Aluminium-Silikon Landasan Teori .1 Aluminium

Atom Silikon Si mempunyai 14 buah elektron, yang terdiri dari 2 elektron pada lintasan pertama, 8 elektron pada lintasan kedua, dan 4 elektron pada lintasan ketiga atau terakhir. Jadi, atom Silikon memiliki 10 elektron yang terikat kuat kepada inti atom, dan 4 elektron valensi yang ikatannya kepada inti atom tidak kuat dan mudah lepas dengan sedikit energi tertentu. Karena atom Silikon memiliki 4 buah elektron valensi, maka ia dikenal dengan istilah atom tetravalen. Untuk menjadi stabil secara kimiawi, sebuah atom Silikon membutuhkan delapan elektron di lintasan valensinya. Maka setiap atom Silikon akan bergabung dengan atom Silikon lainnya, sedemikian rupa sehingga menghasilkan delapan elektron di dalam lintasan valensinya. Ketika ini terjadi, maka Silikon akan membentuk benda padat, yang disebut kristal. Silikon adalah salah satu unsur yang berguna bagi manusia. Dalam bentuknya sebagai pasir dan tanah liat, dapat digunakan untuk membuat bahan bangunan seperti batu bata. Silikon juga berguna sebagai bahan tungku pemanas dan dalam bentuk silikat Silikon digunakan untuk membuat enamels tambalan gigi, pot- pot tanah liat, dsb. Silika sebagai pasir merupakan bahan utama gelas. Gelas dapat dibuat dalam berbagai macam bentuk dan digunakan sebagai wadah, jendela, dan aplikasi-aplikasi lainnya. Silikon super murni dapat dicampur dengan boron, gallium, fosfor dan arsenik untuk memproduksi Silikon yang digunakan untuk transistor, sel- sel solar, penyulingan, dan alat-alat solid-state lainnya, yang digunakan secara ekstensif dalam barang-barang elektronik dan industri antariksa. Silikon kristalin memiliki tampak kelogaman dan bewarna abu-abu. Silikon merupakan unsur yang tidak reaktif secara kimia inert, tetapi dapat terserang oleh Halogen dan Alkali. Unsur Silikon mentransmisi lebih dari 95 gelombang cahaya infra merah dari 1,3- 6 mikrometer.

2.2.3 Aluminium-Silikon

Aluminium dengan Silikon sebagai unsur paduan utama merupakan paduan Aluminium tuang yang paling penting. Hal ini dikarenakan paduan Al-Si memiliki fluiditas tinggi oleh adanya volume yang besar dari Al-Si eutektik. Kelebihan lainnya dari paduan Aluminium Silikon ini yaitu memiliki ketahanan korosi yang tinggi, sifat mampu las yang baik serta memiliki koefisien ekspansi termal rendah karena adanya Silikon. Akan tetapi, kehadiran partikel Silikon ini yang keras dalam Universitas Sumatera Utara mikrostrukturnya, membuat paduan Aluminium Silikon ini susah dalam proses permesinannya. Paduan Aluminium Silikon berdasarkan kadar Silikon yang terkandung didalamnya terbagi menjadi hipoeutektik, eutektik dan hipereutektik. Paduan Aluminium Silikon hipoeutektik mengandung kurang dari 12 Si dan memiliki mikrostruktur yang terdiri dari dendrit Aluminium dalam eutektik. Paduan Aluminium Silikon ini memiliki kekuatan tarik yang relatif tinggi dan keuletan yang baik. Akan tetapi, ketahanan aus untuk paduan ini relatif rendah sehingga tidak digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan aus tinggi. Pengaruh unsur Silikon pada paduan Al-Si dapat meningkatkan sifat mampu cor terutama pada kadar Silikon 5-12 Silikon meningkatkan fluiditas dan ketahanan terhadap retak panas, meningkatkan kekuatan dan kekerasan serta menurunkan berat jenis. Bila kadar Si 12, maka akan terbentuk kristal Silikon primer yang bersifat keras, memiliki ekspansi termal rendah, ketahanan ausnya baik sehingga cocok untuk aplikasi temperatur tinggi seperti piston. Akan tetapi sifat mampu permesinannya kurang baik. Sifat Al-Si dapat menghasilkan sifat – sifat yang baik, yaitu: 1. Mudah dicetak 2. Meningkatkan ketahanan aus 3. Meningkatkan kekerasan 4. Menurunkan berat jenis 5. Menurunkan koefisien ekspansi panas 6. Menurunkan keuletan Hasil penambahan Si pada Aluminium menghasilkan: 1. Pada komposisi Silikon antara 0–14 persen tensile strength paduan Al-Si mencapai kondisi puncak, yaitu sekitar 36 ksi atau sekitar 250 MPa. 2. Setelah 14 persen, tensile strength material menurun sampai 200 MPa. 3. Hardness pun meningkat dari kadar Si 0 sampai 15 . 4. Dengan meningkatkan kadar Silikon waktu pembekuan meningkat serta dengan meningkatnya kadar Silikon penurunan laju keausan dan koefisien gesekan meningkat. Karena terjadi perbaikan butir mengarah ke bentuk butir halus sama, yang pada akhirnya meningkatkan sifat mekanik dan keausa. Universitas Sumatera Utara 5. Jika konsentrasi Silikon lebih tinggi dari 15, tingkat kerapuhan logam akan meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika. 2.2.4 Pengecoran 2.2.4.1 Sejarah Pengecoran