387 Tent u saj a ada pengecualian sif at unt uk beberapa keramik. Misalnya,
glass borosilikat dan keramik glass lainnya sangat t ahan t erhadap t hermal shock, sehingga digunakan dalam oven, kompor, dan
f urnit ure. Beberapa keramik j uga menunj ukkan sif at kondukt ivit as list rik yang sangat bagus dan sif at magnet ik.
Sif at -sif at keramik t ersebut merupakan salah sat u f akt or yang membuat penelit ian t ent ang keramik t erus berkembang. Berikut
adalah uraian t ent ang sif at keramik.
1. Sifat Fisik
x
Densit as
x
Temperat ur leleh Densit as
Densit as didef inisikan sebagai ukuran massa at au volume, dan memiliki sat uan g cm
3
at au pounds inch
3
. Densit as dit ent ukan oleh : a. Ukur an dan ber at unsur
Unsur dengan bilangan at omik dan berat at omik rendah menghasilkan mat erial dengan densit as krist alograf i rendah,
cont oh : H, Be, C, Si. Unsur dengan nomor at om dan berat at omik t inggi menghasilkan
densit as krist alograf i t inggi, cont oh : W, Zr, Tb, U. Mat erial organik mempunyai densit as rendah, karena umumnya
st rukt urnya t ersusun dari C, H, dan unsur-unsur dengan berat at omik rendah Cl dan F.
b. Kepadat an st r ukt ur t er j ej al cl ose-packi ng Ket erj ej alan at omik mempunyai ef ek yang kecil t erhadap densit as
dibanding dengan f akt or-f akt or yang t ersebut sebelumnya Close-packing dalam logam dan keramik yang t erikat secara ionik
menghasilkan densit as relat if t inggi daripada st rukt ur t erbuka dari keramik yang t erikat secara kovalen.
Misalnya : ZrO
2
4. 65 g cm
3
dan ZrSiO
3
5. 8 g cm
3
Sebenarnya diharapkan ZrSiO
3
mempunyai densit as lebih t inggi daripada ZrO
2
, t et api karena ZrSiO
3
memiliki st rukt ur sedikit t erbuka mengarah pada ikat an kovalen Si-O, maka ZrSiO
3
mempunyai densit as lebih rendah daripada ZrO
2
. Polimorf t emperat ur t inggi biasanya mempunyai densit as lebih
rendah daripada polimorf t emperat ur lebih rendah Misalnya : glass mempunyai densit as lebih rendah daripada
st rukt ur krist al pada komposisi yang sama.
388 Temperat ure leleh
Kebanyakan keramik dihasilkan secara langsung dari bahan baku yang memiliki t emperat ur leleh t inggi. Temperat ur leleh yang t inggi
t ersebut merupakan akibat dari kekuat an ikat an ant ar part ikel yang t inggi. Logam t ransisi yang t erikat kuat dan keramik ionik mult ivalen
mempunyai t emperat ur lebih t inggi. Temperat ur leleh rendah dimiliki oleh logam-logam alkali dengan ikat an yang lemah dan keramik ionik
monovalen. 2. Sifat Thermal
x
Kapasit as panas
x
Kondukt ivit as t hermal
x
Ekspansi t hermal Kapasit as panas
Kapasit as panas adalah energi yang diperlukan unt uk meningkat kan t emperat ur mat erial, sat uannya cal mol. ° C. Kapasit as
panas keramik meningkat t erhadap peningkat an t emperat ur. Kondukt ivit as t hermal
Laj u aliran panas melalui mat erial disebut dengan kondukt ivit as t hermal. Sat uannya adalah Cal sec. cm
2
. ° C. cm. Jumlah t ransf er panas dikont rol oleh j umlah energi panas, sif at pembawa panas dalam
bahan, dan j umlah dissipat ion hamburan panas. Ekspansi t hermal
Secara mat emat is, dat a ekspansi t hermal dirumuskan :
T l
l
D
di mana, l
o
: panj ang pada suhu ruang
∆
l : perubahan panj ang
∆
T : perubahan t emperat ur
3. Sifat Mekanik
Mat erial awal keramik biasanya merupakan mat erial yang berikat an ionik at au kovalen, st rukt urnya bisa krist alin at au amorf .
Ikat an ant ar mat erial t ersebut akan menyebabkan keramik cenderung bersif at f ract ure pat ah sebelum t erj adi def ormasi plast is. Sehingga
389 mat erial keramik sepert i ini menghasilkan sif at t oughness keliat an
yang rendah. Mat erial sepert i ini j uga cenderung berpori, di mana pori-pori dan cacat mikroskopis lainnya akan lebih menurunkan sif at
t oughness, dan mengurangi t ensile st rengt h keramik.
Mat erial keramik j uga mampu menunj ukkan def ormasi plast is. Akan t et api karena st rukt ur rigid dari mat erial krist alin, def ormasi
menj adi sangat lambat . Sedangkan mat erial non-krist alin glassy, def ormasi plast is j uga t erj adi sangat lambat , dikarenakan aliran
viscous kenat al dari glass. Sehingga glass t idak digunakan dalam pembuat an keramik.
4. Sifat Listrik
Mat erial keramik mempunyai sif at list rik yang cukup luas. Beberapa keramik t idak dapat menghant ar arus list rik meskipun
berada dalam medan list rik yang sangat kuat . Keramik sepert i ini merupakan insulat or yang cukup bagus. Mat erial keramik lainnya
dapat menghant arkan arus list rik pada kondisi t ert ent u at au ket ika energi t resholdnya dit ingkat kan. Mat erial ini bermanf aat sebagai
semikondukt or.
Hanya sedikit mat erial keramik yang dapat menghant arkan arus list rik, dani mempunyai aplikasi sebagai
kondukt or list rik. Beberapa mat erial keramik t idak dapat
menghant arkan list rik t et api mengalami polarisasi muat an int ernal yang dapat digunakan unt uk menyimpan muat an list rik dalam
kapasit or.
Semikondukt or Sej umlah keramik memiliki sif at semikondukt or, kebanyakan
adalah keramik dari oksida logam t ransisi sepert i zinc oksida, CoO, NiO, Cu
2
O dan Fe
2
O
3
. Mat erial t ersebut bersif at semikondukt or karena memiliki gap energi yang kecil ant ara pit a elekt ron yang t erisi penuh
dengan pit a kosong. Penambahan t emperat ur dapat menyediakan energi bagi elekt ron sehingga dapat melompat ke pit a konduksi,
menyebabkan t erj adinya aliran list rik. Penggunaan keramik semikondukt or sangat luas, sepert i LED, sensor gas, dan lain-lain.
Cont oh mat erial keramik yang bersif at semikondukt or adalah SiC.
Superkondukt ivit as Pada t emperat ur yang sangat rendah, keramik menunj ukkan
sif at superkondukt ivit as.
Ferroelekt risit as dan superset Sif at piezoelekt risit as sering dit emui pada sej umlah besar
mat erial keramik. Piezolekt risit as berart i keramik t ersebut mampu menghubungkan ant ara respon elekt rik dan mekanik, menggunakan
list rik unt uk menghasilkan gerakan mekanik kemudian gerakan
