Pemilihan bahan baku Proses Pembuatan Keramik

2.4.6 Klasifikasi Keramik

Pada prinsipnya, keramik dapat dikelompokkan atas : a. Traditional ceramics Keramik tradisional, yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan baku dari alam. Contoh bahan bakunya adalah kuarsa, kaolin, dan sebagainya. Yang termaksud kedalam jenis ini adalah bahan pecah belah, dan keperluan rumah tangga. b. Fine ceramic keramik halus, yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam. Contoh : oksida logam Al 2 O 3 , ZrO 2 , ThO 2 , BeO, MgO, dan MgAl 2 O 4 , nitrida dan barida Si 3 N 4 , SiC, B 4 C, dan TiB. Penggunaannya misalnya dalam bidang elektronika elemen panas, dielektrik semikonduktor, bidang medis, bidang otomotif dan lain sebagainya.

2.5 Proses Pembuatan Keramik

Ada beberapa tahapan proses yang harus dilakukan untuk membuat suatu produk keramik, yaitu:

1. Pemilihan bahan baku

Tujuan pemilihan bahan baku ini adalah untuk memilih bahan baku yang dianggap baik dan cocok digunakan untuk pembuatan keramik yang diinginkan. 2. Pembutiran Tujuan dari pembutiran adalah untuk memisahkan material dengan ukuran yang tidak sama menjadi seragam. Dalam arti pembutiran ini membuat bahan baku yang tadinya memiliki ukuran butir yang tidak sama menjadi sama besar. Ukuran butir biasanya menggunakan ukuran mesh. Ukuran yang lazim digunakan adalah 60 – 100 mesh. Universitas Sumatera Utara 3. Pencampuran bahan Pencampuran bertujuan untuk mendapatkan campuran bahan yang homogenseragam. Pencampuran dapat dilakukan dengan cara manual maupun masinal dengan blunger maupun mixer. • Die pressing 4. Pembentukan Pencetakan Tahap pembentukan adalah tahap mengubah bongkahan badan tanah liat plastis menjadi benda-benda yang dikehendaki. Ada beberapa keteknikan utama dalam membentuk benda keramik: die pressing, rubber mold pressing, extursion molding, slip casting, injection molding. bahan baku keramik dibuat menjadi bubuk, kemudian dicampur dengan suatu bahan organik yang berfungsi sebagai pengikat binder, lalu dimasukkan kedalam cetakan die dan ditekan press untuk mendapatkan bentuk padat yang kuat. • Rubber mold pressing Bubuk powder dimasukkan kedalam karet kemudian dibentuk dalam ruang pencetakan hidrostatik. Bubuk ditekanpress serba sama sehingga dihasilkan produk. • Extursion molding Bubukpowder di ekstrusi dengan campuran plastik yang kaku dan kemudian dimasukkan ke dalam cetakan. Setelah itu dipotong-potong menjadi batangan-batangan. • Slip casting Suspensi diperkeras dengan pelumas cubrican kemudian dimasukkan kedalam cetakan cribs yang berpori. Air akan terserap cetakan dan segera terbentuk lapisan lempeng yang kuat. • Injection molding Bubukpowder dicampur dengan bahan plastik, proses pembentukkannya sama dengan proses pembentukan plastik. Bahan plastik sangat sulit dihilangkan. Universitas Sumatera Utara 1. Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan, menguap, sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan penyusutan berhenti 5. 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 tiga 3 proses penting: 2. Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut 3. Air yang terserap pada permukaan partikel hilang. Tahap-tahap ini menerangkan mengapa harus dilakukan proses pengeringan secara lambat untuk menghindari retakcracking terlebih pada tahap 1 Norton, 19751976. 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. 6. Penimbangan massa kering Setelah keramik dikeringkan secara lambat dengan cara diangin-anginkan pada suhu kamar, langkah selanjutnya adalah ditimbang. Kegunaan dari proses penimbangan ini adalah untuk mengetahui besar nya massa kering sampel keramik yang selanjutnya nanti akan di bandingkan dengan besarnya massa keramik setelah dibakar. Pembakaran merupakan inti dari pembuatan keramik dimana proses ini mengubah massa yang rapuh menjadi massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran dilakukan dalam sebuah tungkufurnace suhu tinggi. Ada beberapa parameter yang mempengaruhi hasil pembakaran: suhu sinteringmatang, atmosfer tungku dan tentu saja mineral yang terlibat Magetti, 1982. Selama pembakaran, badan keramik 7. Pembakaran Universitas Sumatera Utara mengalami beberapa reaksi-reaksi penting, hilangmuncul fase-fase mineral, dan hilang berat weight loss. Umumnya padatan keramik sebelum dibakar terdiri dari grain-grain yang dipisahkan oleh porositas 25-60, tergantung dari bahan-bahan dan metode pembentukkannya untuk memaksimalkan sifat-sifat seperti: kekerasan, konduktivitas thermal, dll. Proses pembakaran keramik 700 C – 1800 C, tujuannya untuk mengumpulkan partikel-partikel menjadi massa yang koheren, menghilangkan porositas. Proses sintering mengakibatkan : 1. perubahan ukuran dan bentuk grain 2. perubahan pori 3. perubahan ukuran pori Hal ini akan mengakibatkan berkurangnya luas permukaan total, berkurangnya volume total dan mengakibatkan kekuatan. Selama proses sintering ini partikel- partikel keramik akan saling berdekatan dan bentuk pori menjadi lebih steris dan ukurannya kecil. Penyusutan Akibat Pembakaran Proses densifikasi pada sintering telah menyebabkan terjadinya penyusutan, besar penyusutan ini bergantung pada besarnya temperatur dan lamanya waktu pembakaran, juga erat hubungannya dengan keadaan awal porositas. Tidak semua proses penyusutan berlangsung merata. Penyusutan yang tidak merata dapat terjadi karena : 1. Perbedaan ukuran butir 2. Distribusi temperatur tidak merata 3. Waktu sintering yang berbeda untuk setiap titik 4. Adanya penyusutan anisotropik dan orientasi partikel Universitas Sumatera Utara 5. Komposisi dari campuran 6. Pada proses pencetakanpembentukan sampel dengan cara dry pressing kurang teliti 8. Pendinginanpenahanan Setelah benda keramik selesai dibakar, maka tahap selanjutnya adalah pendinginan. Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghindari terjadinya degradasi partikel-partikel dari luar yang akan mengganggu keramik yang telah dibuat. Pendinginan dilakukan secara lambat, hal ini perlu dilakukan karena pendinginan yang terlalu cepat dapat mengakibatkan keramik menjadi tidak bagus. 9. Penimbangan massa setelah dibakar Setelah keramik didinginkan secara lambat. Langkah selanjutnya adalah ditimbang. Kegunaan dari proses penimbangan ini adalah untuk mengetahui besar nya massa keramik setelah dibakar yang selanjutnya nanti akan di bandingkan dengan besarnya massa keramik sebelum dibakar. 10. Pengujian Setelah semua langkah-langkah dalam pembuatan keramik telah selesai dilakukan. Langkah selanjutnya adalah melakukan pengujian terhadap keramik yang telah dibuat. Kegunaan dari pengujian ini adalah agar kita dapat melihat sifat fisis dan mekanik dari keramik yang telah dibuat. Kesemua proses dalam pembuatan keramik akan menentukan produk yang dihasilkan. Oleh karena itu kecermatan dalam melakukan tahapan demi tahapan sangat diperlukan untuk menghasilkan suatu produk keramik yang memuaskan. Universitas Sumatera Utara BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan