PENGGUNAAN BAHAN KERAMIK DALAM BIDANG TEKNIK

NAMA : RIZKI PERDANA IBRAHIMNPM : 1207230282 P

KELAS : A3 MALAM

Abstrak

Keramik adalah bahan paduan metalik dan non metalik. Menurut definisi luaskeramik berarti semua material kecuali metal atau material organik. Keramik dapatdi bedakan kepada dua jenis yaitu: Keramik tradisional dan Keramik industri.

Didalam kehidupan sehari-hari material keramik telah banyak digunakan, baiksecara tradisional maupun dalam industri.

Keramik berasal dari perkataan greek yaitu keramos, yang bermaksud lempungyang di bakar pada temperatur tinggi (lebih 1500oC).

Berdasarkan pengertian yang di beri oleh Kingery, keramik merupakan suatu senidan pengetahuan dalam membuat dan menggunakan hasil padat yang sebahagianbesar komponennya ialah bahan non organik yang bukan logam, hal ini selarasdengan pengertian yang di beri oleh Horslay di dalam concise encylopedia.Berdasarkan pengertian ini, keramik adalah suatu bidang ilmu yang luasmerangkumi bidang seperti tembikar, porselin, refraktori, lempung struktur,pelincir, semen, kaca, bahan bermagnet bukan logam, ferroelektrik,superkonduktor dan berbagai bahan tak organik lainnya.

Keramik

Perkembangan Industri Keramik

Industri keramik telah bermula dalam tahun 4500 sebelum Masehi yang diusahakan oleh penduduk di perkampungan neolitik di dalam daerah Shanxi dinegeri China. Industri keramik pada masa itu hanya tertumpu pada penghasilantembikar.

Dalam tempoh selepas perang dunia kedua, industri keramik tertumpu kepadaproduksi yang boleh memberikan ciri-ciri yang istimewa serta Modern. Iadihasilkan daripada bahan mentah alami atau sintetis atau campuran yangmelibatkan metode berteknologi modern. Keramik jenis ini digolongkan kepadakeramik Modern atau advance keramik.

Keramik Tradisional

Sebelum perang dunia kedua. keramik tradisional meliputi industri keramik yang berdasarkantanah liat. Ia merangkumi hasil tembikar, tanah liat semen, refraktori, dan hasil yang berkaitandengan silikat.

Satu lagi kumpulan keramik tradisional ialah tembikar putih. Hasil kumpulan ini juga melaluiproses pembakaran tetapi strukturnya lebih luas dan terkontrol di bandingkan dengan tembikar.Hasil akhirnya dalam bentuk berkilat (glaze) ataupun tidak. Vorton membagikan tembikar putihkepada beberapa kelas yaitu tembikar tanah batu, tembikar cina, porselin dan keramik teknik.

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 daripadacampuran 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 penahanpanas dan kimia. Dihasilkan dengan melibatkan penggunaan bahan mentah refraktori dan di bakarpada suhu melebihi 1300oC.Hasil lempung yang di gunakan untuk bidang pembangunan perumahan (teknik sipil) terdiridaripada batubata, marmar dan saluran pipa. Mutunya agak rendah di bandingkan dengantembikar putih.

Keramik Modern

Keramik Modern dihasilkan untuk memenuhi beberapa keperluan daripada aspekketahanan terhadap temperatur yang tinggi dan bahan kimia, ciri-ciri mekanik danelektrik yang istimewa. Bahan-bahan ini terbagi kepada keramik oksida dan keramikbukan oksida. Beberapa contoh keramik oksida ialah alumina (Al2O3), Silika (SiO2),Zirkonia (ZrO2) dan Barium Titanat (BaTiO2). Bahan jenis ini wujud secara alami didalam batu-batuan dan mineral. Keramik bukan oksida termasuklah nitrida(Si3N4,TiN dan BN) dan karbida (SiC, TiC dan B4C). Bahan – bahan ini disintesiskan dengan menggunakan bahan mentah alami atau secara kimia. Klasifikasiseterusnya berkenaan keramik modern adalah berdasarkan fungsi dan bidangpenggunaannya.

Keramik Struktur

Keramik jenis ini mempunyai sifat mekanik yang baik. Antara bahan yang termasukdi dalam golongan ini ialah alumina, silikon karbida, silikon nitrida, komposite danbahan yang di lapisi dengan keramik. Bahan ini sangat potensi di gunakan di dalammesin diesel sebagai piston dan ruang pra pembakaran, turbo charge dan turbin gas.Ia di gunakan juga sebagai bahan penyekat ruang pembakaran bersuhu tinggi danmata pahat potong logam (Cutting tool).

Keramik Elektronik

Yang termasuk di dalam katagori keramik ini mempunyai fungsi elektromagnet danoptik 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 merupakanbahan penyekat yang sangat baik contohnya alumina, magnesia, beria, silica danalumina silika. Karbon dan silicon karbida ialah antara keramik bukan oksida yangjuga di gunakan sebagai bahan penyekat.

Bahan keramik yang memiliki ciri-ciri magnet terdiri daripada kumpulan ferit dengangabungan satu atau lebih oksida Ba,Pb Sr,Mn dan Zn. Bahan ini di hasilkan dalambentuk keras ataupun lembut. Ciri magnet ini penting karena membolehkan bahantersebut di gunakan dalam bidang elektronik gelombang mikro berfrekwensi tinggi.Keramik superkonduktor ialah keramik elektronik terbaru yang di jumpai oleh saintisBedurz dan Muller di laboratorium penelitian IBM Zurich pada tahun 1986.Bahan ini tidak mempunyai hambatan terhadap arus listrik yang membolehkan aruslistrik menjadi melaluinya selama-lamanya.

Keramik Modern Lainnya

Keramik Modern yang lain adalah bio keramik dan keramik nuklir. Bio keramikterdiri daripada bahan yang di gunakan dalam bidang kedokteran danpergigian.contohnya ialah alumina dan zirkonia yang telah di gunakan sebagai gigidan tulang sendi palsu. Kajian yang telah di jalankan di Pusat PengajianKejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral USM Malaysia mendapati bahawa bahankeramik dapat di gunakan sebagai bahan pengganti tulang sekiranya organmanusia tersebut mengalami kerusakan. Misalnya dapat di gunakan sebagai pinuntuk penyambung tulang yang patah. Pembedahan kedua tidak perlu di lakukanuntuk mengeluarkan pin tersebut karena bahan tersebut didesain agar di serapkedalam tubuh manusia tanpa mendatangkan kemudaratan (Mohd.AzroneSarabatin, 2000). Technology keramik ini di kenal dengan Technology Bioceramic.

Industri Keramik Di Masa Depan

Dalam bidang keramik Modern potensi dan peluang-peluang industri sangat luassekali, bidang ini juga sangat terbuka luas untuk dipelajari. Pengembanganpembangunan 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 elektronikBahan 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 listrikBahan super konduktor• Penyimpan dan pemancar

power• Diagnostic imaging of

human body• Super komputerBahan optik/photonik• Sensor/kontrol pergantian

power• Bio sensor• System laser• Sensor traffik

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 dilakukanpada temperatur, ketahanan haus yang tinggi dan sebagai isolator listrik.

Di dalam bidang kedokteran bahan keramik digunakan sebagai penggantiorgan-organ (tulang) manusia yang rusak. Bahan keramik dapat di bentukmenggunakan mesin perkakas CNC pada proses pra sintering. Di bidang prosespemesinan, bahan keramik telah digunakan sebagai bahan mata pahat untukproses pemesinan kecepatan tinggi dan pemotongan logam-logam yang keras.Keuniqan sifat-sifat bahan keramik ini telah dicadangkan oleh beberapa negaramaju sebagai material teknik masa depan.