlah cukup untuk membentuk 1 benda.

PEMBENTUKAN

Pembentukan gelas bermacam- macam. Untuk jenis yang bermulut lebar lebih lebar dari dasarnya, seperti piring, gelas minum, atau gelas kaca, pembentukan dilakukan dengan press pakai cetakan baja tuang. Untuk bentuk- bentuk yang bermulut kecil, seperti botol, pembentukan dilakukan dengan tiupan, demikian pula untuk pembentukan pipa gelas. Pada cara floating, massa gelas dialirkan melalui rol penggilas untuk membentuk lembaran dan ketebalannya diatur menurut yang telah dikehendaki. Hasil gilasan yang biasanya memiliki lebar tertentu kemudian dipotong- potong.

ANEALING

Anealing adalah suatu proses dimana benda gelas setelah dibentuk, perlu dipanasi pada suhu kurang lebih 500 atau 600 C dan suhu ini diturunkan secara perlahan- lahan. Sebab jika massa gelas dimana waktu dibentuk segera mendingin di udara biasa, umumnya akan mudah pecah, akibat perubahan kejutan suhu. Makin lama penurunan suhu, dari kurang 600 C sampai suhu udara biasa, maka ketahanan gelas terhadap perubahan suhu semakin baik. Dalam proses pembuatan gelas lembaran, ruang pembentukan dengan ruang anealing, biasanya bersatu, sebab pembentukannya dilakukan dengan mesin. Dalam pabrik- pabrik botol, alat makan minum, dan lain- lain ruang anealing terpisah dengan ruang peleburan.

PERBAIKAN BENTUK

Benda gelas setelah dibentuk, biasannya masih memiliki sisi- sisi yang belum baik atau tajam dan ini perlu diperbaiki. Misalnya pada mulut botol, biasanya digerinda agar tidak tajam atau dipanasi agar meleleh. Untuk gelas lembaran biasanya hanya dipotong menurut ukuran pasaran saja. Pada perbaikan bentuk ini sering terjadi benda gelas itu pecah, dan pecahan gelas itu disebut cullet, dikumpulkan dan dileburkan lagi dalam tungku.

BAB III

PENUTUP

III. 1 KESIMPULAN

Dari pembahasan dapat disimpulkan, Kaca merupakan bahan lutsinar, kuat, tahan hakis, lengai, dan secara biologi merupakan bahan yang tidak aktif, yang boleh dibentuk menjadi permukaan yang tahan dan licin. Ciri-ciri ini menjadikan kaca sebagai bahan yang sangat berguna. Salah satu ciri kaca adalah ia lutsinar. Sifat lutsinar disebabkan kaca terdiri dari bahan yang tidak mempunyai keadaan perubahan garisan atomik dalam tenaga cahaya. Juga disebabkan ketahanan kaca pada tahap gelombang yang lebih besar daripada cahaya.

Komponen utama kaca ialah silika. Silika ialah galian yang mengandung silikon dioksida. Nama IUPAC silikon dioksida ialah silikon(IV) oksida. Silika wujud secara semulajadi dalam pasir. Kaca biasa biasanya terdiri daripada silikon dioksida (SiO2), yang merupakan seyawa kimia yang serupa dengan kuarza, atau dalam bentuk polihabluran, pasir. Gelas merupakan zat padat amorf terbentuk sewaktu transformasi dari cair menjadi Kristal. Gelas dapat diklasifikasikan menurut penggunaannya sebagai bahan, juga dapat diklasifikasikan menurut komposisi kimia, gelas kapur soda, gelas borosilikat, gelas halogenida, gelas khusus dan sebagainya.BAHAN KONSTRUKSI KIMIA

GELAS DAN KACA

Di susun Oleh :

AffriansyahRindu Anjani S

Tiara Anggun

Dosen: Ir. Fatria, M.T

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG2010_1333720858.unknown