BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 STRUKTUR KERAMIK ALUMINA Al
2
O
3
Senyawa alumina Al
2
O
3
bersifat polimorfi yaitu diantaranya memiliki struktur alpa g–Al
2
O
3
dan gamma –Al
2
O
3
. Bentuk struktur yang lain misalnya beta - Al
2
O
3
adalah alumina tidak murni yang merupakan paduan antara Al
2
O
3
-Na
2
O dengan formula Na
2
O.11 Al
2
O
3
Walter 1970. Alpa g–Al
2
O
3
merupakan bentuk struktur yang paling stabil sampai suhu tinggi dan memiliki nama lain yaitu korundum. Struktur dasar kristal
korudum adalah tumpukan padat heksagonal Hexagonal Closed Packed – HCP Walter 1970; Worral 1986. Kationnya Al
3+
menempati 23 bagian dari sisipan oktohedral, sedangkan anionnya O
2-
menepati posisi HCP. Bilangan koordinasi dari struktur korudum adalah 6, maka tiap ion Al
3+
dikelilingi oleh 6 ion O
2-
, dan tiap ion O
2-
dikelilingi oleh 4 ion Al
3+
untuk mencapai muatan yang netral Walter 1970. Bentuk struktur kristal korudum ditunjukan pada Gambar II.1. Struktur gamma –Al
2
O
3
menyerupai struktur dasar spinel yaitu A
3
B
6
C
12
atau AB
2
O
4
, dengan A dan B masing- masing adalah kation valensi dua dan tiga. Struktur gamma –Al
2
O
3
jika dinyatakan dalam bentuk formula spinel adalah Al
8
O
12
, dan bila dibandingkan dengan formulasi spinel A
3
B
8
O
12,
maka gamma –Al
2
O
3
hanya memiliki 8 kation sedangkan pada spinel total kationya harus 9. jadi pada struktur kristal gamma –Al
2
O
3
kekurangan satu kation dan hal ini merupakan bentuk cacat struktur vacancy defect pada kristal tersebut Worral
1986. Struktur gamma –Al
2
O
3
merupakan senyawa alumina yang stabil dibawa 1000
C dan umumnya lebih reaktif dibangdingkan dengan struktur alpha g–Al
2
O
3.
Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008
Gambar II.1. Struktur kristal korundum g–Al
2
O
3
Walter 1970
II.2. PREPARASI DAN TRANSISI TERMAL DARI ALUMINA Senyawa alumina secara komersial dihasilkan melalui proses ekstraksi bayer process
dari bahan alam yaitu mineral bauxit. Mineral tersebut mengandung Al
2
O
3
bervariasi pada kisaran 40-60 berat dan sisanya berupa bahan ikutan misalnya : SiO
2
, Fe
2
O
3
, dan TiO
2
. Proses ekstraksi mineral bauxit dilakukan pada suhu 160-170 C dan tekanan 0,4
MPa dengan menggunakan larutan NaOH. Dari hasil proses tersebut diperoleh senyawa AlOH
3
yang sudah bebas dari bahan ikutannya. Selanjutnya melalui proses perlakuan panas kalsinasi akan diperoleh Al
2
O
3
dengan struktur korundum atau gamma –Al
2
O
3
tergantung suhu kalsinasi Walter 1970;Worral 1986. Alumina yang terdapat pada mineral bauxit dapat berbentuk : bayerit - Al
2
O
3
.3H
2
O atau gibbsit - Al
2
O
3
.3H
2
O, atau diaspore - Al
2
O
3
.3H
2
O tergantung lokasisumber mineral tersebut. Transisi termal dari alumina tergantung pada bentuk asal alumina
hidartnya. Pada Gambar II.2 ditunjukkan kurva Diffrential Thermal Analysis DTA dari beberapa bentuk alumina hidrat.
Ahamad Faisal : Pengaruh Penambahan Al2TiO5 Pada Pembuatan Keramik Al2O3 Terhadap Sifat Fisis Dan Mikrostrukturnya, 2007 USU e-Repository © 2008
Gambar II.2. Kurva DTA dari beberapa Alumina Hydrat Worral 1986. Kurva tersebut menunjukkan bahwa alumina tergantung jenis alumina hidrat dan suhu.
Fasa - Al
2
O
3
menunjukkan fasa yang paling stabil sampai diatas suhu 1000 C,
sedangkan fasa antaranya : , , , , dan - Al
2
O
3
muncul dibawah suhu 1000 C.
Transformasi fasa yang terjadi pada alumina bersifat searah irreversible.
II.3. SIFAT-SIFAT DAN APLIKASI KERAMIK ALUMINA
Kategori