industri keramik

TUGAS

PROSES INDUSTRI KIMIA II

DISUSUN OLEH :

TRI ANGGRAINI         (12 2010 017)

DOSEN PENGASUH :

NETTY HERAWATY, ST .MT

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMbang

Fakultas teknik

Jurusan teknik kimia

 

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Kamus dan ensiklopedi tahun 1950-an mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng, porselin, dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat.

 Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semuabahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat.Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal dan kimia dibandingkan elemennya. Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah felspard, ball clay, kwarsa, kaolin, dan air. Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur kristal, komposisi kimia dan mineral bawaannya. Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada lingkungan geologi dimana bahan diperoleh. Secara umum strukturnya sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas. Kurangnya beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek.

Di samping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.

1.2    Tujuan

Makalah ini perlu diaplikasikan oleh para pengrajin keramik di Indonesia untuk ketergantungan penggunaan bahan baku keramik yang tidak bisa dipasok dari lokal yakni bahan bahan yang diimpor dari luar negeri terutama dari Cina dan Eropa.

1.3    Manfaat

Keramik dinilai dari propertinya. Kegunaan keramik beragam disesuaikan dengan kemampuan dan daya tahannya. Keramik dengan properti elektrik dan magnetik dapat digunakan sebagai insulator, semikoncuktor, konduktor dan magnet. Keramik dengan properti yang berbeda dapat digunakan pada aerospace, biomedis, konstruksi bangunan, dan industri nuklir.

BAB II

TEORI

2.1. Penggolongan Keramik

Secara prinsip keramik terbagi atas keramik tradisional dan keramik halus. Keramik tradisional dibuat dengan menggunakan bahan alam seperti kuarsa, kaolin dan lain-lain. Yang termasuk keramik tradisional adalah : barang pecah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industry (refractory). Keramik halus atau fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic, engineering ceramic, technical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti : oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO, dll). Penggunaannya : elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis.

Salah satu produk keramik yaitu keramik putih. Whiteware atau keramik putih adalah nama umum yang diberikan untuk produk keramik yang biasanya berwarna putih dan mempunyai tekstur (jaringan) halus. Keramik ini dibuat dari bahan dasar lempung kualitas terpilih dan fluks dalam jumlah bervariasi yang dipanaskan pada suhu cukup tinggi (1200 – 1500 oC) di dalam tanur (kiln). Oleh karena jumlah dan macamnya fluks beragam, terdapat pula keragaman dalam tingkat vitrifikasi di antara keramik putih ini, mulai dari keramik tanah sampai pada keramik cina ke kaca.

Keramik tanah (earhware) atau kadang disebut barang pecah belah semi ke kaca (semivitreous dinnerware), adalah keramik berpori dan tidak transluen dengan glasir lunak. Sedangkan keramik cina (chinaware) atau keramik vitrifikasi transluen dengan glasir sedang dan tahan terhadap abrasi (pengikisan) tertentu. Keramik cina ini digunakan untuk tugas nonteknik.

Keramik industri dibuat dari bubuk yang telah diberi tekanan sedemikian rupa kemudian dipanaskan pada temperatur tinggi. Berbeda dengan keramik tradisional, sebagian besar keramik industry dibentuk dari bubuk kimia khusus seperti silicon karbida, alumina dan barium titanate. Material yang digunakan untuk membuat keramik ini biasanya digali dari perut bumi dan dihancurkan hingga menjadi bubuk. Produsen seringkali memurnikan bubuk ini dengan mencampurkannya dengan suatu larutan hingga terbentuk endapan pengotor.

Kemudian endapan tadi disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan impuritis dan air. Hasilnya, bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran sekita 1 mikrometer (0.0001 centimeter). Setelah pemurnian, biasanya ditambahkan sedikit wax (lilin) untuk melekatkan bubuk keramik agar mudah dibentuk. Plastik juga dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu. Bubuk tersebut dapat dibentuk berbeda-beda dengan beragam proses pembentukan (molding). Proses molding ini diantaranya slip casting (proses pelubangan keramik), pressure casting (bubuk keramik dituangkan pada cetakan dan diberi tekanan hingga menjadi lapisan solid keramik), injection molding (pembuatan objek keramik), dan extrusion (untuk pemotongan bentuk keramik menjadi pipa keramik, ubin atau bata modern).
Keramik dinilai dari propertinya, termasuk juga keramik industri.

Kegunaan keramik beragam disesuaikan dengan kemampuan dan daya tahannya. Keramik dengan property elektrik dan magnetic dapat digunakan sebagai isolator, semikonduktor, konduktor dan magnet. Keramik dengan properti berbeda dapat digunakan pada aerospace, biomedis, konstruksi bangunan dan industry nuklir.

Dalam pengembangan proses pembuatannya, biasanya terdapat beberapa permasalahan seperti temperatur tidak bisa naik seperti yang diinginkan, hasil bakar tidak sesuai dengan temperatur yang sebenarnya, hasil bakar terlihat agak hitam, dan kendala lainnya. Dan untuk mendapatkan hasil pembakaran keramik yang baik, dan memperpendek waktu pembakaran.

Untuk mengatasi temperatur yang tidak bisa naik, dilakukan pelebaran cerobong tungku dan dilengkapi penutup cerobong yang bisa diatur (demper), memberbesar lubang dasar tungku yang menuju cerobong, dan memperbesar lubang burner. Untuk hasil bakar yang gosong, dilakukan dengan memperbesar lubang angin, bahan bakar ditambah dan lubang oksigen diperbesar, memperhatikan jarak keramik dengan api, dan penambahan waktu lebih lama khusus pada saat mencapai temperatur tinggi.

2.2. Sifat Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan jenis keramik adalah britle atau rapuh, hal ini dapat kita lihat pada keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah, gelas, kendi, gerabah dan sebagainya, coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik bandingkan dengan piring dari logam, pasti keramik mudah pecah, walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu, terutama jenis keramik hasil sintering, dan campuran sintering antara keramik dengan logam.

Sifat lainya adalah tahan suhu tinggi, sebagai contoh keramik tradisional yang terdiri dari clay, flint dan feldfar tahan sampai dengan suhu 1200oC, keramik engineering seperti keramik oksida mampu tahan sampai dengan suhu 2000oC. kekuatan tekan tinggi, sifat ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang keramik terus berkembang.

2.3. Bahan Baku Keramik

Bahan baku keramik maju (advance ceramic / engineering ceramic) biasanya berupa serbuk yang telah mengalami proses sedemikian rupa sehingga mudah untuk diproses lanjut (ditekan, disintering dan dipoles) Tentunya untuk mendapatkan kualitas keramik yang tinggi memerlukan pemrosesan tertentu tidak hanya bahan baku yang handal.

a.        Serbuk Keramik Silikat

1.    Efek Domino pada Pemrosesan Keramik

Sesuai dengan sifat alami keramik, bahan baku keramik yang digunakan untuk produksi mempunyai banyak kendala yang mempengaruhi pada sifat akhir benda jadi dibandingkan dengan kelompok bahan lain misal logam atau polimer. Hal ini dikarenakan tidak terdapat tahapan penghalusan lanjut untuk keramik, tidak seperti logam (peleburan – pembekuan – deformasi plastik). Pada dasarnya, “apa yang masuk – itulah yang keluar”.

Semua ketidak-sempurnaan pada bahan baku diperbanyak kedalam pembesaran ketidak-sempurnaan dalam produk yang disinter. Efek domino ini menekankan ketergantungan dari sifat akhir produk keramik dalam karakteristik semua tahapan pemrosesan, dan secara umum dalam karakteristik bahan baku, secara harfiah bila terdapat kesalahan dalam satu tahap pemrosesan keramik maka akan mempengaruhi secara nyata hasil akhir keramiknya.

2.    Mineralogi Keramik

Keramik secara tradisional berdasar pada mineral oksida, atau mineral-mineral lain dimana dapat berubah menjadi oksida-oksida luluh, seperti hidroksida, karbonat, sulfida, halida, phospatat dll. Mineral-mineral ini merupakan gabungan dari sebagian besar unsur yang ada dipermukaan bumi ini. Bagaimanapun juga, berkenaan dengan keunggulan oksigen dalam kerak bumi, hampir setengah unsur yang telah dikenali terjadi secara normal sebagai oksida, biasanya oksida kompleks seperti silikat. Struktur silikat meliputi sejumlah besar  unsur-unsur dalam tabel periodik.

Deret unsur-unsur relatif besar dimana sering terdapat dalam keramik meliputi: O, Al, Si, Ca, Mg, Ti, Na, K. Hal ini menarik untuk dicatat, bahwa beberapa keramik penting menunjukkan konsentrasi yang agak tinggi pada air laut. Sungguh, sebagian besar MgO dengan kemurnian tinggi (suatu bahan tahan api yang penting) sekarang ini disediakan dari air laut. Bagaimanapun juga, sebagian besar mineral penting dalam keramik berasal dari transformasi batu beku dari perapian (igneous rock), seperti halnya granit atau basal dimana kristal terbentuk dari magma. Batu-batu ini adalah silikat kompleks, dimana komposisi dapat menggambarkan kandungan dari oksida biner sederhana seperti silika, alumina,alkali dll.

Silika, oksida yang relatif besar di Bumi (62% berat dari kerak kontinental Bumi) adalah dasar dari klasifikasi ini. Batu dengan proporsi SiO2 yang tinggi (dan biasanya mengandung alumina yang tingi – dimana merupakan komponen kedua terbesar di kerak Bumi, mengandung 16% berat) dikenal dengan nama asidik (acidic), dan dengan silika rendah (dan biasanya mengandung magnesia yang tinggi {[3,1% dari kerak bumi] dan/atau kalsia [5,7% dari kerak bumi]): didefinisikan sebagai dasar. Alumina agak tidak umum dalam batuan dasar, dan sebaliknya: magnesia adalah tidak umum dalam batuan asidik. Hal ini sangat menguntungkan untuk produksi bahan tahan api khususnya: kontaminasi silang dari batuan dasar dan asidik akan menyebabkan kehilangan ketahanan api yang signifikan, yaitu secara signifikan menurunkan titik lebur yang mengkontaminasi bahan.

Kristalisasi dari batuan beku dari perapian menjadikan formasi dari silikat dan mineral-mineral lain penting dalam pemrosesan keramik. Istimewanya, hal ini dipercaya dimana kerusakan dari beberapa silikat, diikuti dengan sedimentasi, membentuk formasi mineral tanah liat.

Bahan baku dasar untuk keramik tradisional termasuk lempung, silika SiO2, dan Fledspars (K, Na) AlSi3O8, dan beberapa industri kimiawi lain. Tidak ada mineral-mineral yang digunakan dalam pemrosesan tradisional keramik dapat diperlakukan sebagai “komposisi tetap”. Yaitu, mereka tidak mempunyai komposisi yang diberikan oleh formula kimia. Sebagai contoh, kandungan silika pada lepung Kaolin secara umum bervariasi pada 45% berat sampai 50% berat, dan alumina 35 % berat sampai 40% berat. Keseimbangan dipengaruhi oleh komponen yang mudah menguap (air dan organiks), dari 10% berat sampai 15% berat. Jumlah ini dapat dibandingkan dengan formula kimiawi ideal dari mineral-mineral silikat terpilih berikut:

v  Mineral formula kimia ideal :

v  Kaolinit  Al2(Si2O5)(OH)4

v  Halosit  Al2(Si2O5)(OH)4 2H2O

v  Monmorilonit (Al1,67 Na0,33 Mg0,33)(Si2O5)2(OH)2

v  Mika  Al2K(Si1.5Al0,5)2 (OH)2

v  Ilit  Al 2-xMgxK-1-x-y(Si1,5-yAl0.5+YO5)2(OH)2

3.    Pemrosesan Mineral

Teknik modern dan keramik unggul membutuhkan serbuk kemurnian tinggi dimana akan sangat menguntungkan dan mempunyai karakteristik tertentu (keuntungan dijabarkan dalam seluruh proses penggilingan (milling) dan klasifikasi prosedur serbuk keramik). Salah satu kemungkinan klasifikasi dari bahan baku keramik berhubungan dengan teknik pemrosesan maju/unggul yaitu:
Mineral mentah (crude minerals): tanah liat (gerabah, ubin, bola, bentonit), serpihan, bauksit mentah, kianit mentah.

Mineral Industri: bola lempung dimurnikan, kaolin, bentonit dimurnikan, piropilit, talek, feldspar, nepelin syenit, wolastonit, spodumen, pasir kaca, batu api tembikar (potter’s flint), kianit, bauksit, sirkon, rutil, bijih krom, kaolin kalsinasi, dolomit, dan banyak lagi

Industri Kimia: alumina kalsinasi (dari proses Bayer), magnesia kalsinasi (dari air laut), alumina fusi, magnesia fusi, silikon karbida (proses Acheson), abu soda, barium karbonat, titania, titaniat kalsinasi, oksida besi, ferit kalsinasi, sirkonia kalsinasi stabil, pigmen sirkonia, pigmen sirkon kalsinasi.

Operasi peremukan dan penggerindaan awal pada deposit mineral ditujukan membebaskan komponen yang tidak dikehendaki (ketidak-murnian, organik) dengan menempatkan dan/atau pemisahan magnetik, dan pengumpulan partikel-halus mineral murni (misal lempung) dengan pengambangan (floating).

Secara alami, lempung hasil proses mempunyai variasi yang lebar dalam komposisi dan ukuran partikel, tergantung pada lokasi dan pemrosesan mineral. Sebagai contoh, salah satu pencemar yang paling tidak dikehendaki dalam kaolin adalah oksida besi, dimana akan secara efektif menghitamkan barang yang putih. Kaolin Georgia kualitas tinggi dikenal akan kemurniannya (rendah besi) dan sifat perapian putih bagus. Bola lempung pada umumnya lebih banyak mengandung bahan organik (menunjukkan “hilangnya” permulaan dalam diagram komposisional) dan lebih plastik.

b.        Serbuk Keramik Maju

1.    Serbuk Keramik Maju: Proses Bayer untuk alumina

Proses ini berdasarkan pada reaksi dapat balik (reversible) dari aluminium hidroksida dengan sodium hidroksida. Serbuk alumina menunjukkan ~ 10% dari industri pemrosesan aluminium.

2.    Serbuk Keramik Maju: Sirkonia dari Pasir Sirkon

Pasir sirkon (ZrSiO4) adalah suatu bijih sirkonia biasa, ditambang pada skala besar di Brasil dan Australia. Proses produksi Sirkonia keluar dari sirkon mirip dengan proses pada alumina.

Bahan Baku Keramik lainnya

Terdiri atas 3 macam (triaxial)

v  Tanah liat (clay)

v  Pasir

v  Feldspar

Bahan baku tanah liat (clay)

Kandungan utama :

v  Kaolinite (Al2O3.2SiO2.2H2O)

v  Montmorillinote

v  Illite

v  Halloysite

Perbedaan kandungan tanah liat memberikan sifat yang berbeda-beda:

Sifat tanah liat yang penting untuk pembuatan keramik :

§  Plastisitas : kemampuan untuk dibentuk tanpa mudah retak

§  Fusibilitas : kemampuan untuk dilebur

§  Bahan baku pasir (kwarsa)

§  Fungsi : sebagai bahan non plastik

Kalau penambahan terlalu banyak, silikat dalam pasir menyebabkan keretakan pada waktu pembakaran,

Bahan baku feldspar

Fungsi             :           Sebagai bahan pengikat

Menurunkan temperatur pembakaran

Jenis-jenis feldspar

§  K-feldspar

§  Na-feldspar

§  Ca-feldspar

2.4.  Bahan Galian Industri Keramik

2.4.1. Kaolin

Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material lempung dengan kandungan besi yang rendah, dan umumnya berwarna putih atau agak keputihan. Kaolin mempunyai komposisi hidrous alumunium silikat (2H2O.Al2O3.2SiO2), dengan disertaimineral penyerta. Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku felspartik. Endapan kaolin ada dua macam, yaitu: endapan residual dan sedimentasi.

Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah kaolinit, nakrit, dikrit, dan halloysit (Al2(OH)4SiO5.2H2O), yang mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk endapan tersendiri. Sifat-sifat mineral kaolin antara lain, yaitu: kekerasan 2 – 2,5, berat jenis 2,6 – 2,63, plastis, mempunyai daya hantar panas dan listrik yang rendah, serta pH bervariasi. 7.2.2.

Felspar Sebagai mineral silikat pembentuk batuan, felspar mempunyai kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur tetraheral lainnya. Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut seperti penggantian silikon oleh aluminium.

Terlepas dari bentuk strukturnya, apakah triklin atau monoklin, felspar secara kimiawi dibagi menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8), natrium felspar (NaAlSi3O8), kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium felspar (Ba Al2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar.

Plagioklas merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi komposisi natrium felspar dan kalsium felspar. Plagioklas felspar hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar (lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara mikroskopis. Sifat optis yang progresif sejalan dengan berubahnya komposisi mineralogi memudahkan dalam identifikasi mineral-mineral felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut.

Na-plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit, sienit). Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti diorit sedangkan labradorit, bitownit dan anortit biasanya sebagai komponen batuan basa (gabro) dan anortosit.

Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan berdasarkan suhu ristalisasinya, mulai dari sanidin (suhu tinggi), ortoklas, mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah). Keempat mineral mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 .  Ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit, selain itu ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada batuan sedimen.

Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup melimpah. Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O)> 10%. Selain itu, material pengotor oksida besi, kuarsa, oksida titanium dan pengotor lain yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin. Felspar dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan felspar olahan untuk keperluan industri tertentu.

Mineral ikutannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi yang ditentukan. Industri keramik halus dan kaca/gelas merupakan dua industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan, terutama yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah.

2.4.2. Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan. Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama, seperti kuarsa dan feldspar.

Hasil pelapukan kemudian tercuci dan terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai, danau atau laut. Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2, CaO, MgO, dan K2O, berwarna putih bening atau warna lain bergantung pada senyawa pengotornya, kekerasan 7 (skala Mohs), berat jenis 2,65, titik lebur 17150C, bentuk kristal hexagonal, panas sfesifik 0,185, dan konduktivitas panas 12 – 1000C.

Dalam kegiatan industri, penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas, baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan. Sebagai bahan baku utama, misalnya digunakan dalam industri gelas kaca, semen, tegel, mosaik keramik, bahan baku fero silikon, silikon carbide bahan abrasit (ampelas dan sand blasting). Sedangkan sebagai bahan ikutan, misal dalam industri cor, industri perminyakan dan pertambangan, bata tahan api (refraktori), dan lain sebagainya.

2.5. Keramik Berbahan Dasar Lempung

2.5.1. Gerabah (Earthenware)

 Dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000°C. Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh, kasar dan masih berpori. Agar supaya kedap air, gerabah kasar harus dilapisi glasir, semen atau bahan pelapis lainnya. Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin. Bata, genteng, paso, pot, anglo, kendi, gentong dan sebagainya termasuk keramik jenis gerabah. Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya.

2.5.2. Keramik Batu (Stoneware)

Dibuat dari bahan lempung plastis yang dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi (1200°-1300°C). Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus dan kokoh, kuat dan berat seperti batu. Keramik jenis termasuk kualitas golongan menengah.

2.5.3. Porselin (Porcelain)

 adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat dari bahan lempung murni yang tahan api, seperti kaolin, alumina dan silika. Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa tembus cahaya, maka sering disebut keramik putih. Pada umumnya, porselin dipijar sampai suhu 1350°C atau 1400°C, bahkan ada yang lebih tinggi lagi hingga mencapai 1500°C. Porselin yang tampaknya tipis dan rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan

teksturnya rapat serta keras seperti gelas. Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi. Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus, disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan kelembutan khas porselin. Juga bahannya sangat peka dan cemerlang terhadap warna-warna glasir.

2.5.4. Keramik Baru (New Ceramic)

Adalah keramik yang secara teknis, diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil, listrik, konstruksi, komputer, cerobong pesawat, kristal optik, keramik metal, keramik multi lapis, keramik multi fungsi, komposit keramik, silikon, bioceramic, dan keramik magnit. Sifat khas dari  material keramik jenis ini disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan, tahan gesek, tahan panas, tahan karat, tahan suhu kejut seperti isolator, bahan pelapis dan komponen teknislainnya Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik. Contoh bahan mentah keramik alam seperti kaolin, lempung, felspar, kuarsa, pyrophillit dan sebagainya. Sedangkan bahan keramik buatan seperti mullit, SiC, Borida, Nitrida, H3BO3 dan sebagainya.

Bahan mentah keramik digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu :

1. Bahan Pengikat, Contoh : kaolin, ball clay, fire clay, red clay

2. Bahan Pelebur, Contoh : felspar, kapur

3. Bahan Pengisi, Contoh : silika, grog (samot)

4. Bahan Tambahan, Contoh : water glass, talk, pyrophillit

5. Bahan Mentah Glasir. (Bahan yang membuat lapisan gelas pada permukaan benda keramik setelah melalui proses pembakaran pada suhu tertentu), diantaranya adalah :

• bahan mengandung SiO2 - pasir kuarsa - lempung – felspar
• bahan mengandung oksida basa - potas felspar - batu kapur - soda abu·
• bahan mengandung Al2O3 - kaolin – felspar
• bahan tambahan
• bahan pewarna, Contoh : senyawa cobalt, senyawa besi, senyawa nikel, senyawa chrom dan sebagainya.
• bahan perekat, Contoh : gum
• bahan penutup, Contoh :oksida sirkon, oksida seng
• bahan pelebur, Contoh : asam borat, borax, Na2CO3, K2CO3, BaCO3 ,Pb3O4
• bahan opacifer : SnO2, ZrO dan sebagainya .

2.6. Jenis-Jenis Industri Keramik

Industri keramik tradisional :

·         Produk tanah liat dan industri silika

Industri keramik modern :

·         Produk-produk tahan panas, tahan tekanan tinggi, tahan terhadap korosi
Jenis-jenis keramik (dasar : derajat vitrifikasi/derajat pengu- rangan pori dan temperatur pembakaran)

·         Keramik putih (white wares)

Dibakar pada suhu rendah dengan jumlah fluks dan derajat vitrifikasi yang berlainan
Contoh :

§  Earthen ware : bahan lantai teraso, berpori

§  China ware

§  Porcelain : porselin gigi

§  Sanitary ware

§  Stone ware : porselin tradisional

§  Whiteware tiles : ubin keramik

·         Keramik bangunan (structured clay product)

Dibakar pada suhu rendah dengan jumlah fluks yang tinggi dan derajat vitrifikasi rendah
Contoh :

§  Building brick

§  Face brick

§  Teracota

§  Sewerpipe

§  Draintile

·         Refraktori (refractories)

Dibakar pada suhu tinggi dengan sedikit fluks, derajat vitrifikasi rendah
Contoh :

§  Fire brick

§  Magnesite brick

§  Aluminium silikat

§  Olivine product

§  Enamel (enamels)

Dibakar pada suhu sedang dengan jumlah fluks banyak derajat vitrifikasi tinggi.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1.  Pembuatan & Dekorasi Keramik

3.1.1.      Cara Pembuatan

Ada beberapan cara atau teknik pembuatan keramik, yaitu :

a. Teknik coil (lilit pilin)

b. Teknik tatap batu/pijat jari

c. Teknik slab (lempengan)

Cara pembentukan dengan tangan langsung seperti coil, lempengan atau pijat jarimerupakan 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.

d. 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 bentukbentuk yang sama seperti gentong, guci dll

e. 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 Disamping cara-cara pembentukan diatas, para pengrajin keramik tradisonal dapat membentuk keramik dengan teknik cetak pres, seperti yang dilakukan pengrajin genteng, tegel dinding maupun hiasan dinding dengan berbagai motif seperti binatang atau tumbuh-tumbuhan.

3.1.2 Beberapa Teknik Dekorasi Yang Dapat Diterapkan Pada Benda keramik  

a. Dekorasi ukir

Dilakukan pada keramik halus maupun keramik tradisional dengan menggunakan pahat ukir seperti yang dilakukan pada media kayu.

b. Dekorasi toreh

Dilakukan dengan menggunakan benda tajam seperti pisau Torehan-torehan tersebut membentuk motif-motif sesuai dengan yang diinginkan seperti garis-garis maupun relung-relung.Biasa dijumpai pada pengrajin keramik tradisional di Lombok yang diterapkan pada gentong, kendi dan piring.

c. Dekorasi melubangi

Dilakukan dengan cara melubangi bagian-bagian yang ingin dihias dengan

menggunakan pipa logam yang dipotong miring.Dekorasi semacam iniditerapkan

pada barang-barang seperti tempat lilin dan kap lampu.

d. Dekorasi stempelan/cap

Teknik stempelan/cap dapat diterapkan pada keramik dengan menekankan sebuah stempelan pada permukaan benda keramik. Stempelan bisa dibuat dari kayu, logam, gips, atau menggunakan tanah yang dibakar.

e. Dekorasi tempel

Dilakukan dengan menempelkan motif-motif tertentu yang dibuat dari cetakan atau dibuat langsung dengan tangan.

f. Dekorasi lukis

Dekorasi teknik lukis baik lukis on glaze (diatas glasir) maupun under glaze (dibawah glasir) diterapkan pada benda keramik dengan cara melukis di atas benda keramik yang sudah diglasir maupun sebelum diglasir dengan menggunakan pewarna khusus keramik, dengan penyelesaian akhir dibakar pada temperatur ± 800°C. Teknik dekorasi lukis ini tidak menutup kemungkinan untuk diterapkan pada keramik tradisional, namun bahan pewarna yang digunakan berbeda dengan keramik halus. Bahan pewarna yang dipakai adalah seperti cat paragon, asturo yang tidak dibakar lagi.

g. Dekorasi sablon dan Dekorasi stiker

 Khusus teknik sablon dan teknik stiker tidak dapat diterapkan pada keramik tradisional, akan tetapi hanya dapat diterapkan pada keramik halus (stone ware) dan porselin sebab keramik tradisional mempunyai porositas yang tinggi sehingga penyerapan warna tidak bagus. Demikian juga, bahan yang digunakan tidak cocok untuk body keramik tradisional, seperti pewarna kusus keramik, medium dll. Teknik ini dapat dilakukan dengan menyablon langsung di atas benda keramik atau dengan membuat stiker terlebih dahulu kemudian ditempelkan pada permukaan benda keramik. Teknik sablon langsung hanya dapat diterapkan pada benda-benda keramik yang mempunyai permukaan datar seperti pada tegel sebab alat yang digunakan berupa screen segi empat dengan permukaan mendatar dan langsung bersentuhan dengan permukaan benda keramik. Sedangkan teknik stiker dapat diterapkan pada semua jenis permukaan teknik sablon dan stiker sama halnya dengan teknik lukis dengan penyelesaian akhir dibakar pada temperatur + 800°C.

3.2.  Alat- alat pada Industri Keramik

                                                     

                                                    

Pemotong keramik                                                      Pemecah keramik

                                                                   

Pembuat keramik                                              Pemutar keramik/ meja putar

3.3.  Pembentukan Keramik

Material yang digunakan untuk membuat keramik ini biasanya di gali dari perut bumi dan di hancurkan hingga menjadi bubuk. Produsen sering sekali memurnikan bubuk ini dengan mencampurkannya dengan suatu larutan hingga terbentuk endapan pengotor. Kemudian endapan tadi di saring dan bubuk material keramik di panaskan untuk menghilangkan impuritis dan air. Hasilnya, bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi danberukuran sekitar 1 mikrometer (0.0001 centimeter).

            Setelah pemurnian, sedikit wax(lilin) biasanya ditambahkan untuk memekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk. Plastik juga dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu. Bubuk tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses pembentukan (molding). Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting, pressure casting, injection molding dan extruction. Setelah dibentuk, keramik kemudian dipanaskan dengan proses yang dikenal dengan nama densifikasi (densification) agar material yang terbentuk lebih kuat dan padat.

Beberapa proses pembentukan keramik :

1. Slip Casting. Slip Casting adalah proses untuk membuat keramik yang berlubang. Proses ini menggunakan cetakan dengan dinding yang berlubang-lunagng kecil dan memanfaatkan daya kapilaritas air.
2. Pressure Casting. Pada proses ini, bubuk keramik dituangkan pada cetakan dan diberi tekanan. Tekanan tersebut membuat bubuk keramik menjadi lapisan solid keramik yang berbentuk seperti cetakan.
3. Injection Molding. Proses ini digunakan untuk membuat objek yang kecil dan rumit. Metode ini menggunaan piston untuk menekan bubuk keramik melalui pipa panas masuk ke cetakan. Pada cetakan tersebut, bubuk keramik didinginkan dan mengeras sesuai dengan bentuk cetakan. Ketika objek tersebut telah mengeras, cetakan dibuka dan bagian keramik dipisahkan.
4. Extrusion. Extrusion adalah proses kontinu yang manama bubuk keramik dipanaskan didalam sebuah tong yang panjang. Terdapat baling-baling yang memutar dan mendorong material panas tersebut kedalam cetakan. Karena prosesnya yang kontinu, setelah terbentuk dan didinginkan, keramik dipotong pada panjang tertentu. Proses ini digunakan untuk membuat pipa keramik, ubin dan bata modern.

3.4.   Densifikasi

Proses densifikasi menggunakan panas yang tinggi untuk menjadikan sebuah keramik menjadi produk yang keras dan padat. Setelah dibentuk, keramik dipanaskan pada tungku (furnace) dengan temperatur antara 1000 sampai 1700 C. Pada proses pemanasan, partikel-partikel bubuk menyatu dan memadat. Proses pemadatan ini menyebabkan objek keramik menyusut hingga 20 persen dari ukuran aslinya. Tujuan dari proses pemanasan ini adalah untuk memaksimalkan kekerasan keramik dengan mendapatkan struktur internal yang tersusun rapih dan sangat padat.

3.5.  Macam macam teknik pembakaran keramik

3.5.1 Anagama

          Anagama adalah teknik pembakaran tertua di jepang, yakni sekitar setengah abad yang lalu. Hasil dari teknik ini adlah kesan natural dari corak  permukaan keramik yang bercorak abu.Kesan natural itulah yang disanjung oleh para seniman keramik dunia.Anagama biasanya terdiri 1 lorong panjang dengan tungku disalah satu ujung dan cerobong asap diujung lainnya.Bisany anagma dibangun dilereng.Waktu pembakarannya bervariasi mulai dari sehari sampai beberapa minggu.Ada beberapa jenis desain anagama, tidak hanya dapat kita jumpai dijepang namun dibenua lain.selain desain yang berbeda,metode pembakaran dan penungkuannya juga berbeda.tidak ada metode pembkaran sederhana yang sama persis,kecuali cara pembakaran menggunakan media listrik.

3.5.2 black firing

          Black firing adalah salah satu teknik “primitif” pembakaran keramik.Teknik ini menggunakan suhu 10000C yang dihailkan dari gas yang dibuat secara tradisional (bio Gas) desain tugku terdiri dari tumpukan batubata yang direkatkan dengan tanah liat tahan api.Pada saat pembakaran ditambahkan gula dengan jumlah yang banyak melalui pintu tungku . Pembangkaran gula tersebut menghasilkan karbon yang menghasilkan motif menarik pada permukaan keramik dengan warna dominan hitam,waktu pembakaran sekitar 5 jam dengan suhu yang stabil.setelah itu keramik dibiarkan mengering dan diambil keesokan harinya.

3.5.3 Pit Firing

          Teknik pembakaran ini ditemukan secara tidak sengaja yakni pada saat penggunaan api unggun tanah liat yang ikut terbakar dan menjadi keras .Teknik pembakaran ini dilakukan didalam kubngan tanah dimana bagian bawah kubangan tersebut diisi oleh tumpukan kayu,ranting,atau rumput kering.Keramik mentah ditempatkan diatas tumpukan tersebut

          Dan tumpukan kayu,ranting,dan kotoran disusun disamping keramik mentah sampai membentuk gundukan yang menutupi keramik dan kemudian dibakar.Menjelang akhir proses pembakarankeramik ditimbun dngan pasir untuk mengurangi kontaminasi oksigen bebas ditumpikn pasir yang bisa merusak keramik.tumpukan pasir dibuka setelah 3 hari.tidak semua bahan keramik cocok mennggunakan teknik ini,tanah liat ,merah adalah bahan paling cocok menggunakan teknik ini.

3.5.4 Raku

          Teknik ini berasal dari jepang , mulai dikenal mulai abad ke 16 .Fungsi gerabah ( raku ) itu sendiri biasanya digunakan pada acara tradisional minum teh dijepang.pembuatannya menngunakan bara apai kecil,dimana keramik mentah dibakar secara cepat pada temperatur panas ( sedang ), dan kemudian keramik dapat segera diambil dari tungku pembakaran,Cara ini dapat mengurangi penggunaan bahan bakar serbuk kayu,koran,dan bahan bakar lainnya.Hiasan raku cenderung bermotif sederhana.Teknik ini paling banyak diminati pada saat demontrasi pembuatan keramik pada acara festival keramik.

3.6. Kegunaan Keramik Industri

Beberapa contoh penggunaan keramik industri:

• Peralatan yang dibuat dari alumina dan silikon nitrida dapat digunakan sebagai pemotong, pembentuk dan penghancur logam.
• Keramik tipe zirconias, silikon nitrida maupun karbida dapat digunakan untuk saluran pada rotorturbocharger diesel temperatur tinggi dan Gas-Turbine Engine.
• Keramik sebagai insulator adalah aluminum oksida (AlO3). Keramik sebagai semikonduktor adalah barium titanate (BaTiO3) dan strontium titanate (SrTiO3). Sebagai superkonduktor adalah senyawa berbasis tembaga oksida.
• Keramik dengan campuran semen dan logam digunakan untuk pelapis pelindung panas pada pesawat ulang-alik dan satelit.
• Keramik Biomedical jenis porous alumina digunakan sebagai implants pada tubuh manusia. Porous alumina dapat berikatan dengan tulang dan jaringan tubuh.
• Butiran uranium termasuk keramik yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga nuklir. Butiran ini dibentuk dari gas uranium hexafluorida (UF6).
• Keramik berbasis feldspar dan tanah liat digunakan pada industri bahan bangunan.
• Keramik juga digunakan sebagai coating (pelapis) untuk mencagah korosi. Keramik yang digunakan adalah jenis enamel. Peralatan rumah tangga yang menggunakan pelapisan enamel ini diantaranya adalah kulkas, kompor gas, mesin cuci, mesin pengering.

3.7    Aspek Ekonomi

Produk keramik banyak dipakai olehindustri lain (metalurgi, mesin, automotive, bangunan, arsitektur dll) Konsumen langsung (ubin, peralatan makan, minum dll)

KHUSUS !!! ubin keramik disusun 3 lapis

BAB IV

PENUTUP

4.1.  Kesimpulan

Dari makalah diatas dapat ditulis kesimpulan bahwa keramik merupakan suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang terbakar seperti gerabah, genteng dll. Tetapi dapat diartikan juga semua bahan yang berbentuk padat yang mempunyai sifat yang rapuh hal ini dapat dilihat dari jenisnya dan sifat yang lainnya tahan terhadap suhu tinggi . alat dan produk yang digunakan pada keramik seperti kaolin, pasir kwarsa dan air.

Pada kesimpulan ini kita dapat mengetahui cara membedakan keramik kelas atas dan menengah disini dapat dilihat dari harga, ukuran , motif dan juga proses pembuatan keramik tersebut dengan cara tradisional karena bahan baku mempengaruhi proses dan teknik pembuataannya. Jika dibuat pada temperature rendah maka sifatnya akan mudah rapuh dan terlihat pori-pori besar . keramik yang dibakar dengan open akan lebih bagus hasilnya dibandingkan dengan api unggun.

4.2. Lampiran

Gambar 1. Teknik pembentukan keramik secara tradisional

Gambar 2. Pembuatan motif keramik industri

Gambar.3 Bentuk gerabah

 

Gambar.4. Jenis keramik modern

 

DAFTAR PUSTAKA

1.        Ceramics. Microsoft® Student 2009. Redmond, WA: Microsoft Corporation, 2008.
http://www.ceramicindustry.com

2.        http://id.wikipedia.org/wiki/Keramik

3.        http://id.wikipedia.org/wiki/Keramik_putih

4.        http://majarimagazine.com/2009/03/pembuatan-keramik-industri/

5.        http://keramik88.com/ceramic-problems/untuk-mendapatkan-hasil-pembakaran-keramik-yang-baik.html#more-1821