94 Gambar 42. Kristal Borazon
www.darmann.com Borazon pertama kali disintesis oleh Robert H. Wentorf Jr seorang
ahli kimia fisik di General Electric Company pada tahun 1957. Borazon dibuat dengan cara memanaskan boron dan nitrogen dalam
jumlah yang sama pada suhu lebih dari 1800
o
C dan tekanan 7 GPa. Kristal yang diperoleh bersifat sangat keras dan merupakan salah
satu material terkeras disamping berlian. Sifat keras yang dimiliki oleh borazon menjadikan material ini banyak
dijadikan sebagai alat potong, cetakan logam, komponen otomotif, dan bentuk serbuknya dijadikan sebagai bahan amplas. Borazon
diproduksi terutama dijadikan sebagai bahan utama untuk pemotong dan penumbuk logam atau paduan logam yang tergolong sebagai
superalloy yang tidak dapat dilakukan menggunakan berlian maupun aluminium oksida korundum.
iii. Boron Karbida
Boron karbida tersusun oleh unsur karbon dan boron, dengan rumus kimanya B
4
C. Boron karbida merupakan salah satu material terkeras disamping berlian dan boron nitrida.
Boron karbida pertama kali dilaporkan keberadaannya pada tahun 1883 sebagai hasil samping pengolahan borida logam, oleh Joly
senyawa tersebut diidentifikasikan dengan rumus B
3
C. Namun senyawa ini disintesis pertama kali oleh Henri Moissan pada tahun
1899 yang melaporkan hasil penemuannya dengan rumus kimia B
6
C. Baru pada tahun 1934 formula boron karbida dinyatakan secara
95 stoikiometri sebagai B
4
C. Penampilan struktur dan penampilan fisik dari boron karbida terdapat pada gambar 43.
Boron karbida diperoleh dengan cara mereduksi boron trioksida dengan menggunakan reduktor karbon atau magnesium yang
dilakukan di dalam tungku busur listrik. Jika digunakan reduktor karbon, reaksi berlangsung pada suhu di bawah titik leleh boron
karbida yang menghasilkan gas karbon monoksida dalam jumlah besar. Persamaan reaksinya dituliskan sebagai berikut
2B
2
O
3
+ 7C B
4
C + 6CO Dan jika menggunakan magnesium sebagai reduktornya, reaksi
dapat dilangsungkan pada tungku grafit, dan magnesium dapat diambil kembali melalui perlakuan dengan larutan asam.
a b
Gambar 43. Boron Karbida, Struktura dan Senyawa b http:en.wikipedia.orgwikiboroncarbide
Boron karbida memiliki sifat – sifat :
Stabil pada temperatur tinggi sehingga tergolong sebagai material refraktori
Memiliki kekerasan yang tinggi Memiliki titik lebur yang tinggi sekitar 2445
o
C Densitas rendah sehingga memiliki bobot yang relatif ringan
Tahan korosi dan oksidasi
Aplikasi boron karbida terutama digunakan sebagai bahan abrasif karena kekerasannya. Selain dijadikan sebagai bahan abrasif, boron
karbida dimanfaatkan pada reaktor nuklir sebagai batang pengontrol yang
berfungsi sebagai
penyerap radiasi
neutron karena
96 kemampuannya
dalam menyerap
neutron tanpa
disertai pembentukan nuklida radioaktif yang memiliki waktu paro yang lama.
D. Aktifitas Pembelajaran
1. Bahan abrasif banyak aplikasinya. Dalam aktifitas pembelajaran ini lakukan pengamatan di lingkungan Anda termasuk di sekolah dan di rumah, benda
apa saja yang bersifat abrasif yang Anda temui. 2. Pemilihan grit amplas sangat penting untuk menghasilkan produk memiliki
tekstur rapi dan halus. Agar pengamplasan berlangsung secara efektif dan efisien dalam hal ini hemat tenaga dan waktu maka perlu disesuaikan antara
grit amplas dan benda kerja. Jika benda kerjanya adalah mobil yang akan diganti warnanya, langkah yang dilakukan pasti melibatkan proses
pengamplasan. Langkah apa saja yang melibatkan proses pengamplasan? Sertakan juga jenis grit amplas yang digunakan pada proses pengamplasan
tersebut 3. Boron nitrida dibuat dengan mereaksikan boron triklorida dengan amonia
a. Tuliskan persamaan reaksi kimianya b.
Dengan menggunakan data harga ∆H
f o
pada lampiran 2, hitunglah perubahan entalpi standar per mol BN dari reaksi pada butir a.
4. Energi bebas pembentukan standar dari silikon karbida adalah -62, 8 kJ. Mol
-1
. Tentukan perubahan energi bebas standar dari reaksi 1,00 mol silikon karbida dengan oksigen menghasilkan SiO
2
s, kuarsa dan CO
2
. 5.
Dengan menggunakan data harga ∆H
f o
, ∆G
f o
, dan ∆S pada lampiran, prediksikan, apakah reaksi antara silikon karbida dengan oksigen dapat
berlangsung secara spontan pada suhu kamar25
o
C? gunakan persamaan energi Gibbs pada kegiatan pembelajaran 1
E. Latihan Soal
1. Apa yang dimaksud dengan bahan abrasif? skor 1 2. Apa kriteria yang dimiliki oleh bahan abrasif? skor 2
3. Bagaimana prinsip pengukuran kekerasan suatu material berdasarkan skala Mohs? skor 1
4. Jelaskan jenis-jenis abrasif alami skor 4
97 5. Jelaskan jenis-jenis abrasif sintetik skor 3
6. Apa kelebihan dari abrasif sintetik dibanding abrasif alami? skor 2 7. Jelaskan cara pembuatan bahan abrasif sintetik berikut
a. Boron karbida skor 2 b. Karborundum skor 2
8. Sifat keras yang dimiliki oleh bahan abrasif banyak dimanfaatkan pada berbagai perkakas mesin. Jelaskan perkakas apa sajakah yang
menggunakan bahan abrasif sebagai komponen utamanya? skor 3
Skor total = 20
F. Rangkuman
1. Bahan abrasif atau dikenal juga dengan penggosok atau amplas adalah material yang keras dan tajam yang digunakan untuk menggosok,
mengasah, atau mengikis permukaan benda yang lebih lunak. 2. Suatu material harus memiliki kriteria-kriteria tertentu agar disebut sebagai
bahan abrasif. Kriteria tersebut meliputi tingkat kekerasan dan kerapuhan tertentu, serta tahan terhadap temperatur tinggi.
3. Kekerasan suatu material yang menjadi kriteria dari bahan abrasif diukur dengan menggunakan skala Mohs yang memiliki rentangan antara 1 hingga
10. Dalam skala ini intan memiliki kekerasan 10, sehingga menjadikan intan sebagai material terkeras yang ada di alam.
4. Secara umum, bahan abrasif memiliki kekerasan antara 7 – 10 pada skala
Mohs. 5. Berdasarkan asalnya, bahan abrasif terbagi menjadi dua jenis yaitu bahan
abrasif alami dan bahan abrasif sintetik. Bahan abrasif alami umumnya mengandung pengotor-pengotor yang menjadikan kekerasannya berkurang
sehingga keefektifannya sebagai bahan abrasif lebih rendah dibanding bahan abrasif sintetik.
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Setelah Anda mengerjakan soal latihan sebagai penguji sejauh mana Anda memahami kegiatan pembelajaran 4, cocokkan jawaban Anda dengan kunci
