Makalah Pengetahuan Bahan Teknik

KERAMIK DAN PEMANFAATANNYA

MAKALAH

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah

Pengetahuan Bahan

Dosen : Dr. Bambang Sukarno Putra S.TP, M.Si

Oleh : Kelompok 3

1. Safna Marisza 1805106010023

2. Ahlillah 1805106010024

3. Akbar Rizki Maulana 1805106010026

4. Nurmardhatillah 1805106010027

5. Cut Ulfariati 1805106010030

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SYIAH KUALA

BANDA ACEH

2019

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kita panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan sebuah makalah yang berjudul “Keramik dan Pemanfaatannya” dengan tepat waktu. Alhamdulillah penulis dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik, meskipun penulis juga menyadari masih banyak kekurangan di dalamnya.

Penulis juga tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Bambang Sukarno Putra S.TP, M.Si selaku dosen mata kuliah Pengetahuan Bahan yang telah memberikan tugas dan membantu penulis menyelesaikan makalah ini. Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas, menambah wawasan dan pengetahuan bagi para pembaca secara rinci dan mudah di pahami. Semoga makalah ini bermanfaat dan bisa menjadi bahan evaluasi serta tolak ukur dalam makalah-makalah lainnya. Terima Kasih.

Banda Aceh, 01 Desember 2019

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Rumusan Masalah

1.3 Tujuan Pembahasan

BAB II. PEMBAHASAN

2.1 Sejarah Keramik

2.2 Pengertian Keramik

2.3 Jenis-Jenis Bahan Keramik

2.4 Karakteristik Struktur Keramik

2.5 Sifat-Sifat Mekanik

2.6 Teknik dan Proses Pembuatan Keramik

2.7 Jenis-Jenis Cacat Pada Pembuatan Keramik

2.8 Kegunaan Keramik Dalam Berbagai Bidang

2.9 Industri Keramik Di Masa Depan

BAB III. PENUTUP

3.1 Kesimpulan

3.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Keramik merupakan produk kerajinan tertua yang tercatat dalam peradaban dan kebudayaan manusia. Menurut sejarah, keramik sudah dikenal oleh orang-orang Afrika Timur sejak 2.6 juta tahun yang lalu. Tetapi perkembangan keramik menyebar di hampir sebagian wilayah dunia, baru terjadi pada jaman Neolitik atau 15 ribu sampai 10 ribu tahun yang lalu (Smith, 1996). Keramik, selama ribuan tahun terus berkembang menjadi material yang sangat penting hingga masa sekarang ini. Hampir di setiap produk teknologi ditemukan material keramik, seperti bagian-bagian pesawat ruang angkasa, piranti-piranti komputer, dan masih banyak lagi yang lainnya. Hal ini disebabkan karena keramik mempunyai sifatsifat yang khas yang tidak dimiliki oleh bahan lain.

Pembuatan keramik pada zaman dahulu hanya dilakukan dengan membakar satu bahan saja, yaitu dengan lempung. Seni dan industri keramik telah berlangsung sejak ribuan tahun yang lalu, proses pembuatan keramik pada zaman dahulu dengan cara dibakar menggunakan bahan dan peralatan sederhana. Bahan yang dipakai adalah feldspar, tanah liat dan lempeng. Hal ini disebabkan karena pengetahuan tentang keramik belum memadai. Seiring dengan perkembangan ilmu bahan maka proses pembuatan keramik dari tahun ke tahun mengalami kemajuan. Keramik pada awalnya diproduksi secara tradisional dari mineral alam, namun sekarang kegunaan keramik bermacam-macam fungsinya, dulu hanya digunakan sebagai barang pecah belah, gerabah. Sekarang telah menjadi industri yang cukup besar dengan aplikasi kegunaan seperti keramik porselin salah satu bahan isolator listrik, peralat pabrik dan lain sebagainya. Keramik merupakan paduan logam yang terikat secara ionik dan kovalen. Untuk mendapatkan sifat-sifat keramik biasanya diperoleh dengan pemanasan pada suhu tinggi. Ada dua pembagian keramik, yaitu:

1. Keramik tradisional

Keramik tradisional biasanya dibuat dari tanah liat.

Contoh: porselen, bata ubin, gelas dll.

2. Keramik modern

Keramik modern mempunyai ruang lingkup lebih luas dari keramik tradisional pada kehidupan manusia. Contoh: pemakaian pada bidang elektronik, komputer, komunikasi, aerospace dan lain-lain .

Material keramik yang berbasis senyawa oksida seperti : Al2O3, ZrO2, MgO, TiO2 memiliki keunggulan antara lain titik leburnya tinggi, keras, bersifat refraktori (tahan suhu tinggi), kuat dan bersifat isolator. Aluminium oksida (alumina) adalah senyawa kimia dari aluminium dan oksigen, dengan rumus kimia Al2O3. Material ini meleleh pada suhu 2050℃ dan mempertahankan kekuatannya bahkan pada suhu

1500℃ sampai 1700℃. Alumina mempunyai ketahanan listrik yang tinggi dan tahan terhadap kejutan termal dan korosi. Alumina sering digunakan dalam berbagai aplikasi karena mempunyai sifat fisika dan kimia yang tinggi seperti kekuatan yang sangat tinggi, sangat keras, isolasi elektrik yang baik, ketahanan panas yang tinggi, temperatur lembur yang tinggi, ketahanan abrasi dan korosi yang tinggi. Bahkan dalam beberapa tahun terakhir permintaan alumina dengan kemurnian yang tinggi berkembang pesat diberbagai sektor seiring dengan meningkatnya pertumbuhan mobil, semikonduktor, komputer dan sektor lain.(Shinji fujiwara, 2007)

Kalsium silikat atau disebut wollastonite merupakan salah satu bahan keramik yang banyak digunakan untuk aplikasi terknologi industri. Kalsium silikat terdiri dari kalsium oksida (CaO) dan silikon dioksida (SiO2) dengan rumus kimia CaSiO3. Kalsium silikat banyak tersedia di alam, tetapi kalsium silikat ini tidak murni, biasanya terdapat campuran seperti besi, magnesium, mangan, sodium, aluminium, dan potassium yang bisa mengganggu produksi kalsium silikat untuk aplikasi produk (Anggono, 2008).

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan keramik ?

2. Bagaimana sifat-sifat keramik ?

3. Bagaimana cara pengolahan keramik ?

4. Apa saja Jenis-Jenis Cacat Pada Pembuatan Keramik ?

5. Bagaimana Perkembangan Industri Keramik Di Masa Depan ?

1.3 Tujuan Pembahasan

1. Menjelaskan apa itu keramik

2. Menjelaskan sifat-sifat keramik

3. Menjeleskan cara pengolahan keramik

4. Mengetahui jenis-jenis cacat pada pembuatan keramik

5. Mengetahui perkembangan indsutri keramik di masa depan

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sejarah Keramik

Secara harafiah, kata keramik berasal dari bahasa Yunani yaitu keramos yang berarti tembikar (pottery) atau peralatan yang terbuat dari tanah liat melalui proses pembakaran . Berdasarkan aplikasinya keramik dibagi menjadi 2 yaitu keramik tradisional dan keramik maju (teknik). Keramik tradisional yaitu keramik yang terbuat dari bahan alam antara lain kuarsa, tanah liat, dan kaolin seperti barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (ubin, batubata), dan industri (gerabah, genteng, marmer, granit, dan porselin) sedangkan keramik maju adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam, seperti Alumina (Al2O3), Zirconia (ZrO2), dan Magnesium oksida (MgO) . Perbedaan keramik tradisional dan keramik maju dapat dilihat pada Gambar 1.

(a) (b)

Gambar 1. a. keramik tradisional, b. keramik maju

Gambar 1 diatas menunjukan perbedaan antara keramik tradisional dengan keramik maju dilihat dari bahan dasar yang digunakan, teknik pembuatan, temperatur pemanasannya dan sifat bahan yang dihasilkan. Untuk keramik tradisional bahan dasar yang digunakan terbuat dari tanah liat. Dalam pembuatan keramik tradisional ada tiga teknik pembuatan yang sering digunakan (a) teknik

pilin (coil); (b) teknik putar (throwing); dan (c) teknik cetak (casting). Sedangkan pembuatan keramik maju seperti silika ( SiO2 ), alumina ( ) 2 3 Al O digunakan teknik peleburan logam (Pearson, 2008), yang banyak digunakan untuk industry maupun penelitian. Berdasarkan sifat mekanik, keramik maju merupakan keramik yang sangat keras, rapuh, kaku dan tahan terhadap korosi, sehingga dapat digunakan sebagai ubin, bata, gelas dan sanitari. Selain itu, berdasarkan karakteristik optik, keramik maju termasuk bahan refraktori yang mempunyai nilai densitas berkisar 2,1-3,3 gr/cm3sehingga dapat digunakan sebagai kaca jendela, gelas optik dan peralatan gelas.

2.2 Pengertian Keramik

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup suatu bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat. Keramik merupakan senyawayang tersusun atas unsur antara sifat logam dan non-logam. Kebanyakan merupakan senyawa dalam bentuk oksida, nitrida, dan karbida. Beberapa diantaranya adalah alumina (Al₂0₃), silika (Si0₂), silikon karbida (SiC), silikon nitrida (Si₃N₄), dan bahan yang sering disebut sebagai keramik secara tradisional yaitu mineral lempung (porselen), semen, dan kaca/gelas.

Senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal dan kimia daripada elemennya. Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah felspar, ball clay, kwarsa, kaolin, dan air. Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur kristal, komposisi kimia dan mineral bawaannya. Oleh sebab itu, sifat keramik juga tergantung pada lingkungan geologi dimana bahan diperoleh. Struktur keramik sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas. Kurangnya beberapa eleltron bebas dari keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang buruk. Selain itu, keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.

2.3 Jenis-Jenis Bahan Keramik

1. Tanah Liat ( clay atau argiles atau lempung)

Tanah liat (lempung) sebagai bahan pokok untuk pembuatan keramik, merupakan salah satu bahan yang kegunaannya sangat menguntungkan bagi manusia karena bahannya yang mudah didapat dan pemakaian hasilnya yang sangat luas. Kira-kira 70% atau 80% dari kulit bumi terdiri dari batuan merupakan sumber tanah liat.

Tanah liat banyak ditemukan di areal pertanian terutama persawahan. Tanah liat memiliki sifat-sifat yang khas yaitu bila dalam keadaan basah mempunyai sifat plastis tetapi bila dalam keadaan kering akan menjadi keras, sedangkan bila dibakar akan menjadi padat dan kuat. Pada umumnya, masyarakat memanfaatkan tanah liat (lempung) sebagai bahan baku pembuatan bata dan gerabah.

2. Kaolin (Al₂O₃ 2SiO₂ 2H₂O).

Kaolin adalah jenis lempung yang mengandung mineral kaolinit dan terbentuk melalui proses pelapukan. Kaolin merupakan jenis tanah liat primer digunakan sebagai bahan utama dalam pembuatan keramik putih, dan mengandung mineral kaolinit (Al₂Si₂O₅(OH)₄) sebagai bagian yang terbesar, sehingga kaolin biasanya disebut sebagai lempung putih. Kaolin adalah bahan keramik yang harus dicampur dengan bahan lainnya, misalnya ball clay. Hal ini dilakukan untuk menambah keplastisan dan mengurangi ketahanan api karena bahan ini bersifat kurang plastis dan sangat tahan api. Titik lelehnya lebih kurang 1800°C. Kaolin digunakan untuk membuat gerabah dan porselin.

Kaolin disebut juga china clay, termasuk jenis tanah liat primer (residu) yang berfungsi sebagai komponen utama dalam membuat campuran porselin, dan digunakan dalam keramik stoneware dan earthenware putih. Kaolin berfungsi untuk pengikat dan penambah kekuatan badan keramik pada suhu tinggi, porselin, barang-barang tahan api (refractory), juga digunakan sebagai bahan pengeras dalam pembuatan glasir. Sifat-sifat Kaolin (china clay): berbutir kasar, tidak plastis, relatif murni, warnanya putih, titik leburnya tinggi yaitu ±1800⁰C.

3. Kuarsa (SiO₂)

Kuarsa adalah salah satu komponen utama dalam pembentukan keramik dan banyak terdapat di permukaan bumi (sekitar 60%). Kuarsa memiliki keplastisan rendah dan titik lebur tinggi sekitar 1728°C, tetapi hasil pembakarannya kuat dan keras. Bahan baku kuarsa dapat diperoleh dari batuan atau pasir kuarsa dengan kandungan silica tinggi. Kuarsa berfungsi untuk mengurangi susut kering, jadi mengurangi ada retakan dalam pengeringan dan mengurangi susut waktu dibakar sehingga tetap kualitas tetap baik.

4. Feldsfar

Feldsfat adalah suatu kelompok mineral yang berasal dari batu karang yang ditumbuk. Bila keramik dibakar, feldspat akan meleleh (melebur) dan membentuk leburan gelas yang menyebabkan partikel tanah dan bahan lainnya melekat satu sama lain. Pada saat membeku, bahan ini memberikan kekuatan pada badan keramik. Feldsfar tidak larut dalam air, mengandung alumina, silica dan flux yang digunakan untuk membuat glasir suhu tinggi, tetapi agar lebih memuaskan harus dicampur dengan kaolin. Bahan ini banyak dipakai dalam keramik halus, gelas dan email.

2.4 Karakteristik Struktur Keramik

Keramik adalah salah satu jenis material yang dikenal dalam ilmu material teknik. Keramik merupakan molekul non organik karena banyak disusun oleh unsur-unsur non-karbon seperti silikon, oksigen, dan aluminium (SiO2, AlSi3O8), berwujud padatan di suhu ruang, bersifat metaloid yang disebabkan oleh keberadaan silikon, dan banyak dibentuk melalui ikatan ionik dan kovalen. Hal ini disebabkan oleh sifat unsur silikon yang merupakan unsur metaloid, sehingga dapat berekasi sebagai donor atau akseptor elektron terhadap unsur lain, maupun dalam penggunaan elektron bersama dengan unsur non-logam lainnya. Keramik dapat ditemui dalam kehidupan sehari-hari dalam produk ubin lantai, guci, vas bunga, mortar (alas penghancur pil obat), dan sebagainya.

Struktur kristal keramik (terdiri dari berbagai ukuran atom yang berbeda atau minimal terdiri dari 2 jenis unsur) merupakan salah satu yang paling kompleks dari semua struktur bahan. Ikatan antara atom-atom ini umumnya ikatan kovalen (berbagi elektron, sehingga ikatan ini kuat) atau ion (terutama ikatanantara ion bermuatan, sehingga ikatan ini kuat). Ikatan ini jauh lebih kuat daripada ikatan logam. Akibatnya, sifat-sifat seperti kekerasan dan ketahanan panas dan listrik secara signifikan lebih tinggi keramik dari pada logam. Keramik dapat berikatan kristal tunggal ataudalam bentuk polikristalin. Ukuran butir mempunyai pengaruh besar terhadap kekuatan dan sifat-sifat keramik; ukuran butir yang halus (sehingga dikatakan keramik halus), semakin tinggi kekuatan dan ketangguhannya. Kebanyakan bahan pembentuk keramik memiliki ikatan ion, ikatan kovalen dan ikatanantara. Sebagai missal, bagian ikatan ion dalam sistem Mg-O, Al-O, Zn-O dan Si-O dapat dikatakan masing-masing 70%, 60%, 60% dan 50%. Yang sangat menarik adalah bahwa pada ReO3,V2O3 dan TiO, yang merupakan oksida dan tidak pernah menunjukkan sifat liat ataudapat di deformasikan, tetapi memiliki hantaran listrik yang relatif dapat disamakan dengan logam biasa. Dalam Kristal yang rumit, berbagai macam atom berperan dan ikatannya merupakan ikatan campuran dalam banyak hal. Struktur Kristal demikian dapat dimengerti apabila mengingat bahwa Kristal tersusun oleh kombinasi dari polyhedron koordinasi, dimana satuan kecil dari kation dikelilingi oleh beberapa anion. Salah satu contoh adalah silikat yang merupakan bahan baku penting bagi keramik.

2.5 Sifat-Sifat Mekanik

Secara umum kramik merupakan paduan antara logam dan non logam , senyawa paduan tersebut memiliki ikatan ionik dan ikatan kovalen . untuk lebih jelasnya mengenai sifat-sifat kramik berikut ini akan dijelaskan lebih detail.

a. Mekanik

Keramik merupakan material yang kuat, keras dan juga tahan korosi. Selain itu keramik memiliki kerapatan Sifat yang rendah dan juga titik lelehnya yang tinggi. Keterbatasan utama keramik adalah kerapuhannya, yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan deformasi plastik yang sedikit. Di dalam keramik, karena kombinasi dari ikatan ion dan kovalen, partikel-partikelnya tidak mudah bergeser.

Faktor rapuh terjadi bila pembentukan dan propagasi keretakan yang cepat.Dalam padatan kristalin, retakan tumbuh melalui butiran (trans granular) dan sepanjang bidang cleavage (keretakan) dalam kristalnya. Permukaan tempat putusyang dihasilkan mungkin memiliki tekstur yang penuh butiran atau kasar. Material yang amorf tidak memiliki butiran dan bidang kristal yang teratur, sehingga permukaan putus kemungkinan besar terjadi. Kekuatan tekan penting untuk keramik yang digunakan untuk struktur seperti bangunan. Kekuatan tekan keramik biasanya lebih besar dari kekuatan tariknya. Untuk memperbaiki sifat ini biasanya keramik di-pretekan dalam keadaan tertekan

b. Sifat Termal

Sifat termal bahan keramik adalah kapasitas panas, koefisien ekspansitermal, dan konduktivitas termal. Kapasitas panas bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari lingkungan. Panas yang diserap disimpan olehpadatan antara lain dalam bentuk vibrasi (getaran) atom/ion penyusun padatantersebut.

Keramik biasanya memiliki ikatan yang kuat dan atom-atom yang ringan. Jadigetaran-getaran atom-atomnya akan berfrekuensi tinggi dan karena ikatannya kuat maka getaran yang besar tidak akan menimbulkan gangguan yang terlalu banyak padakisi kristalnya. Sebagian besar keramik memiliki titik leleh yang tinggi, artinya walaupun pada temperatur yang tinggi material ini dapat bertahan dari deformasi dan dapat bertahan dibawah tekanan tinggi. Akan tetapi perubahan temperatur yang besar dan tiba-tiba dapat melemahkan keramik. Kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tersebutlah yang dapat membuat keramik pecah.

c. Sifat elektrik

Sifat listrik bahan keramik sangat bervariasi. Keramik dikenal sangat baik sebagai solator. Beberapa isolator keramik (seperti BaTiO 3) dapat dipolarisasi dan digunakan ebagai kapasitor. Keramik lain menghantarkan elektron bila energi ambangnya dicapai, dan oleh karena itu disebut semikonduktor. Tahun 1986, keramik jenis baru, yakni superkonduktor temperatur kritis tinggi ditemukan. Bahan jenis ini di bawah suhu kritisnya memiliki hambatan = 0. Akhirnya, keramik yang disebut sebagai piezoelektrik dapat menghasilkan respons listrik akibat tekanan mekanik atau sebaliknya.

Elektron valensi dalam keramik tidak berada di pita konduksi,sehingga sebagian besar keramik adalah isolator. Namun, konduktivitas keramik dapat ditingkatkan dengan memberikan ketakmurnian. Energi termal juga akanmempromosikan elektron ke pita konduksi, sehingga dalam keramik, konduktivitasmeningkat (hambatan menurun) dengan kenaikan suhu. Beberapa keramik memiliki sifat piezoelektrik, atau kelistrikan tekan. Sifat ini merupakan bagian bahan “canggih” yang sering digunakan sebagai sensor. Dalambahan piezoelektrik, penerapan gaya atau tekanan dipermukaannya akan menginduksipolarisasi dan akan terjadi medan listrik, jadi bahan tersebut mengubah tekananmekanis menjadi tegangan listrik. Bahan piezoelektrik digunakan untuk tranduser,yang ditemui pada mikrofon, dan sebagainya. Dalam bahan keramik, muatan listrik dapat juga dihantarkan oleh ion-ion. Sifat ini dapat diubah-ubah dengan merubah komposisi, dan merupakan dasar banyakaplikasi komersial, dari sensor zat kimia sampai generator daya listrik skala besar.Salah satu teknologi yang paling prominen adalah sel bahan bakar.

d. Sifat Optik

Bila cahaya mengenai suatu obyek cahaya dapat ditransmisikan, diabsorbsi, ataudipantulkan. Bahan bervariasi dalam kemampuan untuk mentransmisikan cahaya, danbiasanya dideskripsikan sebagai transparan, translusen, atau opaque. Material yang transparan, seperti gelas,mentransmisikan cahaya dengan difus, seperti gelasterfrosted, disebut bahan translusen. Batuan yang opaque tidak mentransmisikan cahaya.Dua mekanisme penting interaksi cahaya dengan partikel dalam padatan adalahpolarisasi elektronik dan transisi elektron antar tingkat energi. Polarisasi adalahdistorsi awan elektron atom oleh medan listrik dari cahaya. Sebagai akibat polarisasi,sebagian energi dikonversikan menjadi deformasi elastik (fonon), dan selanjutnya panas.

e. Sifat kimia

Salah satu sifat khas dari keramik adalah kestabilan kimia. Sifat kimia dari permukaan keramik dapat dimanfaatkan secara positif. Karbon aktif, silika gel, zeolit, dsb, mempunyai luas permukaan besar dan dipakai sebagai bahan pengabsorb. Kalau oksida logam dipanaskan pada kira-kira 500 C, permukaannya menjadi bersifat asam atau bersifat basa. Alumina g , zeolit, lempung asam atau S 2O 2 – TiO 2 demikian juga berbagai oksida biner dipakai sebagai katalis, yang memanfaatkan aksi katalitik dari titik bersifat asam dan basa pada permukaan

f. Sifat fisik

Sebagian besar keramik adalah ikatan dari karbon, oksigen atau nitrogen dengan material lain seperti logam ringan dan semilogam. Hal ini menyebabkan keramik biasanya memiliki densitas yang kecil. Sebagian keramik yang ringan mungkin dapat sekeras logam yang berat. Keramik yang keras juga tahan terhadap gesekan. Senyawa keramik yang paling keras adalah berlian, diikuti boron nitrida pada urutan kedua dalam bentuk kristal kubusnya. Aluminum oksida dan silikon karbida biasa digunakan untuk memotong, menggiling, menghaluskan dan menghaluskan material-material keras lain.

2.6 Teknik dan Proses Pembuatan Keramik

Adapun teknik-teknik dalam proses pembuatan keramik adalah:

1. Teknik coil (lilit pilin), merupakan teknik pembuatan keramik dengan cara membuatan pilinan kecil seperti cacing.

2. Teknik tatap batu/pijat jari (pinch), merupakan cara pembuatan keramik dengan membuatan keramik dengan membuatan bulatan tanah liat yang dipijit dari tengah.

3. Teknik slab (lempengan), cara pembentukan dengan tangan langsung seperti coil, lempengan atau pijat jari merupakan teknik pembentukan keramik tradisional yang bebas untuk membuat bentuk-bentuk yang diinginkan. Bentuknya tidak selalu simetris. Teknik ini sering dipakai oleh seniman atau para penggemar keramik.

4. Teknik putar, teknik pembentukan dengan alat putar dapat menghasilkan banyak bentuk yang simetris (bulat, silindris) dan bervariasi. Cara pembentukan dengan teknik putar ini sering dipakai oleh para pengrajin di sentra-sentara keramik. Pengrajin keramik tradisional biasanya menggunakan alat putar tangan (hand wheel) atau alat putar kaki (kick wheel). Para pengrajin bekerja di atas alat putar dan menghasilkan bentuk-bentuk yang sama seperti gentong, guci dll.

5. Teknik cetak, teknik pembentukan dengan cetak dapat memproduksi barang dengan jumlah yang banyak dalam waktu relatif singkat dengan bentuk dan ukuran yang sama pula. Bahan cetakan yang biasa dipakai adalah berupa gips, seperti untuk cetakan berongga, cetakan padat, cetakan jigger maupun cetakan untuk dekorasi tempel. Cara ini digunakan pada pabrik-pabrik keramik dengan produksi massal, seperti alat alat rumah tangga piring, cangkir, mangkok gelas dll.

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

1. Pengolahan bahan

Tujuan pengolahan bahan ini adalah untuk mengolah bahan baku dari berbagai material yang belum siap pakai menjadi badan keramik plastis yang telah siap pakai. Pengolahan bahan dapat dilakukan dengan metode basah maupun kering, dengan cara manual ataupun masinal. Didalam pengolahan bahan ini ada proses-proses tertentu yang harus dilakukan antara lain pengurangan ukuran butir, penyaringan, pencampuran, pengadukan (mixing), dan pengurangan kadar air. Pengurangan ukuran butir dapat dilakukan dengan penumbukan atau penggilingan dengan ballmill. Penyaringan dimaksudkan untuk memisahkan material dengan ukuran yang tidak seragam. Ukuran butir biasanya menggunakan ukuran mesh. Ukuran yang lazim digunakan adalah 60 – 100 mesh.

Pencampuran dan pengadukan bertujuan untuk mendapatkan campuran bahan yang homogen/seragam. Pengadukan dapat dilakukan dengan cara manual maupun masinal dengan blunger maupun mixer.

Pengurangan kadar air dilakukan pada proses basah, dimana hasil campuran bahan yang berwujud lumpur dilakukan proses lanjutan, yaitu pengentalan untuk mengurangi jumlah air yang terkandung sehingga menjadi badan keramik plastis. Proses ini dapat dilakukan dengan diangin-anginkan diatas meja gips atau dilakukan dengan alat filterpress.

Tahap terakhir adalah pengulian. Pengulian dimaksudkan untuk menghomogenkan massa badan tanah liat dan membebaskan gelembung-gelembung udara yang mungkin terjebak. Massa badan keramik yang telah diuli, disimpan dalam wadah tertutup, kemudian diperam agar didapatkan keplastisan yang maksimal.

2. Pembentukan

a. Pembetukan tangan langsung

Dalam membuat keramik dengan teknik pembentukan tangan langsung, ada beberapa metode yang dikenal selama ini: teknik pijit (pinching), teknik pilin (coiling), dan teknik lempeng (slabbing).

b. Pembentukan dengan teknik putar

Secara singkat tahap-tahap pembentukan dalam teknik putar adalah: centering (pemusatan), coning (pengerucutan), forming (pembentukan), rising (membuat ketinggian benda), refining the contour (merapikan). Benda yang dapat dibuat dengan keteknikan ini adalah benda-benda yang berbentuk dasar silinder: misalnya piring, mangkok, vas, guci dan lain-lain. Alat utama yang digunakan adalah alat putar (meja putar). Meja putar dapat berupa alat putar manual mapupun alat putar masinal yang digerakkan dengan listrik.

c. Pembentukan dengan teknik cetak

Dalam keteknikan ini, produk keramik tidak dibentuk secara langsung dengan tangan; tetapi menggunakan bantuan cetakan/mold yang dibuat dari gipsum. Teknik cetak dapat dilakukan dengan 2 cara: cetak padat dan cetak tuang (slip). Pada teknik cetak padat bahan baku yang digunakan adalah badan tanah liat plastis sedangkan pada teknik cetak tuang bahan yang digunakan berupa badan tanah liat slip/lumpur. Keunggulan dari teknik cetak ini adalah benda yang diproduksi mempunyai bentuk dan ukuran yang sama persis. Berbeda dengan teknik putar atau pembentukan langsung,

3. 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. 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. Setelah tidak terjadi penyusutan, pengeringan dengan sinar matahari langsung atau mesin pengering dapat dilakukan.

4. Pembakaran

Pembakaran merupakan inti dari pembuatan keramik dimana proses ini mengubah massa yang rapuh menjadi massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran dilakukan dalam sebuah tungku/furnace suhu tinggi. Ada beberapa parameter yang mempengaruhi hasil pembakaran: suhu sintering/matang, atmosfer tungku dan tentu saja mineral yang terlibat. Selama pembakaran, badan keramik mengalami beberapa reaksi-reaksi penting, hilang/muncul fase-fase mineral, dan hilang berat (weight loss).

5. Pembakaran biscuit

Pembakaran biskuit merupakan tahap yang sangat penting karena melalui pembakaran ini suatu benda dapat disebut sebagai keramik. Biskuit (bisque) merupakan suatu istilah untuk menyebut benda keramik yang telah dibakar pada kisaran suhu 700 – 1000oC. Pembakaran biskuit sudah cukup membuat suatu benda menjadi kuat, keras, kedap air. Untuk benda-benda keramik berglasir, pembakaran biskuit merupakan tahap awal agar benda yang akan diglasir cukup kuat dan mampu menyerap glasir secara optimal.

6. Pengglasiran

Pengglasiran merupakan tahap yang dilakukan sebelum dilakukan pembakaran glasir. Benda keramik biskuit dilapisi glasir dengan cara dicelup, dituang, disemprot, atau dikuas. Untuk benda-benda kecil-sedang pelapisan glasir dilakukan dengan cara dicelup dan dituang; untuk benda-benda yang besar pelapisan dilakukan dengan penyemprotan. Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan, supaya lebih kedap air, dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai keinginan.

2.7 Jenis-Jenis Cacat Pada Permukaan Keramik

1. Cacat pada pinggiran dan sudut

Kerusakan ini terjadi apabila keramik terjadi benturan dengan benda keras sehingga menyebabkan sudut tidak terbentuk siku dengan baik dan bias pula menghasilkan gompel pada pinggiran keramik.

2. Retak

Kerusakan ini terjadi apabila pembakaran kera mik tidak sempurna ataupun kesalahan pada pencampuran bahan pembuatan keramik sehingga menyebabkan keretakan pada permukaan keramik.

3. Goresan

Kerusakan ini terjadi apabila keramik tergesek dengan permukaan yang tidak halus.

4. Lubang

Kerusakan ini terjadi apabila pembakaran keramik tidak sempurna ataupun kesalahan pada pencampuran bahan pembuatan keramik sehingga menyebabkan keretakan pada permukaan keramik.

5. Benjolan

Kerusakan ini terjadi karena pembakaran yang tidak baik sehingga terdapat udara pada keramik.

2.8 Kegunaan Keramik Dalam Berbagai Bidang

Keramik banyak digunakan dalam aktivitas sehari-hari oleh manusia. Keramik dibentuk dari pasir dan tanah liat seperti batubata, gerabah dan benda seni lainnya. Sekarang ini struktur keramik lebih baik dari yang tradisional yaitu dibuat semurni mungkin yang tahan terhadap temperatur tinggi dan mempunyai struktur yang tangguh. Dibidang sains dan teknologi, keramik sangatlah penting seperti di bidang komunikasi material ini digunakan sebagai filter dan resonator, di bidang komunikasi tanpa kabel, kamera focus automatis, dan system koreksi visi pada teleskop Hubble. Dibidang kesehatan keramik digunakan untuk perbaikan rekonstruksi dan penggantian bagian tulang dan gigi serta bagian lembut (tissue) dari tubuh, yang sekarang ini sangatlah mungkin dikembangkan menjadi bio-keramik. Bio keramik telah banyak digunakan untuk memperbaiki kualitas hidup orang banyak. Material ini didisain secara khusus seperti polycrystalline alumina atau hydroxyapatite atau partial stabilized zirconia, gelas keramik (bio-active glass) dan polyethylene-hydroxyapatite composite yang sangat baik digunakan untuk perbaikan, rekontruksi dan penggantian bagian tubuh yang rusak, seperti tulang. Sebagai contoh alumina telah digunakan selama lebih dari 20 tahun pada operasi persendian tulang (hip) karena bahan ini mempunyai koefisien gesek yang rendah (low coefficient of friction) dan mempunyai gaya geser yang minimum

Sekarang ini juga dari banyak kecelakaan di lalu lintas banyak mengakibatkan seseorang mengalami patah tulang atau lebih tragis lagi harus kehilangan anggota tubuhnya seperti kaki, tangan dan jari jemarinya. Atau juga seseorang yang mengalami kanker tulang dan diharuskan tulang itu diangkat maka untuk itu haruslah digantikan atau diperbaiki bentuknya agar tidak menimbulkan cacat yang membuat orang tersebut menjadi minder. Untuk itu dengan kemajuan ilmu, dibidang material maka semua itu dapat diatasi dengan menggantinya dengan keramik sebagai bahan alternatif pengganti baja tahan karat (stainless steel).

Berikut beberapa contoh aplikasi produk keramik:

· Produk tanah liat, seperti batu bata, pipa tanah liat, ubin, genteng, dll.

· Keramik tahan panas, keramik ini memiliki ketahanan pada suhu yang tinggi dan digunakan sebagai cetakan pengecoran logam, tungku perapian, dapur peleburan, dll

· Semen, sebagai bahan baku pembuatan beton untuk jalan maupun konstruksi.

· Perabot berwarna putih seperti china, porselin, vas, pottery, stoneware, dll.

· Kaca, sebagai bahan pembuatan kacamata, gelas, botol, jendela, bolam lampu, dll.

· Abrasif seperti aluminium oxide, silicon carbide, dll.

· Bahan bakar nuklir.

· Bio keramik sebagai bahan baku pembuatan tulang dan gigi palsu.

· Glass fiber untuk penguat plastik atau fiberglass, saluran komunikasi optik fiber, dll.

· Isolator keramik yang digunakan pada komponen transmisi listrik.

· Keramik magnetis, seperti pada memori komputer.

· Material alat potong, tungsten carbide, cubic boron nitride, aluminium oxide, dll.

2.9 Industri Keramik Di Masa Depan

Dalam bidang keramik Modern potensi dan peluang-peluang industri sangat luas sekali, bidang ini juga sangat terbuka luas untuk dipelajari. Pengembangan pembangunan dalam bidang keramik ini antara lain:

1. Keramik struktur/teknik

· Untuk pemrosesan temperatur tinggi, sel bahan bakar, penukar kalor

· Gigi palsu

· Konkrit berqualiti tinggi

· Mesin yang effisien

· Lapisan penahan keausan (wear resistance coating)

2. Komposit

· Turbin angin, struktur ringan (kipas helicopter)

· Bahan pembangunan bersekat

· Kenderaan tentera berstruktur ringan

· Kapal udara dan mobil-mobil ringan

3. Keramik bio (bioceramic)

· Penyambung tulang (hip joint)

· Gigi palsu

· Sensor bio elektronik

4. Bahan elektronik

· Konversi photo voltan

· Sensor bahan berbahaya/beracun

· IC,Substrat, kapasitor

· Sistem jalan raya “Intelligent”

5. Bahan magnetic

· Magnet kekuatan tinggi

· Magnetic resonance imaging

· Hard disc magnetic storage

· Kenderaan listriK

6. Bahan super konduktor

· Penyimpan dan pemancar power

· Diagnostic imaging of human body

· Super computer

7. Bahan optik/photonik

· Sensor/kontrol pergantian power

· Bio sensor

· System laser

· Sensor traffic

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari penjelasan di atas, maka penulis dapat menyimpulkan bahwa secara harafiah, kata keramik berasal dari bahasa Yunani yaitu keramos yang berarti tembikar (pottery) atau peralatan yang terbuat dari tanah liat melalui proses pembakaran . Berdasarkan aplikasinya keramik dibagi menjadi 2 yaitu keramik tradisional dan keramik maju (teknik). Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup suatu bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat. Keramik merupakan senyawayang tersusun atas unsur antara sifat logam dan non-logam. Struktur kristal keramik (terdiri dari berbagai ukuran atom yang berbeda atau minimal terdiri dari 2 jenis unsur) merupakan salah satu yang paling kompleks dari semua struktur bahan. Ikatan antara atom-atom ini umumnya ikatan kovalen (berbagi elektron, sehingga ikatan ini kuat) atau ion (terutama ikatanantara ion bermuatan, sehingga ikatan ini kuat). Ikatan ini jauh lebih kuat daripada ikatan logam. Dibidang sains dan teknologi, keramik sangatlah penting seperti di bidang komunikasi material ini digunakan sebagai filter dan resonator, di bidang komunikasi tanpa kabel, kamera focus automatis, dan system koreksi visi pada teleskop Hubble. Dibidang kesehatan keramik digunakan untuk perbaikan rekonstruksi dan penggantian bagian tulang dan gigi serta bagian lembut (tissue) dari tubuh, yang sekarang ini sangatlah mungkin dikembangkan menjadi bio-keramik. Bio keramik telah banyak digunakan untuk memperbaiki kualitas hidup orang banyak.

3.2 Saran

Demikianlah pokok bahasan makalah ini yang dapat kami paparkan, besar harapan kami makalah ini dapat bermanfaat untuk kalangan banyak. Karena keterbatasan pengetahuan dan referensi, Penulis meyandari makalah ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diahrapkan agar makalah ini dapat disusun menjadi lebih baik lagi dimasa yang akan datang.

DAFTAR PUSTAKA

Anggono, Juliana. 2008. Penyusutan dan Densifikasi Keramik Alumina: Perbandingan Antara Hasil Proses Slip Casting dengan Reaction Bonding, Surabaya : Universitas Kristen Petra.

Arifin, Fatahul dan Eka Satria Martomi. 2009. Keramik (Advance Ceramics) Sebagai Material Alternatif di Bidang Kesehatan. Jurnal Austenit. Volume 1. Hal 11

De Garmo, Paul. E. et al. (1997). Material dan Process in Manufacturing. New York 10002, Mac Millan Publishing Company 866 Third Avenue, New York.2.

Fujiwara, Shinji., et al. 2007. Development of New high-Purity Alumina Vol. I, Sumitomo Kagaku

http://1karangankita.blogspot.com/2016/08/contoh-makalah-keramik.html (Diakses pada hari Jumat, 29 November 2019 Jam 20.34 WIB).

https://materialengineeringranggaagung.wordpress.com/2017/07/07/320/ (Diakses pada hari Jumat, 29 November 2019 Jam 21.16 WIB).

http://teknikmesinmanufaktur.blogspot.com/2015/03/apa-itu-material-keramik-ceramic.html?m=1 (Diakses pada hari Sabtu, 30 November 2019 Jam 12.54 WIB).

http://engkeskingdom.blogspot.com/2014/08/proses-pembuatan-dan-bahan-baku-keramik.html (Diakses pada hari Sabtu, 30 November 2019 Jam 20.08 WIB).

https://mazgun.wordpress.com/2008/09/26/proses-pembuatan-keramik/ (Diakses pada hari Sabtu, 30 November 2019 Jam 20.30 WIB)

Ichinose, N.1987.Introduction to Fine Cceramics: Application in Engineering.Chichester: John Wi.

Johnson, William B. and Alan S. Nagelberg. 1995. Phase Diagram in advancem ceramics : Aplication of Phase to the Produsction of Advance Composite, Delware : Academic Press Inc.

Ramlan, et al. 2007. Pembuatan Keramik Beta Alumina (Na2O-Al2O3) dengan Aditif MgO dan Karakterisiasi Sifat Fisis serta Struktur Kristalnya, Vol 7 No. 1, Juni. Serpong: Jurnal Fisika Himpunan Fisika Indonesia Publishing.

Sari, Nasmi Herlina. 2018. Material Teknik.Yogyakarta: Deepublish.

Widi, Restu K. 2018. Pemanfaatan Material Anorganik: Pengenalan dan Beberapa Inovasi di Bidang Penelitian. Yogyakarta: Deepublish.

Link Video Mengenai Keramik