BAHAN BAKU DAN PRODUK INDUSTRI 10.1 Suparni

Dari Crayonpedia

Langsung ke: navigasi, cari

Daftar isi

BAHAN BAKU DAN PRODUK INDUSTRI

Bahan-bahan terdapat di sekitar kita; dan telah menjadi bagian dari kebudayaan dan pola berpikir manusia bahkan telah menyatu dengan keberadaan kita. enyataannya, bahan telah menyatu dengan kebangkitan manusia sehingga dikenal peradaban atau Zaman Batu, Zaman Perunggu dan Zaman Besi. Bahan  erasal dari alam dan bahan buatan yang telah merupakan bagian integral dari hidup kita seringkali disepelekan, meski bahan-bahan, termasuk makanan, pemukiman, energi dan informasi merupakan sumber daya yang mendasar bagi kehidupan manusia. Bahan-bahan memang telah menyatu dengan kehidupan manusia dan tidak saja merupakan bagian gaya hidup melainkan turut memegang peran penting dalam kesejahteraan dan keselamatan bangsa. Apakah hakikat bahan itu? Bagaimana memahami, mengolah dan menggunakannya?
Bahan, dengan sendirinya merupakan bagian dari alam semesta, akan tetapi secara lebih terinci bahan-bahan adalah benda yang dengan sifat-sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam bangunan, mesin, peralatan atau produk. Termasuk di dalamnya logam, keramik, semi konduktor, polimer (plastik), gelas, dielektrik, serat, kayu, pasir, batu dan berbagai komposit. Karena tubuh manusia dapat dianggap sebagai bangunan atau mesin atau alat, kita dapat juga menggolongkan makanan, obat-obatan, tanaman, pupuk dan lain-Iainnya dalam kelompok bahan-bahan, namun telah menjadi kebiasaan untuk membahasnya dalam ilmu biologi dan pertanian. Demikian pula halnya dengan bahan bakar fosil, air dan udara yang dapat dimasukkan dalam kelompok bahan secara umum, biasanya dibahas dalam bidang ilmu lain. Bahan-bahan yang digunakan manusia mengikuti siklus bahan mulai dari ekstraksi, pembuatan sampai pelapukan. Bahan mentah diambil dari bumi melalui penambangan, pengeboran, penggalian, atau panen; kemudian diolah menjadi bahan baku seperti ingot logam, batu belah, bahan petrokimia, kayu gelondongan; dan kemudian diolah menjadi bahan-bahan teknik seperti kawat listrik, besi beton, plastik dan kayu lapis, untuk memenuhi kebutuhan masyarakat. Akhirnya, setelah digunakan selama beberapa waktu, bahan-bahan tersebut kembali ke asalnya, ke bumi sebagai bekas/sisa (scrap) atau memasuki siklus untuk diolah kembali dan digunakan lagi sebelum dibuang.
Suatu aspek yang sangat penting dalam konsep siklus bahan adalah kaitan yang erat antara bahan, energi dan lingkungan, hal ini berarti bahwa ketiga-tiganya harus diperhitungkan dalam perencanaan nasional dan pengkajian teknologi. Pertimbangan-pertimbangan ini menjadi sangat penting karena meningkatnya kelangkaan energi dan bahan, tepat pada saatnya di mana penduduk bumi mulai sadar akan arti lingkungan hidup yang baik. Sebagai contoh, bila aluminium bekas dapat diolah kermbali secara efektif, maka hanya diperlukan seperdua puluh dari energi untuk mengolah aluminium primer dari bijih setiap tonnya, dan bumi tidak perlu dikeruk untuk menambang bijih. Dalam menentukan pilihan, perancang harus memperhatikan sifatsifat seperti: kekuatan, konduktivitas (listrik), daya hantar panas, berat jenis dan sebagainya.
Selanjutnya seseorang harus memperhatikan sifat bahan selama proses pembentukannya dan perilaku selama penggunannya, (mampu bentuk, mampu mesin, stabilitas listrik, ketahanan kimia, dan sifat radiasi merupakan faktor yang penting), demikian pula masalah biaya dan pengadaan. Sebagai contoh, baja yang digunakan untuk roda gigi transmisi harus mudah dibentuk dan kemudian harus dapat memiliki sifat tangguh setelah mengalami proses pengerjaan lanjutan sehingga tahan dalam pemakaian. Spatbor harus dibuat dari logam yang mudah dibentuk akan tetapi yang memiliki ketahanan terhadap deformasi impak. Pengawatan listrik harus tahan suhu yang berbeda dan semikonduktor harus memiliki karakteristik arus dan tegangan tetap untuk jangka waktu yang lama.
Pada kegiatan industri dibutuhkan bahan baku dari bahan penunjang untuk proses produksi yang menghasilkan produk.


2.1. PENANGANAN BAHAN BAKU DAN PENUNJANG

Kegiatan ini bertujuan untuk efisiensi penggunaan bahan baku dan penunjang, dengan cara :
· Memantau konsumsi bahan baku dan penunjang serta merencanakan produksi secara maksimal. · Mengkaji kehilangan bahan baku dan penunjang secara rutin dan terencana mulai dari pengangkutan pada saat pembelian, penyimpanan dan pemakaian.
· Menghindari kehilangan akibat tumpahan dan / atau kebocoran pada
pipa maupun peralatan.
· Melaksanakan pemeliharaan peralatan untuk mencegah terjadinya
kerusakan bahan baku dan penunjang.
· Mengganti dan / atau mengurangi pemakaian bahan baku dan
penunjang yang bersifat berbahaya dan beracun (B3) terhadap
lingkungan dan manusia.


2.2. PENYIMPANAN BAHAN BAKU DAN PENUNJANG

Kelompok kegiatan ini bertujuan untuk mengurangi terjadinya tumpahan,
rusaknya kualitas bahan baku dan penunjang akibat kadaluarsa maupun
kontak dengan media lain (udara, air, tanah, bahan lain, dll), dengan cara:
· Memantau mutu bahan baku dan penunjang yang dibeli, termasuk kemasan. Kemasan yang rusak dapat menyebabkan rusaknya kualitas bahan.
· Menyimpan bahan baku dan penunjang secara benar dan baik. Misalnya tempat penyimpanan harus terhindar dari banjir maupun kebocoran atap.
· Melakukan penyimpanan dan pengambilan bahan dengan menerapkan prinsip “yang terlebih dahulu masuk harus terlebih dahulu keluar/digunakan” atau istilah umumnya adalah first in first out (FIFO)
· Menyimpan bahan berbahaya dan beracun sesuai dengan ketentuan yang berlaku.
· Membersihkan dan membuang dengan benar kemasan bekas, terutama kemasan bahan berbahaya dan beracun sesuai dengan ketentuan yang berlaku.
· Menangani bahan yang berbahaya dan beracun dengan baik sesuai dengan aturan keselamatan kerja. Misalnya harus mengenakan masker dan sarung tangan

2.3. PENYIMPANAN BAHAN BAKU DAN BAHAN PENUNJANG YANG TERSISA

Tujuannya :
· Memperoleh penghematan biaya
· Mengurangi bahaya
· Meningkatkan keselamatan
Penyimpanan dilakukan dengan cara :
a. Identifikasi seluruh bahan baku dan penunjang yang digunakan
b. Pelabelan / penyimpanan catatan
c. Penyediaan dan penggunaan lembar data keselamatan bahan baku dan bahan penunjang
d. Penyimpanan dan pemindahan secara aman
e. Penanganan dan penggunaan secara aman
f. Upaya berkala untuk melakukan tata laksana dan pembuangan.


2.4. MENEMUKAN PERMASALAHAN DAN PELUANG PENYIMPANAN BAHAN BAKU DAN BAHAN PENUNJANG

Untuk membantu persiapan pelaksanaan penanganan bahan baku dan penunjang, daftar periksa yang memuat pertanyaan-pertanyaan dasar sebagaimana disajikan pada bagian berikut ini dapat memberikan gambaran mengenai potensi permasalahan dilingkungan kerja Anda.
Setiap pertanyaan yang dimuat dalam daftar periksa kemudian ditindaklanjuti dengan sub-sub pertanyaan yang membimbing Anda untuk dapat melakukan pengamatan (observasi) dan langkah-langkah penanganan selanjutnya.
Berikut ini adalah contoh penelurusan masalah mengenai Penyimpanan Baku dan Penunjang dengan menggunakan daftar periksa.
Contoh 1 :
Daftar Periksa Penyimpanan Bahan baku dan Penunjang: Dengan melakukan daftar periksa dan kolom observasi, Anda dapat secara cepat mengidentifikasi kekuatan dan kelemahan yang dimiliki. Kelemahan yang teridentifikasi dapat secara cepat dan mudah untuk ditangani dengan cara yang lebih terstruktur dengan menyusun rencana tindakan. Rencana tindakan merupakan serangkaian tindakan perbaikan yang akan Anda dilaksanakan berdasarkan hasil observasi. Rencana tindakan mencakup:
a. Tujuan, yang menguraikan dengan jelas semua sasaran yang akan dicapai
b. Tindakan, menyangkut langkah-langkah Tata kelola yang benar yang akan dilaksanakan berdasarkan hasil identifikasi permasalahan dengan menggunakan daftar periksa
c. Investasi dan biaya, merupakan salah satu dasar untuk menentukan prioritaas tindakan yang akan dilaksanakan
d. Potensi penghematan biaya, sebagai salah satu alasan kuat untuk melaksanakan tindakan yang direncanakan
e. Prioritas, bertujuan untuk mempermudah perencanaan tindakan secara testruktur. Prioritas ditentukan berdasarkan biaya yang diperlukan, potensi penghematan biaya, kemudahan dalam pelaksanaan serta jangka waktu yang diperlukan penanggung jawab, yaitu seseorang yang ditunjuk untuk bertanggung jawab dalam melaksanakan tindakan yang akan diambil Dalam menyusun rencana tindakan perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut:
a. menunjuk penanggung jawab berdasarkan kemampuannya
b. menyusun dan melakukan uraian kerja dalam melakukan tindakan yang diperlukan (siapa yang melakukan apa, dengan cara apa, dll)
c. menetapkan jangka waktu yang realistis dan motivasi karyawan maupun penanggung jawab
d. melakukan pemeriksaan terhadap hasil yang telah dicapai untuk
melihat dan mencatat kemajuan yang dicapai sesuai dengan jangka waktu yang ditetapkan. Bila sasaran tidak tercapai Anda perlu menganalisa penyebabnya
e. menetapkan target baru, sehingga Anda dapat melakukan perbaikan secara terus menerus
f. melakukan pengkajian tahunan pada setiap bagian (proses) produksi yang berkaitan dengan praktek-praktek Tata kelola yang benar (menggunakan kembali daftar periksa Tata kelola yang benar)
Perkembangan dan penemuan bahan-bahan yang baru sangat mempengaruhi desain, sebagai contoh dapat dikemukakan transistor, tanpa tersedianya bahan yang sesuai barang ini tidak dapat dibuat;
pengembangan laser memerlukan jenis kristal dan gelas yang baru dan meskipun desain teknik dari mesin turbin gas mengalami kemajuan pesat, masih tetap di perlukan bahan yang lebih murah dan lebih tahan terhadap pengaruh suhu tinggi untuk sudut-sudut turbin. Karena sifat-sifatnya yang menguntungkan, logam biasanya digunakan sebagai bahan dasar. Tetapi karena logam murni tidak selalu mempunyai ketahanan yang cukup dalam menghadapi serangan kimia dari bahan proses, maka umumnya dibuat logam paduan, atau logam yang murah ditutup atau dilapis logam mulia. Di samping itu, digunakan pula bahan seperti graft, atau bahan bukan logam, bahan anorganik seperti gelas, email dan keramik. Beberapa bahan tersebut memiliki kekuatan tarik yang rendah, tetapi lebih tahan terhadap bahan kimia (seperti asam kuat) dibandingkan logam, dan harganya cukup murah. Molekul dari bahan dasar organik mengandung ikatan rantai karbon yang memanjang, juga semen, asbes sering memiliki ikatan silang (crosslink). Jenis bahan organik yang digunakan terutama bahan sintetik yang diperoleh dari polimerisasi, karena hampir semua turunan polimer ini tahan terhadap asam, basa , kulit dan garam. Sebaliknya, sebagian besar bahan sintetik tidak tahan terhadap pelarut organik. Secara mekanik, bahan sintetik hanya dapat diberi beban yang tidak terlalu besar dan hanya bisa dipakai pada daerah temperatur yang terbatas. Pada temperatur yang lebih tinggi, bahan sintetik akan menjadi lunak atau terurai dan kebanyakan dapat terbakar (rantai karbon putus, molekul pecah). Bahan organik alami serta produk-produknya yang digunakan dalam jumah terbatas adalah kayu (misainya untuk filter press) dan karet
(misalnya untuk selang dan kerat pelapis), yang juga digimakan sebagai bahan untuk kertas fitter dan kapas. Karena merupakan penghantar listrik yang buruk, bahan dasar organik mudah mendapat muatan elektrostatik. Oleh karena itu, bahan tersebut jarang digunakan pada transportasi bahan proses elektrostatik. Oleh karena itu, bahan tersebut jarang digunakan pada transportasi bahan proses untuk memudahkan pembakaran, pengelompokan bahan dapat dilihat pada gambar 2.1

2.5. LOGAM

Logam-logam yang banyak ditemukan dalam kehidupan kita seharihari, secara umum mempunyai sifat-sifat dapat mengkilat, dapat mengantar kalor dan listrik, berwarna putih seperti perak (kecuali tembaga berwarna kemerah-merahan dan emas berwarna kuning). Logam-logam tersebut mempunyai kekerasan yang berbeda-beda mulai dari lunak sekali (natrium dan kalium) sampai keras sekali (seperti, chrom dll.) sementara raksa berbentuk cair. Menurut massa jenisnya logam digolongkan atas logam berat (yang massa jenisnya diatas 5) dan logam ringan (yang massa jenisnya kurang dari 5).
Ditinjau dari sifat kimianya logam-logam mempunyai oksida-oksida pembentuk basa dan berdasarkan sifat-sifat logam terhadap oksida ini logam-logam tersebut dapat digolongkan menjadi;
- Logam Mulia, yaitu logam yang tidak dapat mengalami oksida, misalnya; Au, Pt, Ag dan Hg.
- Logam setengah mulia, yaitu logam yang agak sukar teroksida, misalnya Cu.
- Logam tidak Mulia, yaitu logam-logam yang dalam keadaan biasa dan pada perubahan temperatur mudah teroksidasi, misalnya K, Na, Mg, Ca, Al, Zn, Fe, Sn, Pb dll.
Sumber Logam (source of metal) adalah bijih-bijih logam yang diperoleh dari penambangan biasanya masih bercampur dengan bahanbahan ikutan lainnya. Prosentase berat dari unsur-unsur yang terkandung didalam bijih-bijih ini bergantung pada kedalaman lapisan tanah dari mana bijih tersebut diperoleh, misalnya untuk lapisan tanah dengan kedalaman 16 Km. akan diporoleh bijih-bijih dengan 46,59 % Oksigen, 27,72 % Silikon dan selebihnya unsur lain termasuk logam-logam. Logam-logam yang terdapat pada bijih-bijih ini biasanya masih dalam keadaan terikat dengan unsur-unsur lain (berupa senyawa), misalnya -
Berupa oksida-oksida (untuk bijih-bijih Fe, Mn, Cr, Sn dll.)
- Berupa karbonat-karbonat (untuk bijih-bijih Zn, Cu, Fe dll.)
- Berupa sulfida (untuk bijih-bijih Pb, Zn, Cu dll.),


2.5.1. Logam Besi (Ferrous Metal)

Logam besi didapat di alam (ditambang) antara lain
- Berbentuk batu, contoh batu besi merah (Fe2O3).
- Berbentuk pasir, contoh pasir besi titan (TiO2).
- Berbentuk halus, contoh pasir besi spat (Fe2CO3)
Bijih besi ini sebelum diolah ke dalam dapur-dapur untuk mendapatkan bentuk/struktur sesuai dengan yang diinginkan. Berikut ini kita bahas satu persatu dapur-dapur untuk mengolah bijihbijih besi menjadi besi tuang atau baja sesuai dengan yang kita inginkan.

A. Dapur tinggi (blast furnace)

Pada umumnya dapur tinggi digunakan untuk mengolah bijihbijih besi untuk dijadikan besi kasar. Besi kasar yang dihasilkan oleh dapur tinggi diolah kembali kedalam dapur, untuk dijadikan baja atau baja tuang; juga besi tuang. Konstruksi dapur tinggi dapat dilihat pada gambar 2-1.
Bahan yang digunakan dalam proses dapur tinggi untuk menghasilkan besi kasar dari dapur tinggi diperlukan bahan-bahan antara lain : Bijih besi, batu kapur, bahan bakar dan udara panas.

1. Bijih Besi.
Bijih besi didapat dari tambang setelah melalui proses pendahuluan. Bijih besi merupakan bahan pokok dari dapur tinggi.

2. Batu Kapur.
Batu kapur digunakan untluk mengikat bahan-bahan yang ikut campur dalam cairan besi untuk menjadikan terak.

Proses pengikatan bahan yang ikut dalam cairan besi antara lain dapat dilihat pada reaksi kimia sebagai berikut :

Dengan adanya terak yang terletak di permukaan cairan-besi ini, terjadinya oksidasi oleh udara dapat dihindari. Sebagai bahan tambahan biasanya digunakan batu kapur (CaCO3) murni, kadang Pula dolomit yang merupakan campuran dari CaCO3 dan MgCO3

3. Bahan Bakar.
Dahan bakar yang diqunakan dalam proses dapur tinggi ialah kokas, arang kayu, juga antrasit,

4. Udara panas.
Udara panas digunakan untuk mengadakan pembakaran dengan bahan bakar menjadi CO2 dan gas CO guna menimbulkan panas, juga untuk mereduksi bijih-bijih besi. Udara panas dihembuskan dengan maksud agar pembakaran sempurna, hingga kebutuhan kokas berkurang. Pemanasan udara dilakukan pada dapur pemanas cowper.


B. Proses Kimia dalam Dapur Tinggi.

Operasi dapur tinggi modern secara ringkas sbb: Pada waktu bijih-bijih besi, bahan bakar dan tambah dimasukkan kedalam dapur, partama-tama dihilangkan kelembaban dan kadar air pada daerah suhu 200-30oC. Dengan meningkatnya suhu, terjadinya reaksi tak langsung terhadap bijih-bijih besi dengan reaksi sbb:
1) 3 Fe2O3 + CO® 2 Fe3O4 + CO2
2 Fe2O3 + 6 CO ® 4 Fe + 6 CO2
Pada suhu ± 535OC, carbon monoksida mulai terurai menjadi karbon bebas dan karbon dioksida, dengan reaksi sbb :
2) CO ®C + CO2
Pada daerah suhu 400 – 600OC, terjadi reaksi sbb:
3) Fe3O4 + CO ® 3 FeO + CO2
Pada suhu ± 400 °C reduksi langsung terdapat bijih-bijih besi sbb :
4) Fe2O3 + C ® 2 FeO + CO
5) Fe3O4 + C® 3 FeO + CO
Pada daerah suhu 700 - 800 0C reduksi langsung ferro oksida mulai dengan membentuk besi spong yang mengandung karbon.
Reaksi ini terjadi antara pertengahan (setengah jalan antara puncak dan dasar dapur tinggi). Batu kapur terurai pada suhu 800°C. dan dolomit pada suhu 1075OC dengan reaksi :
6) CaCO3® CaO + CO2
MgCO3® MgO + CO2
Sementara besi spong memperoleh kandungan karbon yang menurunkan titik lebur dan dalam peleburan menyerap karbon dari kokas semakin lama scmakin banyak. Batu kapur mengikat kotoran-kotoran bijih besi dan abu kokas. Semakin ke bawah suhu semakin meningkat dan terjadi reduksi langsung paduan dan metalloid dean reaksi sbb
7) a. SiO2 + 2C ® Si + 2CO
b. MnO + C ® Mn + CO
c. P205 + 5C ® 2P + 5CO
d. FeS + CaO + C ®CaS + Fe + CO
8) Ca3PO4 + 3SiO2 + 5CO ® 3CaSiO3 + 5CO + 3Fe3P
Didekat tuyer (Lubang tiup) ada hembusan udara panas yang mongenai kokas terjadi reaksi sbb:
9) 2C + O2® 2CO
Sehingga selalu ada gas CO yang dipakai untuk roduksi. Jadi kokas didalam dapur tinggi berfungsi selain sebagai sumber kalor adalah berfungsi untuk mereduksi oksigen dalam bijih-bijih besi.


C. Besi kasar

Ada dua macam besi kasar yang dihasilkan oleh dapur tinggi yaitu besi kasar putih dan besi kasar kelabu.
1) Besi kasar kelabu (Kishy pig iron Nama besi kasar ini didapat berdasarkan warna bidang patahnya, yang berwarna kelabu muda sampai tua hampir hitam. Besi kasar kelabu lebih halus lebih liat dibandingkan dengan besi kasar putih, Titik Cairnya ± 1300OC dan berat jenisnya 7 Sampai 7,2, kg/dm3 Besi kasar kelabu ada 2 macam yaitu
- Besi kasar kelabu muda.
Besi kasar ini mengandung silisium ½ % - 1 % dan butirbutirnya halus baik untuk silinder mesin.
- Besi kasar kelabu tua.
Sifat-sifatnya mudah dituang butir-butirnya kasar juga tahan terhadap tekanan tinggi
2) Besi kasar putih (Forge pig iron).
Nama besi kasar ini juga didapat dari warna bidang patahnya. Pada besi kasar ini zat arangnya sebagian besar berbentuk karbid besi (Fe3C), sehingga sifatnya keras dan getas. Titik cairnya + 1100 °C. Kadar karbonnya 2,3 % - 3,5 %, dan kadar mangannya agak besar. Besi kasar ini paling baik untuk digunakan untuk baja
berat jenisnya 7,58 - 7,73. kg/dm3


D. Besi Tuang (Cast iron)

Susunan besi tuang biasa serupa dengan besi kasar yang dihasilkan oleh dapur tinggi.
- Komposisi pada besi tuang.
Besi tuang biasa mengandung unsur-unsur sebagai berikut:
Karbon : 3 - 4 %
Silicon : 1 - 3 %
Mangan : 0,5 - 1 %
Belerang : < 0,1 %.
Phospor : < 1%

1. Pengaruh unsur-unsur terhadap sifat-sifat besi tuang.
Karbon yang berada dalam besi tuang berupa grafit atau besi karbid (sementit) yang rapuh. Bila besi tuang banyak mengandung sementit besi tuang menjadi rapuh dan sulit dimesin.
- Silikon.
Silikon (Si) mempermudah pemisahan grafit. Si, cenderung membentuk besi tuang kelabu dan membuat besi tuang mudah dimesin.
- Mangan.
Mn mencegah panggrafitan dan menggalakkan kestabilan sementit dan larut didalamnya. la membuat butir-butir halus yang perlitis dan mencegah pengendapan ferrit, dengan penambahan mangan akan didapatkan struktur perlit dan grafit yang menguletkan & menguatkan besi.
- Belerang.
S menstabilkan sementit sehingga menyebabkan besi menjadi rapuh.
- Phospor.
P mengurangi kelarutan karbon dan memperbanyak sementit, akibatnya besi menjadi keras dan rapuh.
- Pengaruh kecepatan pendinginan. Jika didinginkan dengan cepat karbon akan dipaksa jadi sementit yang keras. Jika didinginkan dengan cepat karbon akan dipaksa jadi sementit yang keras. Jika didinginkan perlahan-lahan sementit terurai menjadi grafit.

2. Macam-macam besi tuang. .
a. Besi tuang putih.
Namanya diambil dari warna bidang patahnya. Karbon berbentuk sementit yang keras sehingga besi menjadi keras. Struktur logam dapat dilihat pada gambar 2.3
b. Besi tuang kelabu.
Namanya diambil dari warna bidang patahnya. Karbon dalam keadaan bebas. Sifat mampu mesinnya baik. Struktur besi tuang kelabu dapat dilihat pada gambar 2.4
c. Besi tuang cil
Ialah besi tuang yang permukaannya terdiri dari besi tuang putih dan bagian dalamnya terdiri dari besi tuang kelabu.
d. Besi tuang grafit bulat.
Disebut juga besi tuang nodules. Dibuat dengan jalan mencampurkan magnesium, kalsium atau serium ke dalam cairan logam.
Sifat-sifat kekuatan dan keliatan tinggi, tahan aus juga tahan panas.
e. Besi tuang inoculated.
Dibuat dengan menambahkan. kalsium silikon yang dicam pus sebelum penuangan guna renghasilkan butiran-butiran halos. Sifat-sifat permesinan diperbaiki.
f. Besi tuang kelas tinggi.
Mengandung sedikit karbon silikon dan grafit bebasnya lebih kecil dibandingkan dengan besi tuang kelabu.
g. Besi tuang mampu tempa.
Dibuat dari besi tuang putih yang dilunakan dengan heat treatment. Struktur sementit dari besi tuang putih berubah menjadi ferrit dan perlit serta karbon yang ditemper mengendap.
Sifat-sifat sangat baik jika dibandingkan dengan besi tuang kelabu tetapi harganya mahal.
Paduan besi tuang.
Sifat-sifat yang dihasilkan unsur-unsur paduan pada besi tuang serupa dengan yang dihasilkan oleh unsur-unsur baja.
- Nikel (Ni)
Menghasilkan butiran-butiran halus juga menguletkan bagian tipis yang mudah retak.
- Chromium (Cr).
Menstabilkan karbid dan membentuk chromium karbid yang lebih keras dari pada sementit biasa. Untuk besi berdaya tahan tinggi.
- Molybdenum (Mo)
Menaikan kekerasan bagian yang tebal dan juga memperbaiki keuletan.
- Vanadium (V)
Meningkatkan keuletan dan kekerasan juga meningkatkan daya tahan panas dar.i besi Luang dengan menstabilkancementite.
- Copper (Cu)
Cu hanya sedikit pengaruhnya tetapi disini digunakanterutama untuk memperbaiki daya tahan karat.
2.5.2. Logam-logam Yang Bukan Besi (Nonfero Mental)

A. Tembaga
Tembaga berwarna coklat keabu-abuan dan mempunyai struktur kristal FCC. Tembaga ini mempunyai sifat sifat yang sangat baik yakni; sebagai penghantar listrik dan panas yang baik, mampu tempa, duktil dan mudah dibentuk menjadi plat-plat atau kawat.
Bijih-bijih tembaga dapat diklasifikasikan atas tiga golongan ;
- Bijih Sulfida
- Bijih Oksida
- Bijih murni (native).

Proses pemurnian bijih tembaga :
Proses pemurnian bijih tembaga dapat dilakukan dengan dua cara;
1. Proses Pyrometallurgy :
Proses ini menggunakan temperatur tinggi yang diperoleh dari pembakaran bahan bakar. Bijih tembaga yang telah dipisahkan dari kotoran-kotoran (tailing) dipanggang untuk menghilangkan asam belerang dan selanjutnya bijih ini dilebur. Berikut ini diberikan gambar dapur peleburan tembaga tersebut.

1-lining; 2-nose or mouth; 3-tuyere; 4-roller stand. Pada peleburan tersebut bijih-bijih dipisahkan dari terak dan akan dihasilkan matte, selanjutnya matte ini diproses pada converter sehingga unsur-unsur besi dan belerang dapat dipisahkan dan akan menghasilkan tembaga blister.
Tembaga blister masih mengandung sejumlah unsur-unsur besi, belerang, seng, nikel, arsen dsb. sehingga blister ini harus diproses ulang (refining) yang pelaksanaannya dapat dilakukan pada Reverberatory
2. Proses Hydrometallurgy:
Metoda ini ini dilakukan dengan cara melarutkan bijih-bijih tembaga (leaching) ke dalam suatu larutan tertentu, kemudian tembaga dipisahkan dari bahan ikutan lainnya (kotoran).
- Untuk meleaching bijih tembaga yang bersifat oksida, digunakan asam sulfat (H2SO4), seperti ditunjukkan pada reaksi di bawah ini;
CuCO3 . Cu (OH)2 + 2 H2SO4 ® 2 CuSO4 + CO2 + 3 H2O
- Untuk meleaching bijih yang bersifat sulfida atau native digunakan ferri sulfat (Fe2(SO4)3), seperti bijih cholcocite di bawah ini ;
Cu2S + 2 Fe2 (SO4)3® Cu SO4 + 4 FeSO4 + S
Untuk bijih chalcopyrite dan bornite, reaksinya berjalan lambat dan tidak dapat larut seluruhnya.
Setelah hasil leaching dipisahkan dari bagian-bagian yang tidak dapat larut, kemudian larutan ini diproses secara elektrolisa, sehingga didapatkan tembaga murni.

Sifat-sifat Tembaga
Rapat massa am-lo.tLf : 8,9 gr/cm3
Titik lebur : 1070-1093°C (tergantung kadar kemurniannya).
Sifat-sifat : - Tembaga murni adalah lunak, kuat dan malkabel,
- Konduktivitas panas dan listriknya sangat tinggi.
Penggunaan : Tembaga banyak digunakan untuk konduktor listrik, alat solder, pipa spiral pendingin, kerajinan tangan, sebagai bahan dasar pembuatan
kuningan dan perunggu dll.
Kekuatan tarik :200 - 300 N/mm2
B. Aluminium
Sifat aluminium yang menonjol adalah berat jenisnya yang rendah dan daya hantar listrik/panas yang cukup baik.
Logam aluminium mempunyai struktur kristal FCC. Logam ini tahan terhadap korosi pada media yang berubah-ubah dan juga mempunyai duktilitas yang tinggi.
Bijih-bijih Aluminium dapat digolongkan menjadi beberapa golongan,
yaitu ;
- Bauksit; bijih ini didapat dalam bentuk batu-batuan yang berwarna merah atau cokiat. Bauksit setelah dipisahkan dari kotoran-kotoran pengantar didapat kaolin (Al 2O3.2 SiO2.H2O), Bochmite/diaspare
(Al2O3H2O), gibbsite (Al2O3 3 H2O),
- Nepheline ((Na K)2OAl2O3SiO2 )
- Alunite (K2SO4Al2(SO4)4 Al(OH)3)
- Cynite (Al4O3SiO2); bijih ini tidak diproduksi untuk Aluminium,
tetapi diproduksi untuk peleburan langsung paduan Aluminium-Silikon.
Metoda proses pemurnian Aluminium dapat diklasifikasikan menjadi 3 macam, yaitu ;
1). Proses Elektrothermis :
Pada proses ini bijih-bijih dicairkan / direduksi dalam dapur listrik sehingga diperoleh cairan Aluminium. Proses ini jarang digunakan karena diperlukan energi listrik yang sangat besar.
2). Proses Asam :
Pada proses ini bijih-bijih Aluminium dilarutkan dengan larutan asam (H2SO4, HC1 dsb.). Dari reaksi ini didapatkan garam Al2(SO4)3.AICl3 dsb. Sehingga unsur-unsur pergantar dapat dipisahkan. Setelah garam terpisah dari pengantarnya baru kemudian dipisahkan logam dari garam tersebut.
Proses ini dalam industri digunakan dalam batas-batas tertentu, karena dibutuhkan peralatan-peralatan tahan asam yang sangat mahal.
3). Proses Alkaline :
Proses ini adalah efect dari reaksi bauksit dengan NaOH atau Na2CO2 dengan bahan Lambahan kapur/batu kapur. Dari hasil ini akan didapatkan Sodium Aluminate. Pada proses ini unsur-unsur oksida besi, titanium, dan calsium dapat dipisahkan, dan silisium yang ada dalam bijih-bijih akan bereaksi dengan alkali yang mengakibatkan sebagian dar alkalis dan aluminium yang bereaksi akan mengotori aluminium yang akan dihasilkan. Oleh karenanya maka metode alkalin sering digunakan pada bijih-bijih dengan kandungan silika yang rendah.
Sifat-sifat Aluminium
Rapat massa : 2,7 gr/cm3
Titik lebur : 6600 C
Kekuaatan tarik : Dituang : 90 – 120 N/mm2
di annealing : 70 N/mm2
di roll : 130 : 200 N/mm2
Sifat-sifat : - Paling ringan diantara logam-logam yang sering digunakan
- Penghantar panas dan listrik yang tinggi
- Lunak, ulet dan kekuatan tariknya rendah
- tahan terhadap korosi
Penggunaan :
- Karena sifatnya yang ringan, maka banyak digunakan dalam pembuatan kapal terbang, rangka khusus untuk kapal laut modern, kendaraan-kendaraan dan bangunanbangunan industri.
- Karena ringan dan penghantar panas yang baik, banyak dipakai untuk keperluan alat-alat masak.
- Banyak dipakai untuk kabel-kabel listrik karena konduktivitas listriknya tinggi dan relatif lebih murah jika dibandingkan dengan tembaga.
- Aluminium tuang dibuat jika dikehendaki konstruksi yang ringan dengan kekuatan yang tidak terlalu besar.
C. Nikel
Nikel mempunyai sifat yang keras, bentuk struktur kristalnya FCC. dan juga bersifat magnetis. Nikel cocok dibuat paduan binary dan ternary untuk memperbaiki sifat tahan korosi dan tahan panas.
Bijih-bijih nikel dapat diklassifikasikan menjadi dua golongan ;
- Bijih Sulfida; bijih ini mengandung:
0,5 – 5,6 % Ni
34 – 52 % Fe
2 – 22 % SiO2
4 – 6 % Al2O3
0,8 – 1,8 % Cu
21 – 28 % S
1,9 – 7 % CaO
2,25 % MgO.
- Bijih Silikat; terdiri dari .
0,9 – 1,6 % Ni
0,01 % Si.
0,1 – 1,5 % CaO
5,1 – 22 % MgO
12 – 14 % Fe
34 – 42 % SiO2
1 % Al203
- Setelah bijih mengalami proses pendahuluan yang meliputi crushing-drying, sintering, kemudian bijih diproses lanjut secara
§ Proses Pyrometallurgy
§ Proses Hydrometallurgy
- Proses Pyrometallurgy
Reduksi yang terjadi pada proses ini hanya sebagian dari besi saja yang dapat diikat menjadi terak, dan sebagian besar masih dalam bentuk ferro-nikel alloy. Dalam hal ini untuk memisahkan besi dari nikel pada reaksi peleburan tersebut ditambahkan beberapa bahan yang mengandung belerang (Gypsum atau Pyrite). Karena perbedaan daya ikat besi dan nikel terhadap oksigen dan belerang, sehingga proses ini didapatkan metal  yaitu paduan Ni3S2 dan FeS dan sebagian besar besi dapat diterakkan.
3 Fe S + 3 NiO ® 3 Fe 0 + Ni3S2 + ½ S2
2Fe O + 3 SiO2 ® 2 Fe O.Si O2
Metal yang dihasilkan ini masih mengandung lebih dari 60 % Fe dan selanjatnya metal yang masih dalam keadaan cair terus diprosos lagi dalam konvertor. Proses-proses konvertor diberikan bahan tambah silikon untuk menterakkan oksida besi.
Terak hasil konvertor ini masih mengandung nikel yang cukup tinggi, sehingga terak ini biasanya di proses ulang pada peleburan (Resmelting).
Proses selanjutnya metal di panggang untuk memisahkan belerang.
2 Ni3 S2 + 1102 ® 6 NiO + 4SO4
Nikel oxide yang didapat dari pemanggangan selanjutnya di reduksi dengan bahan tambah arang (charcoal), sehingga didapat logam nikel.
Pada proses ini concentrat di leaching dengan larutan ammonia didalam autoclave dengan tekanan kurang lebih 7 atm (gauge) Tembaga, nikel dan cobalt terlarut kedalam larutan ammonia, reaksi yang terjadi
NiS + 202 + 2NH3 Ni (N H3)2 SO4
Pada gambar 2.8 ditunjukkan diagram proses pemurnian bijih nikel dengan metoda pyrometallurgy.

Oksidasi sufida menimbulkan energi yang cukup banyak, oleh karena itu autoclave harus didinginkan untuk menjaga agar temperatur tetap bertahan antara 77 - 800C Belerang yang ada didalam concentrat dioksidasi menjadi 2-
2 3 S O , 2-
3 6 S O , 2-
4 SO sementara itu besi dipisahkan sebagai ferri hidro oxida dan sulfat basa. Larutan tersebut dididihkan untuk memisahkan tembaga, reaksi yang terjadi
Cu2+ + 2 S2
2-
3 O = Cu S + SO 2-
4 O + S + S O2
Selanjutnya larutan berisi nikel dan cobalt ini diproses dalam autoclave dengan hidrogen pada tekanan 15 atm (abs) dan temperatur 175 - 2250C
Ni(NH3)2 SO4 + H2 = Ni + (NH4)2 SO4
Sifat-Sifat Nikel
Rapat massa : 8,9 gr/cm3
Titik lebur : 4 14580 C
Kekuatan tarik : di annealing 400 – 500 N/mm2 di roll 700 - 800 N/mm2
Sifat-sifat : kuat, liat, tahan korasi, digunakan secara luas sebagai unsur paduan.
Penggunaan :
- digunakan untuk pelapisan logam
- digunakan sebagai unsur paduan untuk meningkatkan kekuatan dan sifat-sifat mekanik baja.

D. Magnesium
Magnesium tergolong logam ringan, dan tahan terhadap karat berkat lapisan oksida magnesium.
Magnesium alloy dapat di tuang pada cetakan pasir dan juga dapat dilas dan di mesin.
Biji magnesium yang banyak kita kenal adalah Magnesit/ Magnesium karbonat) MgCO3, Dolomite CaCO3, MgCO3, carolite MgCl2KCl6 H2O.
Proses pemurnian magnesium dapat dilakukan dengan metode thermal atau Electrolitic.
1. Thermal proses adalah didasarkan pada reduksi magnesium oksida dengan karbon, silikon atau unsur lain pada temperatur dan vakum yang tinggi.
Thermal proses ini terdiri dari :
- Reduksi pendahuluan bijih.
- Reduksi penguapan dan pengembunan uap magnesium
- Peleburan kristal (condensat crystal) menjadi magnesium kasar.


a. anode
b. cathode
c. dinding pemisah (hood)
2. Proses Elektrolisis
Proses ini terdiri dari beberapa tingkat, yang prinsipnya adalah pengerjaan pendahuluan dari garam magnesium anhidrous murni, elektrolisa campuran dan refining.
Masing-masing proses ini dibedakan menurut bijih yang digunakan (dapat juga carnalite, magnesium, chlorida, dsb), dan cara pengerjaan pendahuluannya (magnesite chlrorination, dihidration of magnesium chloride, etc). Elektrolit larutan garam magnesium dalam teknik tidak digunakan lagi karena magnesium lebih elektro magnetik dibanding dengan ion hidrogen pada katoda dan tidak ada cara untuk memperbaiki teknik tersebut .
Sifat-sifat magnesium :
Rapat massa : 1,74 gram/cm3
Titik iebur : 657°c
Sifat-sifat : - lunak dan kekuatan tariknya rendah.
- tahan korosi.
Penggunaan : Magnesium umumnya dipadu dengan unsurunsur lain untuk memperoleh bahan-bahan struktural terutama digunakan untuk roda pesawat terbang, panel-panel pesawat.
Penggunaan lain adalah untuk "Pyrotechnic", "Explossive technics” dan "Flash lights"

E. Seng
Seng tergolong logam rapuh, tetapi pada temperatur 100°- 150°C mempunyai sifat-sifat mudah diroll dan ditarik menjadi kawat. Logam ini mempunyai susunan kristal hcp. Dari produksi seng 45% digunakan untuk galvanisasi (pelapisan agar tahan terhadap karat). Seng ini juga sangat cocok digunakan untuk paduan brass, bronze dsb.
Bijih seng terdapat dalam bentuk berbagai mineral antara lain hemomorphite Zn2SiO4H2O, Smith Souite ZnCO3 dsb. Proses pemurnian seng dapat dilakukan dengan metode destilasi (Pyrometallurgy), metode Elektrolisa (Hydrometalurgy). Sebelum proses destilasi, konsentrate terlebih dahulu dipanggang, sementara
untuk proses Elektrolisa konsentrat didahului dengan proses leaching.
- Pemanggangan : bertujuan untuk memisahkan seng dari belerang, prinsipnya :
2 ZnS + 5 O2 ® 2ZnO + 2 SO4
tinggi temperatur pemanggangan tergantung pada jenis bijih dan besar butirannya.
- Leaching : bertujuan untuk mengubah seng oksida menjadi larutan seng sulfat (ZnSO4)
ZnO + H2SO4®ZnSO4 + H2O
- Dalam proses destilasi ini konsentrat dan batu bara dibakar dalam dapur sehingga temperatur mencapai 14000C. Pada dapur ini seng di reduksi menjadi uap, reaksinya adalah ZnO + CO = Znuap + CO2
Uap seng ini kemudian diembunkan dalam kondensor
- Pada proses hydrometallurgy konsentrat yang telah di panggang di leaching dengan asam belerang. Seng sulfat yang didapat dari leaching tersebut dipisahkan dan kemudian di elektrolisa. Pada proses elektrolisa ini logam seng mengendap pada katode dan oksigen dilepaskan pada katode. Larutan yang tertinggal adalah larutan asam belerang dan dapat digunakan untuk proses elektrolisa ulang. Reaksi pada elektrolisa ini dapat dituliskan sehagai berikut:
pada katode : Zn2+ + SO - 24
+ 2e = Zn + SO - 24
pada anode : H2O + 2e = 2H++ '02
F. Timbal
Timbal berwarna abu-abu ke biru-biruan, logam ini sangat lunak/lembek dan mampu tempa. Logam timbal mempunyai struktur kristal f c c , dan mempunyai sifat konduksi panas/listrik yang baik, kekerasannya 1/10 logam tembaga. Timbal diproduksi dari bijih timbal atau hasil sampingan dari bijih logam lain.
Bijih timbal didapatkan dalam bentuk berbagai mineral antara lain Galena PbS, Cerusoite PbCO3 dan Anglisite PbSO4. Kadangkadang bijih timah hitam lebih banyak mengandung seng dari pada timbal, sehingga disebut bijih seng timbal. Proses pemurnian bijih timbal dapat dilakukan menjadi 3 macam :
1. Reduksi bijih timbal dengan besi sulfit (FeSO3)
Metode ini merupakan dasar peleburan (smelting proses) disini dihasilkan timbal dan metal sulfida untuk mendapatkan timbal murni dapat dilakukan dengan metode yang lain. Metode ini jarang digunakan karena cukup mahal dan cukup rumit.
2. Reduksi antara timbal sulfida (PbS) dan timbal sulfate/oxide (PbO)
Reduksi udara atau reaksi pemanggangan menghasilkan bentuk timbal dan oksida belerang. Sistim ini merupakan dasar peleburan (ore-hearth-smelting) yang
digunakan sejak jaman dahulu.
3. Reduksi oksida timbal dengan karbon atau Carbon mono oxide
Dalam proses ini meliputi pengerjaan pendahuluan oksida timbal, timbal silikat atau senyawa oksida lainnya dengan Cara pemanggangan dan sintering.
Untuk metode 1 dan 2 diatas peleburannya dilaksanakan pada dapur ore hearth dan dapur tinggi (blast furnace). Sebelum konsentrat dilebur pada are heart furnace, kosentrat tersebut harus dipanggang lebih dahulu pada "Blast roasting".
Dalam pemanggangan ini sulfida terbakar dan membentuk sulfida dioxida :
2PbS + 3O2 ® 2PbO + 2SO2 + 199,6 kcal,
Proses pada ore-heart-smelting proses berlangsung pada temperatur 700 - 8000C dan reaksi yang terjadi :
2PbO + 2SO2 + O2 = 2PbSO4 + 183 kcal
Oksidasi yang terjadi dimulai dari permukaan partikel-partikel dan secara perlahan-lahan masuk kedalam. Interaksi yang terjadi antara oxida bagian dalam partikel dan sulfat pada bagian permukaan menghasilkan timbal
PbS + PbSO4 = 2Pb + 2SO2 - 100,2 kcal.
2PbO + PbS = 3Pb + SO2 - 56,1 kcal.
Dalam prakteknya timbal yang didapat masih mengandung unsur lain1 : 8% (Au, Ag, Cu, Zn, As, Sb, Bi, Fe). Timah hitam ini perlu di refining yang pelaksanaannya dengan metode pyrometalurgy.
2.5.3. Paduan Logam (Metal Alioys )
A. Baja Paduan
Baja dikatakan dipadu jika kompesisi unsur-unsur paduannya secara khusus, bukan Baja karbon biasa yang terdiri dari unsur silisium dan mangan. Baja paduan semakin banyak digunakan.
Unsur yang paling banyak digunakan untuk baja paduan, yaitu: Cr, Mn, Si, Ni, W, Mo, Ti, Al, Cu, Nb dan Zr. Baja paduan dapat diklasifikasikan sesuai dengan komposisi
- struktur dan
- panggunaan
1. Komposisi :
Berdasarkan komposisi baja paduan dibagi lagi menjadi :
- Baja tiga komponen : terdiri satu unsur pendu dalam penambahan Fe dan C.
- Baja empat komponen : terdiri dua unsur pemadu dst.
Sebagai contoh baja paduan kelas tinggi terdiri: 0,35% C, 1% Cr,
3% Ni dan 1% MO.
2. Struktur.
Baja paduan diklasifikasikan: berdasarkan :
1) Baja pearlit
2) Baja martensit
3) Baja austenit
4) Baja ferric
5) Karbid atau ledeburit.
Baja pearlit (sorbit dan troostit), didapat, jika unsur-unsur paduan relatif kecil maximum 5% Baja ini mampu dimesin, sifat mekaniknya maningkat oleh heat treatment (hardening & tempering) Baja martenst, unsur pemadunya lebih dari 5 %, sangat keras dan sukar dimesin. Baja austenit, terdiri dari 10 - 30% unsur pemdu tertentu (Ni, Mn atau CO) Misalnya : Baja tahan karat (Stainlees steel), nonmagnetic dan baja tahan panas (heat resistant steel). Baja Ferrit, terdiri dari sejumlah besar unsur pemadu (Cr, W atau Si) tetapi karbonnya rendah. Tidak dapat dikeraskan. Baja Karbid (ledeburit), terdiri sejumlah karbon dan unsur-unsur
penbentuk karbid (Cr, W, Mn, Ti, Zr).
3. Penggunaan :
Berdasarkan penggunaan dan sifat-sifanya, baja paduan diklasifikasikan.
- Baja konstruksi (structural steel)
- Baja perkakas (tool steel)
- Baja dengan sifat fisik khusus.
Baja Konstruksi, dibedakan lagi mejadi; tiga golongan tergantung persentase unsur pemadunya, yaitu
- Baja paduan rendah (maximum 2 %)
- Baja paduan menengah (2 - 5 %)
- Baja paduan tinggi (lebih dari 5 %)
Sesudah di heat treatment baja jenis ini sifat-sifat mekanikya lebih baik dari pada baja karbon biasa. Baja Perkakas, dipakai untuk alat-alat potong, komposisinya
tergantung bahan dan tebal benda yang dipotong/disayat, kecepatan potong, suhu kerja.
- Baja perkakas paduan rendah, kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 250 °C .
- Baja perkakas paduan tinggi, kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 600°C.
Biasanya karposisinya terdiri dari 0,8% C, 18% W, 4% Cr, dan 1%
V. Ada lagi terdiri 0,9% C, 9 W, 4% Cr dan 2-2,5% V.
Baja dengan sifat fisik khusus, dapat dibedakan sebagai berikut :
- Baja tahan karat : 0,1 - 0,45% C ; 12 - 14% Cr.
- Baja tahan panas : 12 - 14% Cr tahan hingga suhu 750-800°C 15
- 17% Cr tahan hingga suhu 850 1000°C
- Baja tahan pakai pada suhu tinggi.
23% - 27 % Cr, 18 -21% Ni, 2-3% Si,
13-15 % Cr, 13-15% Ni
2 % - 2,7% W, 0,25 - 0,4% MO, 0,4 - 0, 5 % C
Baja paduan istimewa lainnya terdiri 35-44% Ni dan 0,35% C, memiliki koefisien muai yang rendah yaitu :
- Invar : memiliki koefisien muai sama dengan nol pada suhu 0 - 100 °C. Digriakan untuk alat ukur presisi.
- Platinite : memiliki koefisien muai seperti glass, sebagai pengganti platina.
- Elinvar : memiliki modulus elastisitet tak barubah pada suhu 50°C sampai 100°C. Digunakan untuk pegas arloji dan berbagai alat ukur fisika.
Paduan patong:
Paduan potong digunakan untuk alat-alat potong yang beroperasi sampai suhu 1000-1100°C. tidak dapat dimesn secara biasa.
Diproduksi dangan dua cara :
- casting cutting alloys atau stellites, terdiri dari sejumlah besar cobalt dan wolfram, memiliki kekerasan (HRc= 60-65) dan mencair pada suhu tinggi. Batang-batang tuangan paduan ini dengan ketebalan 5-10mm digunakan untuk memperkeras permukaan dengan disambung pada ujung alat-alat potong untuk meningkatkan umur (lama pemakaian).
- cemented carbides, dibuat dari campuran powder (serbuk) wolfram dan titanium carbide dan cobalt yang disatukan secara proses powsere metallurgy.
Kekerasannya mencapai lebih dari 85 HRc, dan tetap keras hingga suhu 1000°C.
B. Paduan Nonferro
Logam-logam nonferro dan paduannya tidak diproduksi secara besar-besaran seperti logam besi, tetapi cukup vital untuk kebutuhan industri karena memiliki sifat sifat yang tidak ditemukan pada logam besi dan baja.
Sifat-sifat paduan logam nonferro adalah :
- mampu dibentuk dengan baik.
- massa jenisnya rendah.
- penghantar panas dan listrik yang baik.
- mempunyai warna yang menarik.
- tahan karat.
- kekuatan dan kekakuannya umumnya lebih rendah dari pada logam ferro
- sukar dilas.
1. Paduan aluminium (aluminium alloy)
Paduan aluminium banyak dipakai dalam industri yang dapat dibagi dalam dua golongan utama :
a) Wrought alloy: dibuat dengan jalan rooling, (paduan tempa) forming, drawing, forging dan press working.
b) Casting alloy: dibuat berdasarkan pengecoran (paduan tuang) Paduan aluminium tempa mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi mendekati baja. Paduan ini dibedakan lagi berdasarkan :
a. dapat di heat treatment
b. tak dapat di heat treatment.
Paduan aluminum yang tak dapat di heat treatment yaitu Al - Mn (1,3% Mn) dan Al – Mg Mn (2,5% Mg dan 0,3% Mn), memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, ductil, tahan korosi dan dapat dilas.
Paduan aluminium tuang merupakan paduan yang komplek dari aluminium dengan tembaga, nikel, besi, silikon dan unsur lain. Duraluminium (dural) adalah paduan Al – Cu – Mg, dimana Mg dapat ditambahkan (meningkatkan kekuatan, dan ketahanan korosi) dan begitu juga dengan penambahan Si & Fe.
Komposisi ducal : 2,2-5,2% Cu, diatas 1,75 % Mg, di atas 1% Si, diatas 1% Fe, dan diatas 1% Mn. Paduan aluminium yang terdiri dari 8-14% Si disebut silumin. Paduan aluminium dengan (10 - 13% Si & 0,8% Cu) dan (8 -10% Si, 0,3% Mg & 0,5% Mn) mempunyai sifat-sifat dapat dituang dengan baik dan tahan korosi serta ductile.
2. Paduan Magnesium
Sifat-sifat mekanik magnesium terutama memiliki kekuatan tarik yang sangat rendah. Oleh karena itu magnesium murni tidak dibuat dalam teknik. Paduan magnesium memiliki sifat-sifat mekanik yang lebih baik serta banyak digunakan.
Unsur-unsur paduan dasar magnesium adalah aluminium, seng dan mangan.
Penambahan AI diatas 11%, meningkatkan kekerasan, kuat tarik dan fluidity (keenceran)
Panambahan seng meningkatkan ductility (perpanjangan relatif dan castability (mampu tuang) .
Penambahan 0,1 - 0,5 % meningkatkan ketahanan korosi. Penambahan sedikit cerium, zirconium dan baryllium dapat membuat struktur butir yang halus dan meningkatkan ductility dan tahan oksidasi pada peningkatan suhu.
Ada dua kelomnok besar magnesium paduan
a) Wrought alloy : (0,3% Al, 1,3% - 2,5% Mn ) dan (3 - 4% Al, 0,6% Zn & 0,5% Mn).
b) casting allay : (5 - 7% Al, 2 - 3% Zn & 0,5% Mn) dan (8 % Al, 0,6 % Zn & 0,5 % Mn).
3. Paduan Tembaga
Ada dua kelompok besar yaitu :
- brass dan
- bronze.
Brass (kuningan)
Paduan tembaga dan seng dinamakan brass. Penambahan sedikit timah, nikel, mangan, aluminium, dan unsur-unsur lain dalam paduan tembaga seng dapat mempartinggi kekerasan dan kekuatan serta tahan korosi (special - brass).
Bronze (perunggu) .
Paduan tembaga dan timah dengan penambahan sedikit aluminium, silikon, mangan, besi dan beryllium disebut bronze. Dalam prakteknya yang paling banyak digunakan adalah perunggu dengan 25 - 30% Sn. Wrought bronze, terdiri dari paling tinggi 6% Sn dan casting bronze lebih dari 6% Sn. Special bronze, yaitu paduan dengan dasar tembaga dicampur Ni, Al, Mn, Si, Fe, Be dll.
Aluminium bronze, terdiri dari 4 – 11% Al, mempunyai sifat-sifat mekanik yang tinggi dan tahan korosi serta mudah dituang.
Bronze dengan penambahan besi dan nikel memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, tahan panas, digunakan untuk fitting dapur dan bagian-bagian mesin yang permukaannya bersinggungan dengan metal, yaitu perunggu dengan penambahan seng. Phosphor bronze terdiri dari – 95% Cu, 5% Sn dan 0,2% P, di gunakan untuk saringan kawat, koil dan pegas pelat. Silikon bronze, memiliki sifat-sifat mekanik yang tinggi, tahan aus dan anti korosi dan mudah dituang maupun dilas.
Beryllium bronze, memiliki sifat mekanik yang tinggi tahan koros, tahan aus dan ductil, daya hantar panas/listrik yang tinggi. Monel, komposisinya 31% Cu, 66% Ni, 1,35% Fe, 0,9% dan 0,12% C sifat tertarik bagus dan ductil, tahan korosi dalam air lautan Iarutan kimia.
4. Paduan tahan aus (anti friction alloy).
Bahan paduan tahan aus terutama digunakan untuk permukaan bantalan (bearing).
Logam bantalan harus memenuhi syarat, koefisien gesek antara poros dan bantalan harus serendah mungkin mampu menahan panas akibat gesekan, tahan tekanan beban, dll. Beberapa logam bantalan :
- babbit
- bronze tahan aus
- besi tuang tahan aus
- non logam tahan aus.
Babbit
Babbit terdiri dari timah, antirron, timbal dan tembaga serta unsur lain yang memilliki sifat tahan aus. Bahan dasar babbit yang digunakan di industri adalah timbal atau logam lain sebagai pengganti timah yang mahal. Calcium babbit terdiri dari : 0,8-1,1 % Ca dan 0,75 - 1% Ni sisanya, adalah Pb.
Bronze tahan aus,
Digunakan untuk bantalan biasa dengan beban spesifik yang tinggi .
Besi tuang tahan aus.
Cocok untuk bantalan biasa yang bekerja dengan tekaran spesifik tinggi, tetapi kecepatan/putaran dari poros rendah.
Konposisinya : 3,2 - 3,6% C, 2,2 - 2,4% Si, 0,6 - C,9% Mn, dan
memiliki struktur pearlit dengan sejumlah grafit normal (HB = 170 - 229),
5. Paduan titanium (titanium: alloy).
Sebagai bahan teknik titanium banyak penggunaannya. Titanium adalah logam dengan warna putih keperak-perakan, titik lebur 1668°C dan masa jenisnya 4,505 kg/dm3 Titanium tidak murni/campuran dalam perdagangan dapat digolongkan .
- unsur-unsur yang membentuk interstisi larutan padat (solid solution ) O2 , N, C dan H2 dan lain lain.
- Unsur-unsur yang membentuk substitusi larutan padat (Fe dan unsur-unsur logam lain ).
Oksigen dan nitrogen dengan persentase kecil dalam titanium alloy dapat imengurangi ductility secara drastis. Kandungan karbon dengan lebih dari 0,2% menurunkan ductility dan kekuatan pukul dan titanium alloy. Paduan titanium alloy. Paduan titanium terdiri dari vanadium, molibden, chrom, mangan, aluminium timah, besi dll.
Memiliki sifat-sifat mekanik yang tinggi dengan rasa jenis yang rendah, sangat tahan korosi, banyak digunakan dalam industri pesawat terbang.
2.5.4. Logam-logam Sinter (Powder Metallurgy)
A. Pendahuluan
Powder Metallurgy adalah proses dimana sejumlah kecil komponen dihasilkan dengan pengepresan dan sinter serbuk logam dan serbuk keramik bersama-sama.
Proses ini mempunyai keuntungan, ini disebabkan oleh:
1. Kebutuhan akan bahan serbuk berkwalitas tinggi yang makin besar.
2. Mengurangi ongkos pengerjaan selanjutnya.
3. Cara praktis untuk menghasilkan komponen yang istimewa.
Keuntungan dari proses ini ialah :
1. Komponen dapat dibuat sampai tingkat ukuran yang teliti tanpa finishing.
2. Proses ini mampu memproduksi komponen-komponen dengan titik cair tinggi seperti misalnya perkakas tungsten karbid.
3. Komposisi yang dikehendaki lebih teliti dari pada pengecoran.
4. Mampu memproduksi paduan logam yang tidak dapat ber campur dalam keadaan cair, misal tembaga-timah hitam, tembagatungsten.
5. Non logam seperti grafit dapat dicampurkan secara merata dalam konsentrasi tembaga.
6. Komponen dapat dibuat dengan sifat-sifat tanpa bentuk yang khusus termasuk kontrol kerapatan dan tahan pakai.
Kerugiannya;
1. Tidak ekonomis untuk produksi dalam jumlah kecil
2. Proses terbatas untuk komponen-komponen yang ukurannya relatif kecil.
3. Proses biasanya tidak sesuai untuk komponen-komponen yang bekerja dilingkungan yang porosif.
Produksi serbuk
Sebelumnya serbuk-serbuk itu digiling dengan ballmill untuk menghasilkan ukuran yang homogen. Penggilingan bulatan-bulatan dapat dilakukan jika itu diperlukan. Meskipun besi dan nikel itu bahan yang ductile, tujuan penggilingan adalah untuk membuat serbuk agak berlapis yang membuatnya baik untuk diproses.
Serbuk logam lainnya dibuat dengan reduksi dari oksidanya yang terdapat dalam bijihnya. Ball milling kemudian diguna kan untuk menghasilkan serbuk dengan ukuran partikel yang dikehendaki.
Cara mencampur serbuk
Bila dua serbuk yang berbeda atau lebih dicampur untuk menghasilkan paduan, pencampuran harus homogen untuk menghasilkan campuran yang sebaik-baiknya. Pada beberapa produk padu an diinginkan bahwa ukuran serbuk dibuat mirip untuk menghasilkan pencampuran yang terbaik.
Sebagai contoh bahan lumas parafin, lilin atau grafit biasa digunakan untuk membantu pencampuran yang homogen dan akhir nya padat selama pengepresan. Karbon tetraclorida (uap beracun) digunakan dalam pencampuran serbuk karbit & cobalt secara basah dalam memproduksi perkakas-perkakas karbid.
B. Prosesnya
Pengepresan
Pengepresan adalah operasi yang paling penting. Komponen dalam bentuk tertentu diperoleh dengan pemadatan serbuk dalam cetakan (die) dengan tenaga yang cukup, mksudnya:.
1. Kerapatan yang diperlukan produk terpenuhi,
2. Terjadi deformasi plastis partikel serbuk dengan demikian luas kontak cukup memberikan kekuatan.
3. Menghasilkan adhesi dan penempelan secara dingin.
4. Memungkinkan partikel akhirnya terikat bersama selama penyinteran.
Pengepresan komponen-komponen tipis biasanya menggunakan penekan tunggal. Sedang untuk benda-benda tebal menggunakan penekan (punch) ganda. Untuk mengepres komponen-komponen yang bentuknya tidak teratur menggunakan multiple-punch.
Pengepresan-pengepresan ini dilakukan dengan sistim mekanis atau hidrolis.
Sintering
Untuk perkakas-perkakas karbid sebelum sintering yang sesugguhnya diperlukan sinter pendahuluan (prasinter). Maksudnya sebagai dewaxing untuk memberikan kekuatan pada cetakan (die). Suhu prasinter ± 800 0C. Sintering menambah kekuatan & kekerasan bahan ini dapat dilakukan dengan mengontrol waktu & suhu sinter. Keadaan yang dapat terjadi selama sinter adalah difusi, rekristalisasi & pertumbuhan butir. Gambar 2.1 menunjukkan perubahan bentuk
partikel selama sintering.

Pada (a) partikel membuat kontak titik setempat. Pada (b) luas kontak bertambah dan partikel menjadi merata oleh tarikan permukaan; difusi dimulai pada boundary butir (partikel) (c) menunjukkan ikatan mendekati lengkap. Bila kerja mekanik di lakukan pada komponen yang telah terpadatkan, misalnya membentuk ukuran maka akan terjadi distorsi (kerusakan) pada boundary butir, ini memungkinkan untuk rekristalisasi. Beberapa logam dapat mengalami rekristalisasi tanpa kerja mekanik.
Pengepresan panas & pengepresan dingin Perkembangan terakhir dalam memproduksi komponen dengan powder metallurgy adalah
1. Pengepresan panas atau tempa, dikenal sebagai sinterforging/hot forging
2. Pengepresan ulang dingin, dikenal sebagai cold repressing. Pengepresan ulang dingin Setelah serbuk yang telah dipres dalam cetakan yang pertama padat
maka komponen yang telah dingin itu dipres lagi dalam cetakan yang kedua. Hasilnya kekuatan pukul komponen bertambah, misalnya gear box dsb.
Pengepresan panas
Cara ini adalah pemindahan komponen dari hot presintered compact ke cetakan lain dimana cara ini dipres dengan cepat. Gb. 2.18 dan 2.19 memperlihatkan bagaimana cara ini menaikkan kekuatan pukul dan tahan pakai yang lebih baik dibandingkan pengepresan ulang dingin.
Sizing (Coining)
Sizing adalah salah satu cara finishing komponen. Ini menghilangkan distorsi bentuk yang kecil dan menjaga komponen dalam toleransi yang dikehendaki. Bantalan bronze yang poreus adalah contoh komponen yang disizing sebagai pengerjaan akhir. Hasil
1. Perkakas pahat karbid. Ini biasanya digunakan dalam mesinan logam, pengeboran karang, ektrusi dan sebagainya
2. Cementid oksida dan cementid carbid oksida, produk ini biasa digunakan untuk pemesinan logam seperti halnya pahat karbid. Pahat dari bahan ini untuk pemesinan dengan kecepatan sangat tinggi dimana pahat karbid tidak mampu bekerja pada kondisi tersebut.
3. Komponen-komponen mobil dan komponen mesin ringan. Beberapa komponen seperti gear-box, suku cadang pompa, roda gigi, cam dan komponen-komponen kecil mesin tik, mesin telex, mesin hitung dan komputer dibuat dari logam serbuk.
Bahan komponen ini dari paduan-paduan seperti besi- tembaga, besi-tembaga-karbon, besi-nikel-karbon, besi-nikel-molibden (4%Ni3O,5%oMo) dan besi-nikel-mangan. Kekuatan bahan yang maksimum dicapai dengan paduan besi-nikel-molibden, sedang ketahanan pakai yang terbaik paduan besi-nikel-manggan.
4. Kontak listrik, paduan yang dipakai perak-nikel, perak-gafit, perak molibden, perak-tungsten dan terbaga-tungsten-karbid.
5. Bantalan bronze. Paduan yang digunakan tembaga-timah putihgrafit. Serbuk-serbuk paduan ini menghasilkan sifat poreus.
6. Komponen-komponen tahan friksi (metal ceramics) misalnya clutch-facing, brake-lining yang biasa digunakan untuk pemakaian mekanik yang keras dan panas. Pemakaian yang lain misalnya punch presses, rem traktor dan pesawat terbang, pahat mesin bubut turret dan sebagainya. Paduan-paduan yang dipakai
serbuk Cu, Pb, Fe, Sn, grafit dan serbuk silika dalam bermacammacam komposisi.
7. Magnit permanen. Magnit yang dibuat dengan powder-metallurgi lebih kuat dari pada dibuat dengan pengecoran. Bahan untuk komponen ini paduan, Al-Ni-Fe danAl-Nt-Co-Fe. Komponen yang lain seperti sikat pembagi arus untuk armature motor dan generator DC, pengeras suara, radio transformen, koil induksi sendiri berturut-turut dibuat dari paduan serbuk Ni-Fe Ba-Fe, Zn- Fe dan Fe.
2.5.5. Pelapisan Logam
A. Korosi
Korosi diartikan sebagai peristiwa pengkaratan, apabila kita menyebutkan kata karat maka hampir semua orang akan tahu dan pernah meiihat apa yang dimaksud dengan karat tersebut. Pengkaratan dikenal sebagai suatu peristiwa kerusakan permukaan pada barang-barang yang terbuat dari logam yang berlangsung dengan sendirinya akibat adanya interaksi/kontak antara barang tersebut dengan lingkungan dimana barang tersebut berada. Peristiwa ini sangat tidak dikehendaki karena dapat merusak baik fungsi maupun penampilan/nampak rupa dari barang-barang yang mengalami peristiwa ini.
Pengertian yang lebih luas korosi bukan hanya menyangkut masalah karat saja, akan tetapi diartikan sebagai peristiwa rusaknya bahan-bahan/konstruksi logam akibat pengaruh lingkungan. Sering terjadi pada kondisi lingkungan tertentu konstruksi logam mengalami kerusakan yang sangat parah meskipun karat sedikitpun tidak terbentuk.
Peristiwa ini dapat terjadi pada semua konstruksi logam atau konstruksi yang menggunakan logam, baik itu berupa gedung, jembatan, tiang pancang, peralatan pabrik, sistem perpipaan, mesinmesin, komponen berbagai macam kendaraan bermotor, kapal laut, pesawat terbang, perlengkapan rumah tangga dan lain sebagainya.
Adapun produk korosi dapat terjadi dalam berbagai bentuk mulai dari bentuk yang sederhana, terlihat oleh metal telanjang (seperti terbentuknya karat pada permukaan, sampai kepada bentukbentuk yang rumit yang hanya dapat dideteksi oleh peralatan yang sangat sensitif. Meskipun proses korosi adalah proses alamiah yang berlangsung dengan sendirinya dan karena tidak bisa dicegah secara mutlak, akan tetapi tindakan pencegahan dan penanggulangannya tetap diperlukan.
Pada dasarnya prinsip pencegahan dan penanggulangan korosi sangat sederhana. Kita dapat memilih salah satu atau kombinasi dari metode-metode yang ada seperti metode perlindungan katodik, inhibisi, pelapisan dengan logam dan pelapisan dengan cat. Pemilihan metode mana yang akan dipakai tentu saja bergantung pada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan.
1. Teori dasar korosi
Ditinjau dari segi termodinamika, proses korosi adalah proses yang sangat bersifat alamiah. Pada dasarnya semua logam tidak stabil. Logam murni cenderung bereaksi dengan lingkungan dimana ia berada dan membentuk senyawa oksida atau karbonat yang lebih stabil. Pada reaksi diatas terjadi perpindahan elektron dan reaksi semacam ini disebut reaksi elektrokimia.
Kecenderungan logam untuk melepaskan elektron berbedabeda, semakin besar kecenderungan tersebut semakin reaktif logam yang bersangkutan. Sebagai contoh perbedaan reaktivitas logam terlihat pada tabel dibawah ini :
Na ternyata sangat reaktif, sedangkan Pt sebaliknya. Reaksi dimana Na melepaskan elektronnya adalah reaksi korosi dan karenanya Na adalah logam yang sangat mudah terkorosi. Sebaliknya Pt digolongkan sebagai logam mulia karena reaktivitasnya yang sangat rendah.
2. Mekanisme korosi
Mekanisme proses korosi logam pada dasarnya merupakan proses elektrokimia. Untuk memahami mekanisme proses korosi baiklah kita perhatikan reaksi antara logam seng (Zn) dengan asam khlorida (HCl). Jika Zn dicelupkan ke dalam larutan HC1, akan terjadi reaksi pembentukan gas hidrogen dan reaksi pelarutan Zn membentuk larutan seng khlorida (ZnC12). Reaksi diatas dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi berikut ini
Zn + 2 HC1 —? ZnC12 + H2 ....................................................... (1)
Ion klorida tidak ikut serta dalam reaksi, maka reaksi (1) dapat disederhanakan sebagai berikut
Zn + 2 H+—? ZN2+ + H2 ............................................................. (2)
Seng bereaksi dengan ion hidrogen dari larutan asam membentuk ion seng dan gas hidrogen. Dari persamaan reaksi (2) kita dapat melihat bahwa terjadi dua jenis reaksi yang berlangsung bersamaan, yaitu reaksi oksidasi Zn dan reaksi reduksi ion hidrogen. Reaksi oksidasi dan reduksi ini dapat dinyatakan dalam persamaan reaksi berikut :
Zn —? Zn++ + 2 e (oksidasi) ....................................................... (3)
2H+ + 2 e —? H2 (reduksi) ......................................................... (4)
Reaksi (3) adalah reaksi oksidasi dari logam seng yang merupakan proses terkorosinya logam seng, dan terjadi didaerah yang bersifat anodik atau anoda, oleh karena itu biasa disebut reaksi anodik.
Reaksi (4) yang berlangsung serempak dengan reaksi (3) adalah reaksi reduksi yang terjadi di daerah bersifat katodik atau katoda, oleh karena itu biasa disebut sebagai reaksi katodik. Dari uraian diatas dapat dilihat bahwa proses korosi dapat terjadi apabila sekurang-kurangnya terdapat sepasang reaksi oksidasi dan reduksi, yang berlangsung secara serempak dengan kecepatan reaksi, yang sama.
3. Reaksi anodik dan katodik
Reaksi anodik dalam setiap reaksi korosi merupakan reaksi oksidasi suatu logam menjadi ionnya yang ditandai dengan kenaikan valensi atau pelepasan elektron. Secara umum reaksi anodik dapat dituliskan sebagai berikut :
M —? Mn+ + n e ........................................................................ (5)
n = jumlah elektron yang dihasilkan dan nilainya sama dengan valensi ion logam yang terkorosi
Reaksi katodik dalam setiap reaksi korosi merupakan reaksi re duksi yang ditandai dengan penurunan valensi atau penyerapan elektron. Ada beberapa reaksi katodik yang berbeda yang sering dijumpai dalam korosi logam, yaitu :
- Lingkungan asam :
a. Tanpa oksigen
2 H+ + 2 e —? H2 ......................................................... (5)
b. Dengan oksigen
4 H+ + O2 + 4 e —? 2 H2O ....................................... (6)
- Lingkungan basa atau netral :
2 H2O + O2 + 4 e —? 4 OH- .......................................... (7)
- Reduksi ion logam :
Mn+ + n e —? M ......................................................... (8)
Mn+ + e ——? M(N-1)+ ..................................................... (9)
Dari sekian banyak reaksi katodik yang paling umum dijumpai pada proses korosi adalah reaksi (5); (6) dan (7). Dari sini dapat disimpulkan bahwa peranan air dan oksigen sangat dominan dalam proses korosi.
4. Terbentuknya anoda dan katoda
Daerah anoda dan katoda pada prinsipnya dapat terbentuk bila pada permukaan logam atau paduan terdapat perbedaan potensial atau energi bebas dari titik yang satu terhadap yang lain disekitarnya.
Perbedaan potensial ini dapat dihasilkan misalnya oleh dua jenis logam yang berhubungan secara listrik, perbedaan rasa, perbedaan suhu, perbedaan tegangan, perbedaan besar butiran, daerah pinggir dan tengah butiran dan juga pengaruh konsentrasi dari lingkungan. Kondisi-kondisi yang dapat membentuk daerah anoda dan katoda dapat dilihat dalam tabel berikut ini :
5. Jenis-jenis Korosi
Serangan korosi pada logam-logam oleh lingkungannya dapat menghasilkan berbagai bentuk kerusakan. Jenis kerusakan yang terjadi tidak hanya tergantung pada jenis logam, keadaan fisik logam dan keadaan penggunaan-penggunaannya, tetapi juga tergantung pada lingkungannya. Ditinjau dari bentuk produk atau prosesnya, korosi dapat dibedakan dalam beberapa jenis, di antaranya :
a. Korosi merata : Serangan korosi yang merata diseluruh
permukaan logam. Korosi merata umumnya terjadi pada permukaan - permukaan logam yang memiliki komposisi kimia sejenis atau memiliki mikro struktur sejenis. Korosi merata merupakan bentuk kerusakan yang paling umum dijumpai.
b. Korosi lubang (pitting) : Serangan korosi yang membentuk lubang. Korosi lubang biasanya merupakan hasil dari aksi sel korosi autokatalitik setempat. Dengan demikian kondisi kondisi korosi yang dihasilkan di dalam lubang cenderung mempercepat proses korosi. Korosi lubang sangat membahayakan karena biasanya hanya berbentuk lubang kecil bahkan kadang-kadang dari luar tertutup dan hanya merupakan permukaan yang kasar.
c. Korosi celah (crevice corrosion) : Serangan korosi pada celahcelah yang umumnya terjadi karena adanya jebakan air atau elektrolit diantara celah, sambungan dan sebagainya. Korosi celah ini juga dapat autokatalitik karena hidrolisa ion - ion logam yang terjadi di dalam celah dan juga penimbunan muatan positif larutan di dalam celah.
d. Korosi galbani (galvanic corrosion) : Serangan korosi yang terjadi apabila dua logam yang berbeda dihubungkan satu dengan yang lain. Logam yang kurang mulia akan bertindak sebagai anoda dan yang lebih mulia sebagai katoda. Kecenderungan terkorosi tergantung pada jenis logam yang berkontak dan luas permukaan daerah katoda dan anodanya.
e. Korosi selektif : Serangan korosi yang bersifat selektif. Paduan yang terdiri dari unsur-unsur yang memiliki aktifitas elektrokimia jauh berbeda akan mudah terpengarah oleh korosi selektif.
f. Korosi antar kristal (intergranular corrosion) : Serangan korosi yang terjadi pada batas kristal (butir) dari suatu logam/paduan karena paduan yang kurang sempurna (ada kotoran yang masuk) atau adanya gas hidrogen atau oksigen yang masuk pada batas kristal/butir.
g. Korosi lelah : kegagalan logam oleh aksi gabungan beban dinamik dan lingkungan korosif.
h. Korosi tegang : Peretakan logam karena aksi gabungan beban statik dan lingkungan korosif.
i. Korosi erosi : Kerusakan logam karena gabungan aksi lingkungan korosif dan erosi permukaan logam oleh pergerakan lingkungan fluida yang korosif.
6. Pengendalian Korosi
Prinsip dasar pengendalian korosi sebenarnya sangat sederhana.
Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi dapat dibagi dalam dua kategori, yaitu faktor logam (faktor dalam) dan faktor lingkungan (faktor luar).
Jumlah paduan logam maupun variasi lingkungan sangat banyak, sehingga dapat diperkirakan bahwa persoalan korosi tampaknya sangat kompleks. Tetapi dasar-dasar pengendaliannya dapat kita bagi kedalam 4 metode seperti berikut ini :
a) Membuat logam tahan korosi
b) Membuat lingkungan menjadi tidak korosif
c) Membalikkan arah arus korois
d) Memisahkan logam dari lingkungan.
a. Membuat logam tahan korosi
Membuat logam menjadi tahan korosi, dimaksudkan untuk memperoleh ketahanan korosi dari logam dalam lingkungan tertentu. Cara penanggulangan seperti ini akan melibatkan ahli-ahli metallurgi. Ketahanan korosi dari logam dapat diperoleh karena pada permukaan logam dapat dihindarkan adanya daerah-daerah anodik dan katodik, atau menjadikan permukaan logam tertutup oleh lapisan yang protektif, seperti baja tahan karat, baja tahan cuaca dan sebagainya. Cara ini tentu akan mengakibatkan harga logam yang sangat tinggi.
b. Membuat lingkungan menjadi tidak korosif Membuat lingkungan menjadi tidak korosif pada umumnya di  lakukan dengan menggunakan zat-zat kimia yang ditambahkan ke dalam lingkungan elektrolit. Cara ini cocok untuk lingkungan-lingkungan yang terbatas dan terkontrol. Zatzat yang ditambahkan dapat mempengaruhi reaksi-reaksi di anoda, katoda atau keduanya, sehingga proses korosi diperlambat. Zat yang ditambahkan disebut inhibitor.
c. Membalikkan arah korosi
Membalikkan arah arus korosi, sehingga proses korosi logam dikurangi atau bahkan ditiadakan sama sekali. Cara ini bi asa kita kenal dengan istilah "proteksi katodik", dimana proses korosi dicegah dengan jalan memperlakukan logam yang dilindungi sebagai katoda.
d. Memisahkan logam dari lingkungan
Memisahkan logam dari lingkungan adalah cara yang sangat populer dan banyak dilakukan. Cara ini meliputi pelapisan dengan lapis lindung organik atau inorganik (logam dan bukan logam). Teknik pelindungan dapat dengan pengecatan, semprot, lapis listrik, celup dan sebagainya. Untuk proses lapis listrik (electroplating) logam yang umum digunakan untuk melapis antara lain kadmium, khrom, tembaga, emas, timah putih, timah hitam, nikel, perak dan seng. Sedangkan dalam bentuk paduannya antara lain : kuningan, perunggu, nikel- besi dan lain-lain.
Dilihat dari fungsi proteksinya jenis-jensi logam pelindung tersebut dapat kita kelompokkan dalam dua golongan. Golongan yang pertama adalah bersifat "sacrificial" yaitu logam logam yang lebih anodis dari logam yang dilindungi, sehingga logam pelindung tersebut akan habis lebih dahulu dari pada logam yang dilindungi. Golongan kedua adalah logam-logam yang betul-betul "melindung" dalam arti bersifat mengisolasi permukaan bahan dasar terpisah dari lingkungan, dan yang bersifat katodis.
Sebagai contoh untuk perlindungan baja, logam yang termasuk dalam golongan pertama adalah : seng, aluminium, kadmium dan sebagainya; dan yang termasuk golongan kedua adalah nikel, khrom, perak, dan sebagainya.
B. Pelapisan Logam
Setiap tahun, korosi yang terjadi diberbagai lingkungan menyebabkan kerusakan yang memakan biaya cukup besar. Untuk menanggulangi bahaya korosi, yang berarti juga memperkecil kerugian, perlu dicari cara-cara untuk melindungi logam yang mudah terkorosi.
Salah satu cara perlindungan yang patut diketengahkan adalah memberikan suatu lapisan logam tertentu sebagai lapis pelindung. Ada bermacam-macam cara untuk memberikan logam pelapis pada logam yang akan dilindungi. Salah satu diantaranya adalah proses lapis listrik (electroplating).
Lapis listrik menawarkan jasanya untuk memberikan suatu perlindungan dengan menggunakan logam-logam tertentu sebagai lapis pelindung, misalnya : nikel, khrom, seng, timah dan lain-lain. Banyak orang yang tidak terjun langsung dalam industri lapis listrik mengira bahwa lapis listrik hanya untuk menbuat benda-benda tampak lebih menarik. Pada kenyataannya peranan lapis listrik jauh lebih luas lagi. Peranan utamanya adalah melindungi logam yang dilapisi dari bahaya korosi. Disamping itu peranan penting lainnya ialah dapat menambah daya tahan terhadap gesekan, memperbaiki sifat konduktivitas, memudahkan penyolderan, menambah kekerasan dan lain-lain. Sehingga memungkinkan para perancang dan ahli teknik untuk mendapatkan kombinasi sifat-sifat dari permukaan benda yang dilapisi dan logam pelapisnya.
1. Konsep Dasar
Lapis listrik adalah suatu proses pengendapan/deposisi suatu logam pelindung yang dikehendaki diatas logam lain dengan cara elektrolisa. Biasanya elektrolisa dilakukan dalam suatu bejana yang disebut sel elektrolisa yang berisi cairan elektrolit/rendaman (bath). Pada rendaman ini tercelup paling tidak dua elektroda.
Masing-masing elektroda dihubungkan dengan arus listrik, terbagi menjadi kutub positif (+) dan negatif (-) dikenal sebagai anoda (+) dan katoda (-).
Selama proses lapis listrik berlangsung terjadi reaksi kimia pada daerah elektroda/elektrolit; baik reaksi reduksi maupun oksidasi. Karena pada proses lapis listrik reaksi diharapkan berjalan terus menerus menuju arah tertentu secara tetap, maka hal yang paling penting dalam proses ini adalah mengoperasikan proses ini dengan menggunakan arus searah.
Dari uraian terdahulu dapat dikatakan bahwa ada 4 bagian yang utama (penting) dari suatu sistem lapis listrik. Keempat bagian yang harus ada didalam suatu unit lapis listrik adalah :
- Larutan elektrolit (rendaman)
- Anoda
- Katoda (benda kerja)
- Sirkuit luar
2. Rendaman/Larutan Elektrolit
Setiap larutan elektrolit yang dijadakan rendaman tempat proses lapis listrik berlangsung harus mengandung bahan-bahan terlarut yang sekurang-kurangnya memiliki satu dari fungsi berikut ini:
a. Menyediakan sumber logam yang akan diendapkan
b. Membentuk kompleks dengan ion logam yang akan diendapkan
c. Konduktif
d. Dapat menstabilkan larutan dari hidrolisa
e. Bertindak sebagai buffer —? pengatur pH
f. Memodifikasi atau mengatur bentuk fisik dari endapan
g. Membantu pelarutan anoda.
Adapun rendaman yang digunakan dalam proses lapis listrik dapat bersifat asam maupun basa.
a. Rendaman Asam Dengan Garam Sederhana
Biasanya rendaman selalu rengandung garam dari logam yang akan diendapkan/dilapiskan. Sebaiknya dipilih garamgaram yang mudah larut namun anion dari garam tersebut tidak mudah tereduksi. Walaupun anion tidak ikut secara langsung dalam proses terjadinya pelapisan, tetapi jika menempel pada permukaan katoda akan merupakan gangguan bagi struktur endapan.
Aktivitas dari ion logam ditentukan oleh konsentrasi dari garam logamnya, derajat disosiasi dan konsentrasi komponen lain yang ada di dalam rendaman. Jika konsentrasi logamnya tidak mencukupi untuk diendapkan, akan terbentuk endapan yang terbakar pada rapat arus yang relative rendah.
Adanya ion khlorida di dalam rendaman yang bersifat asam mempunyai dua (2) fungsi utama, pertama akan memudahkan terkorosinya anoda atau mencegah pasivasi anoda dan yang kedua akan menaikkan koefisien difusi dari ion logamnya berarti menaikkan batas rapat arus (limiting current density).
b. Rendaman yang Mengandung Garam Kompleks
Garam kompleks yang sering digunakan dalam proses lapis listrik adalah Sianida. Karena siano kompleks terdekomposisi oleh asam, maka rendaman harus bersifat alkali (basa). Adanya natrium atau kalium hidroksida akan memperbaiki konduktivitas dan mencegah liberasi dari asam hidrosianat oleh CO2 yang masuk ke dalam rendaman dari udara.
c. Buffer (penyangga) dan komponen lainnya
Disamping garam logamnya sebagai komponen utama, rendaman juga mengandung komponen lain, misalnya komponen yang berfungsi sebagai penyangga (mengatur pH); misal untuk rendaman nikel digunakan asam borat sebagai buffer. Sedangkan penambahan asam sulfat pada rendaman tertentu akan menaikkan konduktivitas dan mencegah hidrolisa.
d. Bahan Imbuh (Addition Agent)
Untuk mendapatkan hasil pelapisan yang baik (mengkilap, rata) diperlukan adanya komponen-komponen lain yang ditambahkan kedalam rendaman. Diantaranya adalah "Wetting agent", "levellers" dan bahan pengkilap (brightener).
Wetting Agent :
Jika gelembung gas hidrogen menempel pada permukaan katoda, pelapisan dihalangi dan hanya terjadi disekitar gelembung tersebut, sehingga menghasilkan pelapisan yang berlubang-lubang. "Wetting agent" ditambahkan untuk mengeliminir hal tersebut.
Levellers.
Bahan imbuh ini mempunyai kemampuan untuk menyembunyikan cacat-cacat pada permukaan katoda.
Bahan Pengkilap.
Bahan ini ditambahkan ke dalam rendaman, agar endapan/lapisan yang dihasilkan mengkilap. Ada bermacam-macam bahan pengkilap, biasanya adalah bahan-bahan organik. Bahan imbuh yang telah disebutkan biasanya ditambahkan ke dalam larutan dalam jumlah yang kecil sekali. Kemampuan Rendaman. Rendaman/elektrolit untuk suatu proses lapis listrik diharapkan mempunyai kemampuan untuk mendapatkan hasil yang berkualitas baik. Rendaman harus memiliki "covering power", "throwing power", dan "levelling" yang baik. "Covering power"
Covering power adalah kemampuan suatu rendaman/elektrolit untuk mengendapkan logam keseluruh permukaan katoda yang bagaimanapun juga bentuknya. Covering power
tergantung kepada pengerjaan awal/proses persiapan peiinukaan dan kondisi dari permukaan benda kerja/katoda disamping kondisi dari proses lapis listrinya sendiri.
"Throwing power"
Ada dua macam throwing power, yang pertama adalah macro dan yang kedua adalah micro throwing power. Macro throwing power. Macro throwing power dapat didefinisikan sebagai kemampuan rendaman/elektrolit untuk menghasilkan endapan yang kurang lebih sama tebalnya pada benda kerja yang tidak beraturan bentuknya. Faktor yang mempengaruhi macro throwing power adalah distribusi arus, kondisi operasi, efisiensi arus dan konduktivitas. Micro throwing power.
Didefinisikan sebagai kemampuan rendaman untuk menghasilkan endapan yang sama tebalnya pada setiap titik permukaan benda kerja. Difusi ion logam merupakan hal yang penting bagi micro throwing power.
“Levelling"
Dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk menghasilkan lapisan yang lebih tebal pada lekukan daripada pada permukaan yang rata.
3. Anoda
Anoda yang digunakan dalam proses lapis listrik harus dapat mengalirkan arus listrik dari luar kedalam larutan/rendaman dan juga harus berfungsi sebagai pengisi kekurangan logam didalam larutan karena mengendap pada permukaan katoda. Anoda dapat berbentuk lempengan logam yang masif atau dapat juga berbentuk bola atau potongan-potongan kecil. Ada dua jenis anoda, yaitu anoda yang terbuat dari logam yang akan diendapkan,dikenal dengan nama anoda terlarut dan satu lagi adalah anoda yang terbuat dari logam lain yang tidak larut dalam rendaman, dikenal dengan nama anoda inert. Ada keuntungan dan kerugiannya masing-masing bila menggunakan jenis anoda tersebut.
Keuntungan bila kita menggunakan anoda terlarut antara lain adalah larutan/rendaman dapat dikatakan memiliki kandungan logam yang konstan, penambahan garam logamnya tidak perlu dilakukan. Sedangkan ke rugiannya menggunakan anoda terlarut adalah seringkali ada pengotor yang ikut terlarut dan kadangkadang
juga ada bahan-bahan yang tidak larut yang akan mengotori rendaman, disamping itu perlu dilakukan kontrol apakah anoda tetap aktif dan tidak membentuk film tipis yang akan menyebabkan anoda menjadi pasif. Keuntungan menggunakan anoda inert adalah tidak perlu mengganti anoda (karena tidak akan habis) jadi sekali dipasang dapat digunakan selamanya; namun demikian ada juga kerugiannya yaitu, logam didalam rendaman lama kelamaan akan habis mengendap dibawa, sehingga analisa larutan dan penambahan bahan kimia kedalam larutan harus kerapkali dilakukan.
4. Katoda
Katoda atau benda kerja dapat memiliki bermacam bentuk dan dapat terbuat dari beraneka logam yang penting katoda harus bersifat konduktor sehingga proses lapis listrik dapat berlangsung dan logam dapat menempel pada katoda (benda kerja). Bila benda kerja tidak bersifat konduktor, dapat dilakukan pengerjaan awal yang membuat benda kerja siap menjadi katoda dalam proses lapis listrik.
5. Sirkuit Luar
Sirkuit (rangkaian) listrik di luar sistem lapis listrik biasanya terdiri dari sumber arus dan peralatan lain yang dapat menyearahkan arus bila sumber arus memberikan arus bolak-balik.
C. Pengerjaan Lapis Listrik
1. Pemilihan Jenis Pelapis
Di dalam proses lapis listrik, logam-logam yang umumnya digunakan untuk pelapis antara lain adalah : kadmium, khrom, tembaga, emas, perak, timbal, nikel dan seng, sedangkan logam paduan yang digunakan antara lain adalah kuningan dan

Dilihat dari fungsi perlindungannya, jenis-jenis logam pelindung tersebut dapat dikelompokkan dalam 2 golongan yaitu :
a. Lapis Logam Mulia.
Logam-logam pelapis yang termasuk dalam golongan ini adalah logam yang betul-betul melindungi. Logam ini lebih bersifat katodik daripada logam yang dilindungi. Sebagian besar dari logam pelindung termasuk ke dalam golongan ini.
b. Lapis Logam Korban.
Logam-logam pelapis yang termasuk dalam golongan ini adalah logam-logam yang lebih anodik dari logam yang dilindungi, sehingga logam pelindung ini akan rusak lebih dahulu, contoh : seng.
c. Tujuan Melapisi
Tujuan melapisi dapat dibagi menjadi 3 kelompok.
Kelompok 1.: Hanya untuk menambah daya tahan terhadap korosi.
Contoh : lapis seng pada kawat baja untuk jalur komunikasi.
d. Fungsi dari benda yang dilapisi.
Sebelum menentukan jenis pelapis yang akan digunakan, terlebih dahulu perlu diketahui fungsi dari benda yang akan dilapisi tersebut. Ada beberapa faktor yang perlu mendapat perhatian, antara lain :
- Faktor Lingkungan
Logam pelapis harus disesuaikan dengan lingkungan dimana benda yang akan dilapisi tersebut berada.
- Umur pelayanan (service life).
Pemilihan logam pelapis juga harus disesuaikan dengan umur pelayanan dari benda yang akan dilapisi.
- Logam dasar yang akan dilapisi.
Suasana pelapisan (kondisi elektrolit) harus sesuai dengan benda yang akan dilapisi.
Bentuk dan ukuran dari benda yang akan dilapisi. Disain bak, rak dan anoda yang digunakan untuk pelapisan harus sesuai dengan bentuk ukuran dari benda yang akan dilapisi.
2. Proses Lapis Listrik
Secara garis besar proses lapis listrik dapat dibagi menjadi 3 tahap sebagai berikut :
Tahap 1. : Proses persiapan
Tahap 2. : Proses lapis listrik
Tahap 3. : Proses pengerjaan akhir
Tahap 1. Proses Persiapan
Sebelum lapis listrik dilakukan pada suatu benda kerja, permukaan benda kerja tersebut harus berada dalam kondisi yang betul-betul bersih, bebas dari segala macam pengotor. Persyaratan ini mutlak perlu agar bisa didapatkan hasil lapis listrik yang baik.
Secara umum persiapan ini harus memenuhi 2 tujuan.
a. Menghilangkan semua pengotor yang ada pada permukaan.
b. Mendapatkan keadaan fisik permukaan yang baik dari permukaan.
Jenis kotoran yang biasa dijumpai pada permukaan logam dapat digolongkan sebagai berikut :
a. kotoran organik
b. kotoran anorganik/oksida
c. kotoran lainnya.
Pemilihan teknik persiapan ini tergantung dari pengotornya, tetapi secara umum dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
a. cara mekanik
b. pembersihan dengan pelarut (solvent)
c. pembersihan dengan alkali baik celup atau elektrokimia
d. pembersihan dengan asam.
Tahap 2. Proses Lapis Listrik
Setelah benda kerja betul-betu bersih, maka benda kerja tersebut sudah siap untuk dilapisi. Cara melapisi : benda kerja dijadikan katoda, dicelupkan ke dalam larutan elektrolit yang mengandung garam dari logam pelapisnya. Sedangkan anodanya biasanya berbentuk batangan atau lempengan dari logam, dan biasanya
terbuat dari logam yang akan dilapiskan. Kemudian sistim tersebut dihubungkan dengan sumber arus.
Adapun kondisi operasi yang perlu direncanakan adalah :
- rapat arus
- waktu
- temperatur
- komposisi larutan elektrolit.
Tahap 3. Pengerjaan Akhir.
Benda kerja setelah mengalami proses lapis listrik, perlu dibilas (dicuci bersih-bersih) dan kemudian dikeringkan. Kadang-kadang perlu juga dilakukan proses lebih lanjut misalnya dipasifkan atau diberi lapis pelindung yang transparant (lacquer).
3. Hal-hal yang berpengaruh dalam pelapisan
a. Sumber arus atau besarnya potensial arus yang digunakan dalam proses pelapisan.
b. Pemakaian rendaman elektrolit (bath constituents)
c. Penambahan bahan lain berupa zat anorganik atau anorganik (adding agents)
d. Karakteristik katoda yang akan dilapisi terutama sifat dan bentuk permukaan.
e. Keadaan posisi geometrik benda kerja terhadap anoda.
f. Faktor lain yang menentukan hasil pelapisan yaitu : struktur dan ukuran butir elektrodeposit yang menentukan kekuatan adhesinya.
4. Keuntungan dan Kelemahan Proses Lapis Listrik.
Bila dibandingkan dengan proses-proses lapis listrik logam yang lain, ternyata proses lapis listrik mempunyai beberapa keuntungan dan kelemahan.
a. Keuntungan proses lapis listrik.
i) Suhu operasi tidak terlalu tinggi (paling tinggi sekitar 600 – 700oC)
ii) Ketebalan lapisan lebih mudah dikendalikan
iii) Permukaan lapisan bisa halus
iv) Hemat dalam pemakaian logam pelapis
b. Kelemahan proses lapis listrik.
i) Adanya keterbatasan dalam ukuran dan disain dari benda yang akan dilapisi.
ii) Hanya bisa dilakukan ditempat pelapisan tidak bisa dilakukan di "lapangan".
iii) Terbatas pada benda kerja yang konduktor.
Dengan adanya kemajuan dari teknoloai lapis listrik, ternyata kelemahan-kelemahan yang tersebut di atas telah bisa diatasi. Kelemahan i dan ii bisa diatasi dengan adanya proses lapis listrik selektip (selective area plating). Dengan menggunakan alat semacam sikat, benda yang akan dilapisi tidak perlu dibawa ke tempat pelapisan, bisa dilapisi dilapangan. Ukuran dan bentuk benda yang akan dilapisi pun tidak menjadi masalah lagi karena dengan cara selektip ini, tidak diperlukan bak pelapisan. Kelemahan iii dapat diatasi dengan adanya proses"electroless".
D. Dasar Teori Elektroplating
Elektroplating dibuat dengan jalan mengalirkan arus listrik melalui larutan antara logam atau material lain yang konduktif. Dua buah plat logam merupakan anoda dan katoda dihubungkan pada kutub positif dan negatif terminal sumber arus searah (DC). Logam yang terhubung dengan kutub positif disebut anoda dan yang terhubung dengan kutub negatif disebut katoda. Ketika sumber tegangan digunakan pada elektrolit, maka kutub positif mengeluarkan ion bergerak dalam larutan menuju katoda dan disebut sebagai kation. Kutub negatif juga mengeluarkan ion, bergerak menuju anoda dan disebut sebagai anion. Larutannya disebut elektrolit.

Michael Faraday pada tahun 1833 menetapkan hubungan antara kelistrikan dan ilmu kimia pada semua reaksi elektrokimia. Dua hukum Faraday ini adalah :
· Hukum I : Jumlah dari tiap elemen atau grup dari elemen-elemen yang dibebaskan pada kedua anoda dan katoda selama elektrolisa sebanding dengan jumlah listrik yang mengalir dalam larutan.
· Hukum II : Jumlah dari arus listrik bebas sama dengan jumlah ion atau jumlah substansi ion yang dibebaskan dengan memberikan sejumlah arus listrik adalah
sebanding dengan berat ekivalennya.
Hukum I membuktikan terdapat hubungan antara reaksi kimia dan jumlah total listrik yang melalui elektrolit. Menurut Faraday, arus 1 Ampere mengalir selama 96.496 detik (± 26,8 jam) membebaskan 1,008 gram hidrogen dan 35,437 gram khlor dari larutan asam khlorida encer. Seperti hasil yang ditunjukkan bahwa 96.496 coulomb arus listrik membebaskan satu satuan berat ekivalen ion positif dan negatif. Oleh sebab itu 96.496 coulomb atau kira-kira 96.500 coulomb yang disebut 1 Faraday sebanding dengan berat 1 elektrokimia.
Apabila logam dimasukkan pada larutan yang mengandung ionnya sendiri akan menimbulkan beda potensial antara logam tersebut dengan larutan. Beda potensial ini disebabkan karena atom dari logam untuk menjadikan satu atau lebih muatan negatif dan lepas ke dalam larutan dalam bentuk ion. Pada saat yang bersamaan terjadi reaksi kebalikan dalam larutan. Dua reaksi yang berlawanan tersebut berlangsung pada kecepatan yang tidak sama, maka potensial ini akan diatur oleh permukaan logam dan elekrolit yang berhubungan dengan permukaan logam. Akhirnya kondisi setimbang tercapai dimana ionisasi dan pelepasan berlangsung tepat pada kecepatan yang sama. Kesetimbangan ini disebut dengan potensial kesetimbangan atau potensial bolak-balik pada partikel logam pada
laruan yang dipergunakan.
Potensial elektroda standar berdasarkan skala hidrogen, dimana semua logam-logam sebelum hidrogen pada skala hidrogen mampu menggantikan hidrogen dari larutan yang mengandung ion hidrogen, dan logam-logam setelah hidrogen pada skala hidrogen biasanya tidak dapat menggantikan hidrogen secara langsung. Berikut ini adalah skala hidrogen :
Logam seng, timah hitam dan timah putih dinamakan logam dasar karena mudah larut di dalam asam dan ditunjukkan oleh tanda potensial negatif, sedangkan kebalikan dari ketiga logam diatas adalah logam mulia seperi tembaga, perak dan emas ditunjukkan oleh tanda potensial positif.
1. Proses Elektroplating Tembaga-Nikel-Khrom
Proses pelapisan tembaga-nikel-khrom terhadap logam ferro atau kuningan sebagai logam yang dilapis adalah satu cara untuk melindungi logam terhadap serangan korosi dan untuk mendapatkan sifat dekoratif. Cara pelapisan tembaga-nikel-khrom dengan metode elektroplating adalah sebagai berikut :
Pelapisan menggunakan arus searah. Cara kerjanya mirip dengan elektrolisa, dimana logam pelapis bertindak sebagai anoda, sedangkan logam dasarnya sebagai katoda. Cara terakhir ini yang disertai dengan perlakuan awal terhadap benda kerja yang baik mempunyai berbagai keuntungan dibandingkan dengan cara-cara yang lain. Keuntungan-keuntungan tersebut antara lain :
a. Lapisan relatif tipis.
b. Ketebalan dapat dikontrol.
c. Permukaan lapisan lebih halus.
d. Hemat dilihat dari pemakaian logam khrom.
Pengerjaan elektroplating tembaga-nikel-khrom pada dasarnya terbagi atas tiga proses yaitu perlakuan awal, proses pelapisan dan proses pengolahan akhir hasil elektroplating.
Proses elektroplating ini terdapat tiga jenis proses pelapisan yaitu yang pertama adalah pelapisan logam dengan Tembaga, lalu dilanjutkan dengan pelapisan Nikel dan yang terakhir benda dilapis dengan Khrom.
2. Pelapisan Tembaga
Tembaga atau Cuprum (Cu) merupakan logam yang banyak sekali digunakan, karena mempunyai sifat hantaran arus dan panas yang baik. Tembaga digunakan untuk pelapisan dasar karena dapat menutup permukaan bahan yang dilapis dengan baik. Pelapisan dasar tembaga dipelukan untuk pelapisan lanjut dengan nikel yang kemudian yang kemudian dilakukan pelapisan akhir khrom.
Aplikasi yang paling penting dari pelapisan tembaga adalah sebagai satu lapisan dasar pada pelapisan baja sebelum dilapisi tembaga dari larutan asam yang biasanya diikuti pelapisan nikel dan khrom. Tembaga digunakan sebagai suatu lapisan awal untuk mendapatkan pelekatan yang bagus dan melindungi baja dari
serangan keasaman larutan tembaga sulfat. Alasan pemilihan plating tembaga untuk aplikasi ini karena sifat penutupan lapisan yang bagus dan daya tembus yang tinggi.
Sifat-sifat Fisika Tembaga
§ Logam berwarna kemerah-merahan dan berkilauan
§ Dapat ditempa, dibengkokan dan merupakan penghantar panas dan listrik
§ Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C
§ Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3
Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus dilapisi lagi dengan Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini merupakan proses pengendapan logam secara elektrokimia, digunakan listrik arus searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan adalah tipe alkali dan tipe asam. Untuk tipe alkali komposisi larutan dan kondisi operasi dapat dilihat pada tabel 2.3.
Larutan Strike menghasilkan lapisan yang sangat tipis. Larutan strike dapat pula dipakai sebagai pembersih dengan pencelupan pada larutan sianida yang ditandai dengan keluarnya gas yang banyak pada benda kerja sehingga kotoran-kotoran yang menempel akan mengelupas. Larutan ini terutama digunakan pada komponen-komponen dari baja sebagai lapisan dasar, untuk selanjutnya dilakukan pelapisan tembaga dengan logam lain.
Formula kecepatan tinggi atau efisiensi tinggi digunakan untuk plating tembaga tebal, smentara proses Rochelle digunakan untuk  menghasilkan pelapisan yang bersifat antara strike dan kecepatan tinggi. Garam-garam Rochelle tidak terdekomposisi dan hanya berkurang melalui drag-out yaitu terikutnya larutan pada benda kerja pada saat pengambilan dari tanki tinggi disbanding larutan strike sebab kerapatan arus katoda dan efisiensi penting dalam kecepatan plating. Larutan Rochelle dan kecepatan tinggi dapat dioperasikan pada temperatur relatif tinggi. Komposisi larutan dan kondisi operasi untuk pelapisan tembaga asam dapat dilihat pada tabel 2.4
korosinya, mampu solder, kekerasan, sifat listrik dan lain sebagainya. Keberhasilan proses pengolahan awal ini sangat menentukan kualitas hasil pelapisan logam, baik dengan cara listrik, kimia maupu dengan cara mekanis lainnya. Proses pengolahan awal yang akan mengalami proses pelapisan logam pada umumnya meliputi proses-proses pembersihan dari segala macam pengotor (cleaning proses) dan juga termasuk proses-proses pada olah permukaan seperti poleshing, buffing, dan proses persiapan permukaan yang lainnya. Untuk mendapatkan daya lekat pelapisan logam (adhesi) dan fisik permukaan benda kerja yang baik dari suatu lapisan logam, maka perlu diperhatikan cara olah permukaan dan proses pembersihan permukaan. Ketidaksempurnaan kedua hal tersebut di atas dapat menyebabkan adanya garisan-garisan pada benda kerja dan pengelupasan hasil pelapisan logam. Pemilihan proses serta jenis bahan yang dipakai, baik pembersihan dengan cara mekanis ataupun dengan cara mekanis ataupun dengan cara kimia ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut :
- jenis logam
- jenis pengotor
- tingkat kebersihan permukaan
- cara pembersihan dan jenis bahan
2.6. BAHAN NON METAL
2.6.1. Grafit
Grafit adalah suatu modifikasi dari karbon dengan sifat yang mirip logam (penghantar panas dan listrik yang baik). Di samping tidak cukup padat, grafit tidak terdapat dalam jumlah banyak di alam. Oleh karena itu, untuk keperluan peralatan teknik serta pembuatan elektroda, grafit harus dibuat secara sintetik. Pembuatan: Grafit alam atau grafit yang dibuat dari kokas diperkecil ukurannya, dicampur dengan ter atau resin sintetik, kemudian dipanaskan sehingga membentuk padatan (sintering) dalam cetakan. Pada proses tersebut, bahan-bahan aditif terbakar menjadi arang. Pemanasan yang dilakukan sekali lagi sampai temperatur 3000°C akan menghasilkan lebih banyak grafit (grafit elektro). Untuk alat-alat seperti penukar panas, setelah pemanasan, grafit perlu diberi bahan aditif impregnasi (misalnya dempul dan serbuk grafit). Setelah proses impregnasi, ketahanan temperaturnya turun menjadi 165°C. Sifat-sifat: Grafit adalah penghantar listrik dan panas yang cukup baik tetapi bersifat rapuh. Pada temperatur yang lebih tinggi, grafit teroksidasi oleh asam nitrat berasap, khlor atau oksigen. Grafit hanya dapat dilarutkan dalam besi leleh. Ditinjau dari segi ketahanan terhadap korosi, grafit merupakan bahan yang bidang penggunaannya sangat luas. Bahan tersebut tahan terhadap semua asam dan sebagian besar basa hingga di atas 100°C. Dalam udara, grafit dapat digunakan sampai kira-kira 165oC.
Apabila tidak diimpregnasi, grafit dapat digunakan sampai 500oC. Pengolahan dan penggunaan: Gumpalan-gumpalan grafit dipotong menjadi pelat atau dibuat langsung menjadi barang. Pelat-pelat tersebut ditempel pada bagian luar bejana dengan menggunakan bahan perekat, membentuk satu atau beberapa lapisan pada bejana. Celah-celahnya ditutup dempul.
Grafit digunakan sebagai elektroda, bantalan luncur, ring penyekat, dan aditif untuk bahan pe-lumas. Grafit juga mempertinggi kemampuan lumas teflon. Barang yang seluruhnya dibuat dari grafit adalah alat penukar panas, cawan lebur, batu filter, pompa, dan pelat pecah. Grafit juga digunakan sebagai bahan pengisi. Pada alat penyekat dan penghitung volume, sebagian peralatannya dibuat dari grafit (misalnya torak). Serat grafit dimanfaatkan untuk pelepasan muatan elektrostatik pada selubung ventilasi.
2.6.2. Gelas dan Kuarsa
Gelas termasuk kelompok vitroida atau termogel, yang merupakan senyawa kimia dengan susunan yang kompleks. Senyawa tersebut diperoleh dengan membekukan lelehan yang lewat dingin. Gelas ialah produk yang "amorf dan bening dengan kekerasan dan elastisitas yang cukup, tetapi sangat rapuh.
Pembuatan: Gelas dibuat dari campuran pasir, soda, batu. kapur, natrium sulfat, feldspar, senyawa boron dan aluminium serta bahan aditif lain, tergantung pada jenisnya. Dalam oven, campuran dileburkan misalnya pada temperatur I600oC. Leburan tersebut didinginkan sampai Pembuatan gelas kira-kira 1100oC. Produk-produk jadi atau setengah jadi (misalnya pelat, pipa, benda berongga, batang dan barang yang dipres) dapat dibuat langsung dari leburan tersebut. Hal penting dalam pembuatan bahan itu adalah pendinginan bertahap dan perlahan-lahan. Mula-mula bahan didinginkan sampai temperatur transformasi (perubahan dari plastis ke elastis). Setelah perubahan tersebut, bahan didinginkan lagi hingga tuntas. Dengan cara demikian tidak akan terjadi tegangan dalam bahan yang dapat mengakibatkan retak secara tiba-tiba pada bahan ketika digunakan. Sifat-sifat: Gelas merupakan bahan yang dapat ditembus oleh cahaya tampak dan sinar infra merah, tetapi tidak oleh sinar ultraviolet.Gelas yang mengandung Pb tidak dapat dilewati oleh sinar Rontgen. Pemanasan akan menyebabkan pemuaian gelas yang besarnya sangat berbeda satu sama lain (tergantung koefisien pemuaian). Bila pemanasan atau pendinginan berlangsung terlalu cepat atau terkonsentrasi pada satu titik, akan terjadi tegangan. Karena gelas bersifat rapuh, tegangan tersebut dapat menimbulkan retakan. Bahan aditif khusus seperti boron oksida dapat membuat gelas kimia lebih tahan terhadap bahan kimia dan perubahan temperatur. Kuarsa memiliki sifat tennis yang lebih baik karena koefisien pemuaiannya sangat kecil.
Gelas merupakan isolator listrik yang baik dan penghantar panas yang buruk (terutama glass wool). Gelas kimia akan berubah sifatnya setelah digunakan bertahun-tahun atau dalam waktu yang lebih singkat lagi bila dipakai untuk temperatur yang lebih dari 150'C. Perubahan ini dimulai dengan teradinya kristalisasi pada beberapa tempat dan akhimya pada seluruh tempat. Dengan demikian, gelas menjadi lebih rapuh dan tidak dapat digunakan.
Ketahanan kimia:
Gelas sangat mudah rusak oleh lelehan alkali, alkali karbonat, (pH 10), hidrogen, fluorida, dan agak mudah rusak oleh basa panas dengan pH 7 – 10, serta larutan panas asam anorganik yang mengandung air, misalnya HCl 30%. Pengolahan dan penggunaan: Gelas dapat dibentuk dengan cara memanaskannya lagi (peniupan kaca). Selain itu gelas dapat digerinda dingin, dibor, dipotong, direkat, diperkuat (dengan plastik/serat gelas) dan bisa diberi tegangan (kaca pengaman) dengan pengerjaan panas. Penggunaan: Gelas digunakan sebagai bahan bila dibutuhkan peralatan yang tembus pandang dan mempunyai ketahanan kimia yang
tinggi. Contohnya pipa, kaca pengintip, organ penyekat, bejana kecil dalam operasi, botol keranjang, botol kecil, alat penukar panas, pompa, siklon, filter sinter, dan alat laboratorium. Secara khusus, gelas dapat digunakan sebagai kaca pengaman, bahan isolasi, kaca optik (misalnya untuk filter), kaca jendela, dan cermin.Keamanan: Botol biasa dan botol keranjang tidak holeh diberi beban tekanan. Bila tidak ada petunjuk kerja intern maka petunjuk kerja yang dikeluarkan oleh perusahaan pembuat gelas kimia harus diberlukukan.
2.6.3. Email
Email adalah bahan ticlak tembus pandang yang dibakarkan secara berlapis (3 - 6 lapis) pada bahan dasar. Email merupakan massa yang mirip gelas dan dapat menempel dengan kuat. Email terbentuk setelah campuran organik yang merigandung kuarsa dalam air dilapiskan ke alas permukaan logam dengan cara pelelehan dan "sinter". Sifat-sifat: Email mempunyai sifat mirip gelas. Karena koefisien pemuaiannya lebih kecil dari pada baja, ada kemungkinan email bisa retak pada saat pemanasan. Hal ini disebabkan baja memuai lebih panjang. Demikian pula pada pendinginan yang cepat, email dapat menjadi retak karena tegangan tarik. Adanya retak-retak menyebabkan bahan proses dapat menerobos masuk, menyerang baja dan menyebar dibawah lapisan email. Apabila pada proses ini terbentuk gas seperti H2, gas tersebut dapat mengangkat lapisan email sehingga terkelupas. Untuk memperkecil bahaya ini, pada pembuatan peralatan email, email diberi tekanan-tegangan awal. Dengan demikian, penggunaan dengan perbedaan temperatur yang lebih besar diperbolehkan, sehingga peralatan dapat dipanaskan/didinginkan lebih cepat. Petunjuk dari perusahaan pembuat harus diberlakukan bila tidak ada petunjuk intem. Penggunaan: Peralatan email digunakan dalam produksi bila produk yang diinginkan harus mempunyai kemurnian yang tinggi dan/atau peralatan harus mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap asam.
Petunjuk penggunaan:
ü Pukulan atau benturan dengan benda keras harus dihindari. Misalnya pembersihan lubang yang tersumbat harus menggunakan kayu lunak. Bila bejana berlapis email akan diinjak, orang yang menginjak harus mengenakan sepatu kain.
ü Kristal yang keras tidak boleh diisikan ke dalam peralatan email, karena akan terjadi erosi yang kuat.
ü Perubahan temperatur tidak boleh terlalu tiba-tiba
ü Kotak penyekat (stuffing box) dari email harus selalu diperiksa, temperaturnya tidak boleh lebih dari 40'C di atas temperatur reaksi.
ü Bila peralatan sedang dalam keadaan kosong, email harus selalu dikontrol secara visual, apakah ada retakan-retakan dan pori-pori.
ü Pada tiap inspeksi harus diperiksa apakah email menghantarkan listrik atau tidak. Pori-pori pada email dapat ditutup dengan sekrup tantalum dengan penyekat dari teflon. Pada kerusakan yang lebih besar digunakan pelat tantalum dengan teflon. Bila kerusakan terialu besar, lapisan email harus diganti dengan yang, baru.
2.6.4. Keramik
Benda keramik dibuat dari bahan dasar yang berasal dari campuran berbentuk bubur yang mengandung aluminium silikat dan bahan-bahan aditif. Setelah dibentuk dalam keadaan plastis, keramik dikeringkan dalam udara dan dibakar satu atau beberapa kali.
Jenis-jenis keramik:
Bahan tanah (earthenware) (beling-beling berpori)
Tembikar (pottery): batu. merah, baiu bakar
Bahan batu (stoneware): pelat dinding, bejana
Tanah tahan api (fire clay): barang saniter yang tebal
Batu tahan api: chanaotte
Produk khusus:filter cartridge, batu filter
Burying sintering (beling-beling padat)
Perkakas batu: pipa, organ penyekat, pompa, filter hisap, pelat filter, menara pencuci, benda pengisi, alat penukar panas, bejana, bejana pencuci. Porselen, filter cartridge, periggiling bola, pompa pancar, benda pengisolasi.
Sifat-sifat: Ditinjau dari segi korosi, benda keramik yang digunakan dalam industri kimia memiliki sifat yang mirip dengan gelas. Tetapi sifatsifat fisiknya tidak sebaik kaca, seperti kekuatan terhadap beban tekan (cukup), terhadap beban tarik (kecil), kekerasan (kurang), dan ketahanan terhadap perubahan temperatur (tidak baik).
2.6.5. Karet
Getah pohon karet (lateks) mengandung polimer dari isoprena. Polimer tersebut mempunyai ikatan ganda. Dengan cara menambahkan belerang pada lateks dan memanaskannya, akan terbentuk suatujaringan makromolekul. Proses ini disebut vulkanisasi. Bergantung pada banyaknya belerang yang dicampurkan, karet yang terbentuk akan bervariasi, dari karet yang elastis sampai karet yang keras. Sifat-sifatnya akan lebih bervariasi lagi, bila ke dalam karet mentah dicampurkan bahan-bahan lain seperti karbon hitam, oksida seng, antioksidan, atau bahan pelunak.
Sifat-sifat karet yang divulkanisir. Di bawah temperatur 5xC, karet menjadi rapuh. Di atas 145oC, karet menjadi lengket. Dalam pelarut organik, karet mengembang atau melarut. Karet relatif tahan terhadap garam, asam dan basa, tetapipeka terhadap oksidasi.
Penggunaan:
Sampai temperatur 90oC, karet elastis dapat digunakan dan dapat diregang dengan baik. Karet elastis digunakan untuk penyambung selang, lapisan pelindung luar pada bagian yang bergerak, penyekat, atau paking.
Karet keras dapat digunakan sampai 100°C dan dalam keadaan dingin peka terhadap benturan. Karet keras digunakan untuk selimut bejana reaksi, tangki, alat sentrifugasi, pomva, dan pipa saluran.
2.6.6. Kayu, Kertas, Karton
Kayu di samping mengandung selulosa sebagai bahan utama, juga mengandung bahan organik lain seperti resin. Kayu yang dipotong atau diperkecil ukurannya misalnya, dapat diberi bahan perekat dan ditekan menjadi pelat-pelat bubur kayu. Dengan penghancuran kayu secara kimia hingga menjadi serat-serat kayu yang kecil, akan diperoleh selulosa murni yang merupakan bahan baku untuk pembuatan kertas dan karton Penggunaan:
Kayu digunakan sebagai rak, lantai, filter pres, baban pembungkus. Kayu tidak tahan terhadap baban proses yang mengoksidasi, pelarut organik,dan air yang mendidih.
Kertas:
Digunakan sebagai kertas filter, pelat filter, kertas khromatografl, bahan pembungkus. Kertas tidak tahan terhadap bahan proses yang mengoksidasi.
Karton: digunakan untuk penyekat (karton yang lembab ditumpuk dan ditekan), untuk bahan pembungkus. Bulu atau serat dari biji pohon kapas panjangnya 2 - 5 cm dan 90% berupa selulosa. Serat tersebut digunakan sebagai bahan baku kain.
Penggunaan: Kapas digunakan sebagai karung untuk alat sentrifugasi, selubung ventilasi dan pakaian kerja. Kapas juga dapat dibuat menjadi kain filter misalnya untuk filter pres, sentrifugasi, filter spiral dan alat permisah debu.
2.6.7. Bahan Organik Sintetik
Bahan organik sintetik ialah senyawa kimia yang tersusun dari rantai karbon, terdiri atas 1000 atom atau lebih pada tiap makromolekulnya. Biasanya bahan sintetik terdiri atas campuran molekul sejenis dengan ukuran yang berbeda. Sebagian molekul membentuk ikatan silang (crosslinking) satu sama lain. Bahan sintetik dapat dibuat melalui reaksi polimerisasi, poliadisi, atau polikondensasi. Dengan kopolimerisasi (polimerisasi campur) dari bermacam-macam monomer, bahan ini dapat dibuat menjadi bahan sintetik dengan sifat yang berbedabeda. Produk-produk yang dihasilkan biasanya merupakan bahan baku untuk pembuatan bahan dasar. Kebanyakan produk-produk tersebut masih perlu ditambah dengan bahan aditif, seperti bahan pelunak, stabilisator, pigmen, bahan pengisi dll.
Polimerisasi

Bahan sintetik yang sudah jadi dijual dalam bentuk granulat atau serbuk. Bahan tersebut dapat dibuat dengan cara penggilingan, ekstrusi, injek si, pengepresan, penarikan, peniupan, atau pemintalan dalam keadaan cair (melt spinning) hingga didapat bahah setengah jadi atau bahan jadi. Selain itu, bahan sintetik juga dapat diolah dalam bentuk larutan, dispersi atau bahan pasta melalui cara injeksi, pemintalan, penuangan, atau pencelupan. Beberapa jenis bahan sintetik juga dapat dibuat dari monomer melalui misaInya polimerisasi atau poliadisi. Reaksi tersebut dapat dilakukan langsung sehingga membentuk benda yang diinginkan. Dari banyak jenis bahan sintetik yang ada, hanya beberapa jenis yang cocok digunakan sebagai bagian alat dalam industri kimia. Untuk tujuan ini, bahan sintetik tidak hanya harus tahan terhadap bahan yang diproses, tetapi bentuknya juga harus tidak mudah berubah (karena panas), tidak boleh menjadi tua, mengembang atau menjadi rapuh (karena kehilangan bahan pelunak). Tergantung pada sifat bahan pelunak yang dicampurkan ke dalamnya pada waktu pembuatan, bahan sintetik dapat digolongkan menjadi termoplastik, duroplastik, dan elastoplastik (elastomer).
Termoplastik menjadi lunak bila dipanaskan dan menjadi keras kembali bila didinginkan.
Contoh: Polietilena, polipropilena, polivinil-khlorida, nilon, kaca akrilik (plexiglass), teflon.
Duroplastik (plastik termoset) adalah plastik yang bila sudah mengeras tidak dapat dilunakkan kembali, sehingga bentuknya tidak dapat diubah. Comoh : Poliester, epoxid (araldit), phenoplastik.
Elastoplastik adalab plastik yang pada pemanasan menjadi lengket dan dapat dibentuk. Comoh Huila S, viton
Kebanyakan bahan sintetik hanya dapat digunakan hingga temperatur 60°C, beberapa jenis sampai temperatur 100°C dan hanya sedikit yang taban sampai 250oC. Beberapa jenis bahan sintetik menjadi rapuh pada temperatur di bawah 10°C.
Benda dari bahan sintetik dapat diolah dengan cara pemotongan (seperti digergaji, dibubut) dan dapat juga disambung dengan cara merekatkannya. Termoplastik dapat diolah dengan cara pemanasan dan pengelasan. Metode pengerjaan bahan sintetik tergantung pada jenis bahan tersebut.
Ketahanan terhadap bahan proses:
Bahan sintetik pada umumnya tahan terhadap asam anorganik yang encer. Juga tahan terhadap asam organik dengan rantai pendek larutan basa dan larutan garam. Hampir semua bahan sintetik tidak tahanterhadap halogen, asam halogenida dan hidrokarbon yang mengandung halogen. Banyak jenis bahan sintetik yang mengembang dalam alkohol, keton, ester, eter, dan hidrokarbon. Kadang-kadang bahan sintetik tersebut juga larut dalam pelarut di atas. Penggunaan benda dari bahan sintetik harus memperhatikan temperatur, yaitu tidak boleh lebih tinggi dari temperatur yang diizinkan. Asam nitrat, terutama yang berasap, asam yang keras mengoksidasi, hidrogen peroksida dan ozon jangan dikontakkan dengan bahan sintetik
1. Poli Etilena (PE), Poll Propilena (PP)
Tergantung pada cara pembuatan dan bahan aditif yang dicampurkan, bahan sintetik dapat bersifat lunak sampai keras. Tanpa pigmen, bahan ini berwarna putih susu. Poli efilena sering diberi warna hitam dengan jelaga. Poli propilena sering berwarna abu-abu mucla. Berat jenisnya sekitar 0,9 g/cmI. Poli etilena dapat tergores oleh kuku, sedangkan poli propilena tidak.
Setelah terkena api, kedua jenis bahan sintetik ini akan menyala terus. Bahan sintetik ini tahan terhadap hidrogen fluorida encer, asam khlorida, hidrogen bromida, asam sulfat, asam-asam lemah dan basa anorganik yang encer. Bahan sintetik ini digunakan sebagai selang, pipa, bejana kecil, penyekat, bagian-bagian dari pompa, lembaran pembungkus, organ penyekat.
2. Poli Vinil Khlorida (PVC)
Poli vinil khlorida lebih keras dan lebih rapuh bila dibandingkan dengan poli etilena. Ketahanan terhadap temperatur dan terhadap hal-hal lainnya kira-kira sama dengan poll etilena (PE). Poll vinil khlorida terbakar dalam api (melepaskan banyak gas HCI) dan padam sendiri bila dibawa ke luar jangkauan api. Masa jemisnya kira-kira 1,4g/cml.
3. Teflon (Poll Tetra Flour Etilen, PTFE)
Teflon adalah bahan sintetik yang sangat kuat, umumnya berwama putih. Teflon tahan terhadap panas sampai kira-kira 250°C. Di atas 250°C teflon mulai melunak, di dalam api akan meleleh dan sulit menjadi arang. Berat jenisnya kira-kira 2,2 g/cmI. Teflon tidak tahan terhadap larutan alkali hidroksida. Juga kurang tahan terhadap hidrokarbon yang mengandung khlor. Teflon digunakan sebagai bahan penyekat, misalnya untuk kotak penyekat (stuffing box), cincin geser (sifat geseran dapat diperbaiki dengan Bagian-Bagian alat dari teflon menambahkan graft ke dalamnya). Digunakan juga untuk cincin 0 atau 0-ring, untuk gasket konsentrik dengan diberi bahan lunak (sebab teflon tidak begitu elastis), alat-alat yang kecil, pipa, slang selubung pipa. Teflon dapat dipintal menjadi benang dan kemudian ditemm. Temman dari teflon merupakan bahan untuk filter yang sangat kuat.
2.6.8. Semen
Semen adalah bahan-bahan yang memperlihatkan sifat-sifat karakteristik mengenai pangiktan serta pengerasannya jika dicampur dengan air, sehingga terbentuk pasta semen. Semen merupakan suatu hasil industri yang dapat menjadi sangat kompleks dengan campuran serta susunan yang berbeda-beda.
Semen dapat dibagi dalam dua kelas sebagai berikut;
- Semen hidrolik
- Semen non-hidrolik.
1. Semen Hidrolik
Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras didalam air, semen hidrolik antara lain meliputi, tetapi tidak terbatas pada bahan-bahan sebagai berikut ;
- Kapur hidrolik
- Semen teras
- Semen terak
- Semen alam
- Semen portland
- Semen portland-teras
- Semen portland terak dapur-tinggi
- Semen alumina - Semen expansif
Dan jenis-jenis lain seperti ;
- Semen portland putih
- Semen berwarna
- Semen yang dipakai waktu pengeboran minyak
- Semen yang digunakan dengan pengaturan
- Semen kedap air
- Semen hydrophobik
- Semen anti-bakteri
- Semen Barium dan Stronsium
2. Semen non-hidrolik
Jenis-jenis semen ini tidak dapat mengikat serta mengeras didalam air, akan tetapi perlu udara untuk dapat mengeras, contoh utama dari jenis semen non-hidrolik adalah kapur.
· Tujuan dari penggunaan semen.
Tujuan dari penggunaan semen adalah mencampurkan butir-butir batu sedemikian sehingga menjadi masa yang padat.
Penggunaannya aritara lain adalah untuk pembuatan beton, adukan untuk tembok dan barang-barang lain.
· Bahan mentah serta pembuatan.
Batu kapur merupakan elemen utama untuk semua jenis semen.
Jenis-jenis semen dengan berbagai-bagai mutu diperoleh dengan mengatur komposisi kapur atau dengan mengatur komposisi kapur dengan komponen-komponen lain dari semen. Dengan membakar bahan mentah yang bersangkutan, maka bahan tersebut akan kehilangan air dan karbon dioxida, bahan baru hasil pembakaran mempunyai kemampuan untuk menyerap air lagi apabila digiling halus, sehingga setelah itu bila dicampur dengan air bahan halus tersebut dapat membentuk dirinya kembali menjadi bahan batu.
· Proses perawatan.
Waktu perawatan berlansung sejak air dibubuhkan pada semen sampai pengikatan awal dari pasta semen, permulaan serta lamanya proses perawatan bergantung pada jenis semen yang digunakan dan cara pengerjaannya. Selama waktu perawatan bahan yang bersangkutan tidak boleh dipengaruhi oleh getaran mekanis, guncangan atau panas, sebab kekuatannya dapat berkurang sehingga tidak sesuai lagi dengan persyaratan.
· Proses pengerasan.
Proses pengerasan berlansung sejak tercapainya pengikatan awal. Lamanya proses pengerasan serta penambahan kekuatan berlangsung untuk jangka waktu yang lama. Bahan yang bersangkutan memerlukan perlakuan yang hati-hati dan tidak boleh dipengaruhi oleh perlakuan-perlakuan kasar dari luar.
2.6.9. Kapur
Kapur telah digunakan berabad-abad lamanya sebagai bahan adukan dan plesteran untuk bangunan yang diketemukan dalam pyramida-pyramida di Mesir, yang dibangun lebih dari 4500 tahun yang lalu. Kapur dipergunakan sebagai bahan pengikat selama jama Romawi dan Yunani.
Orang-orang Romawi menggunakan beton untuk membangun Colleseum dan Pantheon, dengan cara mencampurkan kapur dengan abu gunung berapi yang didapat dekat Pozzuoli, Italia, yang mereka namakan Pozzolan ( teras ). Fundasi dari kebanyakan jalan-jalan orang Romawi merupakan tanak dasar yang distabilisasi dengan kapur, termasuk jalan termasyhur Via Appia.
Kini kapur dipergunakan didalam bidang ;
- Pertanian
- Industri karet
- Industri Kimia
- Industri kayu
- Industri Pharmasi
- Industrri gula
- Industri baja
- Industri semen
Kapur adalah batu endapan yang terbentuk melalui suatu proses kimia dan mekanis dalam alam. Lihat juga dalam bahan kuliah geologi.
A. Kapur putih
§ Kapur putih disebut juga kapur dengan kadar Kalsium tinggi, kapur gemuk, kapur murni dan sebagainya.
§ Kapur putih adalah kapur non-hidrolik dengan kadar Kalsiumoxida yang tinggi jika berupa kapur tohor (belum berhubungan dengan air) atau mengandung banyak Kalsium-hydroxida jika telah disiram (direndam) dengan air.
§ Jenis-jenis kapur tersebut biasanya merupakan kapur gemuk.
§ Kapur dihasilkan dengan membakar batu kapur atau
§ Kalsium-karbonat bersama dengan bahan-bahan kotorannya seperti Magnesia, Silika, Besi, Alkali, Alumina dan Belerang.
§ Proses pembakaran dilaksanakan dalam dapur (oven) vertikal atau dapur berputar pada suhu 800° - 1200°C. Kalsium-karbonat terurai menjadi Kalsiumoxida dan Karbondioxida dengan reaksi kimia sebagai berikut ;
CaCO3 ® CaO + CO2­
­
Kalsiumoxida yang terjadi disebut kapur tohor, dan jika berhubungan dengan air berubah menjadi Kalsium hydroxida disertai kehilangan panas, reaksi kimianya adalah ;
CaO + H2O ® Ca (OH)2 + panas.
Proses ini disebut proses mematikan kapur (slaking) dan hasilnya yaitu Kalsiumhydroxida disebut kapur mati. Kecepatan berlangsungnya reaksi terutama bergantung pada kemurnian kapur, makin tinggi kemurnian kapur yang bersangkutan makin besar daya reaksinya terhadap air.
Kapur mati dapat diklasifikasikan kedalam tiga kelompok sebagai berikut ;
- Dapat dimatikan dengan cepat
- Dapat dimatikan agak lambat
- Dapat dimatikan dengan lambat.
Bergantung pada jumlah air yang digunakan selama proses mematikan kapur tohor, bisa diperoleh dempul kapur atau kapur mati. Kapur mati didapat dengan menambahkan air secukupnya pada kapur tohor, yaitu kira-kira 1/3 dari beratnya. Dempul kapur diperoleh dengan menambahkan air yang berlebihan pada kapur tohor.
Ke-dua jenis kapur yaitu kapur tohor dan dempul kapur selalu dicampur dengan pasir dengan perbandingan 1 bagian kapur dan 3 bagian pasir dengan ukuran volume, dengan cara demikian itu dapat dicegah terjadinya terlalu banyak penyusutan. Pengikatan adukan kapur adalah akibat kehilangan air dikarenakan penyerapan oleh bata umpamanya atau akibat penguapan. Proses pengerasan berlansung akibat reaksi Karbon - dioxida dari udara dengan kapur mati sebagai berikut ;
Ca(OH)2 + CO2 ® CaCO3 + H2O
Seperti ditunjukan oleh reaksi kimia diatas, maka terbentuk kembali Kalsium-karbonat berupa kristalkristal, yang mengikat masa heterogin itu menjadi suatu masa yang bergumpal. Proses pengerasan berjalan lambat dan perkembangannya dapat berlangsung bertahun-tahun sebelum mencapai kekuatannya yang penuh.
Agar ini dapat tercapai, diperlukan aliran udara dengan bebas untuk persediaan Karbondioxida yang cukup, yang dapat menembus bagian terdalam dari adukan agar proses pengerasan dapat berlangsung menyeluruh.
Penggunaan :
Kapur putih cocok untuk menjernihkan plesteran langit-langit untuk mengapur kamar-kamar tidak penting, garasi, dibidang pertanian digunakan un tuk membasmi kutu-kutu dalam kandang. Kapur putih sebagai bahan tambahan pada adukan tembok menambah kekenyalan serta memperbaiki sifat pengerjaannya. Dengan dicampur dengan semen yaitu dengan perbandingan kapur putih : semen = 1 : 3 kapur putih dapat dituangkan untuk memperbaiki permukaan beton yang tidak mengandung pori-pori. Kapur putih merupakan komponen utama dari bata yang terbuat dari pasir dan kapur. Kekuatannya sebagai bahan pengikat adalah kecil dan hanya dapat mencapai 1/3 dari kekuatan semen portland.
B. Kapur hidrolik
Bahan mentah ;
Bahan mentahnya adalah kira-kira 65 - 75 % terdiri dari batu gamping yaitu kalsium karbonat dengan kotoran-kotoran berupa silika, alumina, magnesia dan oxida besi.
Cara pembuatan ;
Kapur hidrolik dibuat dengan membakar batu kapur yang mengandung silika dan lempung sampai menjadi klinker dan mengandung cukup kapur dan silikat untuk menghasilkan kapur hidrolik akan tetapi yang mengandung cukup kapur bebas sehingga masa klinker itu dapat menghasilkan kapur tohor setelah berhubungan
dengan air. Bilamana kadar alumina dan silika dalam batu kapur bertambah, maka panas yang terjadi berkurang dan pada suatu saat reaksi antara kapur dan air itu berhenti. Pada suhu tinggi alumina dan silika berpadu dengan kalsiumoxida, kalsium-silikat, dan aluminat yang tidak mudah bergabung dengan air bila berada dalam bentuk gumpalan-gumpalan. Oleh karena itu dalam proses pemberian air dibubuh kan kapur tohor sehingga gumpalan-gumpalan yang besar terpecah-pecah menjadi serbuk halus akibat pengembangan kapur tohor. Produksi kapur di Indonesia Bahan mentah yang biasa dipakai sebagai pozzolan yang
terdapat di Indonesia adalah teras bahan seperti batu apung yang disemburkan oleh gunung berapi. Disamping teras batu apung memperlihatkan juga sifat-sifat seperti pozzolan dan dapat dipergunakan sebagai kapur teras (pozzolime). Hasil akhir adalah campuran dari pozzolan dan kapur tohor. Perbandingannya berkisar antara 1 : 2 dan I : 3 de ngan kapur selalu situ bagian dan pozzolan dua atau tiga bagian. Dapur pembakaran kapur di Indonesia berkisar antara yang paling sederhana sampai yang cukup modern dengan cerobong vertikal. Dapur ini biasanya diisi dengan batu kapur yang ukurannya terlampau besar, dengan akibat bahwa sebagian terbakar berlebihan, cukup terbakar, kurang terbakar, atau tidak terbakar sehingga hasilnya kurang memuaskan.
Disamping itu dalam mematikan kapur tohor yang dihasilkan itu, seringkali dipergunakan terlalu banyak air, sehingga kapur mati yang diperoleh kadar airnya terlalu tinggi yang menyebabkannya segera menyerap karbondioksida dari udara dan membentuk kembali kalsium karbonat. Di Padalarang batu kapur yang dibakar itu berukuran jauh lebih kecil dari pada yang telah disebut diatas. Sebagai bahan pembakaran dipakai kayu dan serbuk arang batu yang dicampurkan dalam jumlah-jumlah tertentu diantara batu kapur. Selanjutnya pembakaran dilakukan dengan menggunakan kayu melalui dua buah lubang pembakaran dibawah. Kapur tohor yang dihasilkan adalah ringan, suatu bukti bahwa pembakaran telah dilaksanakan dengan baik dan kapur mati yang diperoleh adalah kering serta halus tanpa gumpalan-gumpalan.
Apabila hanya beberapa ratus kilogram kapur tohor akan  dimatikan, maka dengan menghamparkan kapur tohor itu dan kemudian memercikannya dengan air akan didapat kapur mati yang kering serta cukup baik jika dilaksanakan dengan seksama. Namun demikian dengan membasahi kapur tohor tersebut dengan cukup air akan diperoleh hasil yang lebih memuaskan. Bilamana 10 atau 50 ton kapur tohor akan dimatikan perlu tersedia suatu peralatan industri khusus guna keperluan tersebut.
Sifat-sifat
Hasil akhir adalah batu kapur silikat dan kira-kira 1/4 nya adalah kapur tohor. Bahan berbentuk halus tersebut dapat segera bergabung dengan air. Kapur hidrolik memperl.ihatkan sifat-sifat hidroliknya, namun tidak cocok untuk bangunan-bangunan didalam air oleh karena untuk mencapai kekerasannya kapur hidrolik membutuhkan udara segar. Udara diperlukan agar proses karbonisasi antara kalsium hydroxida dan karbondioksida dari udara berlangsung dengan baik. Proses ini menghasilkan kalsium karbonat yang akan mengeras, sehingga kapur mencapai kekuatannya yang penuh.
C. Semen Teras
Teras adalah suatu bahan yang mengandung Silisium atau Aluminium yang tidak mempunyai sifat penyemenan, namun dalam bentuk serbuk halus dan jika dibubuhi air dapat bereaksi dengan kalsiumhydroxida pada suhu ruangan dan membentuk senyawasenyawa yang mempunyai sifat-sifat semen.
Teras alam selanjutnya dapat dibagi dalam ;
1. Batu apung, obsidian, scoria, tuf, santorin dan teras yang dihasilkan dari batuan volkanik.
2. Teras yang mengandung silika halus amorph yang tersebar dalam jumlah banyak dan dapat bereaksi dengan kapur jika dibubuhi air, kemudian membentuk silikat yang mempunyai sifat-sifat hidrolik. Teras buatan meliputi abu arang-batu, terak ketel uap dan hasill tambahan dari pengolahan bijih bauxit.
Cara pembuatan teras buatan ;
Semen teras dibuat dengan menggiling langsung batuan volkanik atau dengan membakar dan kemudian menggiling lempung, batu tulis dan tanah diatomee. Semen teras meliputi semua bahan semen yang dibuat dengan menggunakan teras dan kapur tohor yang tidak membutuhkan pembakaran.
Penggunaan teras buatan ;
Semen teras jarang sekali digunakan dalam bidang konstruksi beton, semen teras dapat dipakai jika perlu menggunakan banyak bahan semen namun bangunan yang bersangkutan tidak perlu kuat. Dalam jumlah terbatas semen teras dipergunakan pula untuk pembetonan masal yang membutuhkan panas hydrasi rendah.
Semen merah
Semen merah dapat dibuat dengan membakar lempung atau batu tulis dan kemudian menggilingnya, dapat juga dibuat dengan menggiling bata merah atau terak dapur tinggi (untuk membuat baja).
D. Semen Terak
Semen terak adalah semen hidrolik yang sebagian besar terdiri dari suatu campuran seragam serta kuat dari terak dapur tinggi dan kapur tohor, 60 % dari berat semen terak terdiri dari terak dapur tinggi, campuran itu biasanya tidak dibakar. Kita kenal dua jenis semen terak, jenis pertama dapat dipergunakan dalam kombinasi dengan semen portland untuk pembuatan beton dan dalam kombinasi dengan kapur untuk pembuatan adukan tembok.
Jenis ke-dua adalah semen terak yang mengandung bahan pembantu berupa udara, penggunaannya sama seperti jenis pertama yaitu untuk keperluan umum. Terak dapur tinggi yang cocok untuk dipergunakan dalam semen terak, adalah silikat kapur yang dapat dilebur dan merupakan bahan tak-terpakai yang dihasilkan didalam dapur tinggi, pada waktu mencairkan besi dari bijihnya.
Cara pembuatan semen terak
Semen terak dibuat melalui beberapa pengolahan tertentu seperti penggilingan, yang menyebabkan terak itu bersifat hidrolik dan sekaligus mengurangi jumlah sulfida. yang dapat merusak. Setelah itu terak harus dikeringkan, selanjutnya harus dipersiapkan kapur tohor, menentukan perbandingan bahan-bahan yang akan dicampurkan, mencampur bahanbahan tersebut dan akhirnya menggiling bahan-bahan yang telah tercampur itu.
Penggunaan semen terak.
Semen terak dalam beton struktural tidak menempati tempat penting, akan tetapi dapat digunakan dengan cukup menguntungkan jika dipergunakan dalam proyek-proyek yang membutuhkan adukan beton dalam jumlah besar, namun tidak mementingkan kekuatannya. Semen terak dapat pula digunakan sebagai adukan semen yang bersifat khas, yaitu tidak memperlihatkan noda-noda oleh karena kadar alkalinya adalah rendah.
E. Semen Alam
Semen alam adalah sebuah semen hidrolik yang dihasilkan dengan pembakaran batu kapur yang mengandung lempung, terdapat secara alamiah, pada suhu lebih rendah dari suhu pengerasan dan kemudian menggilingnya menjadi serbuk halus. Kadar silika, alumina dan oxida besi cukup untuk mend gabungkan diri dengan kalsiumoxida sehingga terjadi senyawa-senyawa kalsium silikat dan aluminat, yang dapat dianggap mempunyai sifat-sifat hidrolik seperti semen alam. Kita kenal dua jenis semen alam, jenis pertama pada umumnya dipergunakan dalam konstruksi beton bersamasama dengan semen portland.
Jenis kedua adalah semen yang telah dibubuhi bahan pembantu yaitu udara, jenis semen kedua ini fungsinya sama seperti yang telah diutarakan diatas.Cara pembuatannya Semen alam dibuat dengan membakar lempung batu-kapu dengan kadar lempung 13 % - 35 %, kadar silika 10 % 20 % dan perbandingan yang
sama antara alumina dan oxida-besi. Bahan lempung memberikan sifatsifat hidrolik pada semen alam ini. Setelah dibakar yang diikuti dengan mematikannya dengan air untuk menghilangkan kapur bebas, maka klinker yang diperoleh digiling menjadi serbuk halus. Semen alam yang dihasilkan ini mempunyai komposisi sebagai berikut ;
- SiO2 22% - 29%
- CaO 31% - 57%
- MgO 1½% - 2,2%
- Fe2O3 1½% - 3,2%
- Al2O3 5,2% - 8,8%
Penggunaan semen alam
Semen alam tidak boleh digunakan di tempat-tempat yang tidak terlindung terhadap pengaruh cuaca langsung, akan tetapi dapat dipergunakan dalam adukan atau beton yang tidak pernah akan mengalami tegangan tinggi, atau dalam keadaan yang membutuhkan banyak bahan namun sama sekali tidak memperhitungkan kekuatan bahan tersebut.
F. Semen Portland
Semen portland adalah suatu bahan konstruksi yang paling banyak dipakai serta merupakan jenis semen hidrolik yang terpenting. Penggunaannya antara lain meliputi beton, adukan, plesteran, bahan penambal, adukan encer (grout) dan sebagainya. Semen portland dipergunakan dalam semua jenis beton struktural seperti tembok, lantai, jembatan, terowongan dan sebagainya, yang diperkuat dengan tulangan atau tanpa tulangan. Selanjutnya semen portland itu digunakan dalam segala macam adukan seperti fundasi, telapak, dam, tembok penahan, perkerasan jalan dan sebagainya. Apabila semen portland dicampur dengan pasir atau kapur, dihasilkan adukan yang dipakai untuk pasangan bata atau batu, atau sebagai bahan plesteran untuk permukaan tembok sebelah luar maupun sebelah dalam.
Bilamana semen portland dicampurkan dengan agregat kasar (batu pecah atau kerikil). dan agregat halus (pasir) kemudian dibubuhi air, maka terdapatlah beton. Semen portland didefinisikan sesuai dengan ASTM C150, sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang pada umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama dengan bahan utamanya. Perbandingan-perbandingan bahan utama dari semen portland adalah sebagai berikut ;
- Kapur (CaO) 60% – 65%
- Silika (SiO2) 20% – 25%
- Oxida besi dan alumina
Fe2O3 dan Al2O3 7% – 12%
Dengan mundurnya kerajaan Romawi, beton tidak dipakai lagi. Langkah pertama terhadap perkenalan kembali adalah pada kira-kira tahun 1790, pada waktu itu seorang Inggris bernama J. Smeaton menemukan bahwa jika kapur yang mengandung lempung dibakar, bahan itu akan mengeras didalam air. Semen ini menyerupai jenis semen yang telah dibuat oleh bangsa Romawi. Penyelidikan lebih lanjut oleh J. Parker dalam dasawarsa yang sama menjurus pada pembuatan
semen alam hidrolik secara komersial, yang secara luas digunakan pada permultan abad ke-19 di Inggris dan kemudian di Perancis. Jembatan pertama yang dibuat dengan beton tak bertulang dilaksanakan di Souillac di Perancis pada tahun 1816. Pembuatan semen hidrolik yang lebih maju, yang dapat lebih dipercaya, dilakukan oleh Joseph Aspdin, seorang tukang batu dari Inggris pada tahun 1824. Hasilnya disebut semen portland oleh karena rupanya sama seperti batu bangunan yang ditemukan dipulau Portland, dekat pantai Dorset. Sampai akhir abad ke 19 semen portland telah banyak di export ke lain-lain negara di Dunia.
Pabrik semen portland yang dibuka pertama kali di luar Inggris, adalah di Perancis dalam tahun 1855, dan di USA dalam tahun 1871. Di Indonesia kita telah punya pabrik-pabrik semen - portland modern dengan mutu internasional di tempat-tempat ;
1. SUMATERA, di Padang, yakni Pabrik Semen Indarung I, Indarung II, Indarung III dan Pabrik Semen Baturaja.
2. JAWA, Pabrik Semen Gresik, Semen Cibinong, Indo Cement, Pabrik Semen Nusantara.
3. SULAWESI, Pabrik Semen Tonasa.
Bahan mentah
Bahan semen portland dapat dibagi dalam tiga kelompok sebagai berikut
;
Daftar ; Bahan mentah semen portland
Daftar diatas menunjukkan bahan-bahan yang dikandung oleh tiap-tiap kelompok. Dengan memperhatikan daftar diatas dan pengetahuan geologi, jelaslah bahwa semen portland itu terdiri terutama dari kapur, silika dan alumina. Kapur tidak terdapat dalam alam akan tetapi terdapat dalam bentuk yang cocok dalam kalsium karbonat. Silika dan alumina terdapat dalam keadaan bebas dalam alam, dalam bentuk lempung, batu tulis.
Batu kapur atau kalsiumkarbonat, mengandung kotoran kotoran berupa magnesia, silika, alkali, besi dan belerang. Magnesia dalam bentuk karbonat dari magnesia sering kali dijumpai dalam batu kapur, dan apabila terdapat dalam jumlah 5% atau lebih, maka batu kapur demikian itu tidak dapat dipakai. Silika tidak dapat bergabung dengan kapur didalam oven, jadi sejumlah kecil silika bebas dalam batu kapur menyebabkan batu kapur yang bersangkutan tidak dapat diterima.
Akan tetapi jika silika digabungkan dengan kapur dalam oven,  maka dalam hal ini kapur itu dapat diterima. Besi dalam batu kapur dapat dijumpai dalam bentuk oxida yakni Fe2O3 atau dalam bentuk sulfida yaitu FeS2. Bilamana besi terdapat dalam bentuk oxida, besi itu berfungsi sebagai aliran dalam penggabungan kapur dan silika didalam oven. Besi sebagai sulfida menghasilkan suatu reaksi yang dapat merusak produksi semen portland. Apabila dalam batu kapur kadar sulfida-besi melebihi 4%, maka batu kapur yang bersangkutan harus ditolak. Alkali dalam batu kapur harus dijumpai dalam bentuk soda (natrium karbonat) atau potas (kalium karbonat). Jenis-jenis alkali tersebut tidak membahayakan dan tertingggal di dalam oven.
Alumina mempunyai peranan yang penting dalam batu kapur, salah satu peranannya ialah dengan cara bergabung dengan silika sedemikian sehingga batu kapur akan bergabung dengan kapur akan bergabung dengan kapur didalam oven dan dengan demikian menjadikan batu kapur suatu bahan yang dapat diterima. Belerang, bahan kotoran akhir yang terdapat dalam batu kapur, dijumpai dalam dua buah bentuk yaitu kalsiumsulfat dan pyrit besi. Jikalau kadar (kandungan) kedua bahan tersebut mencapai 3% atau lebih, maka batu kapur yang bersangkutan harus ditolak. Kapur adalah berbagai macam batu kapur, terbentuk dari organismaorganisma laut atau yang mengambang berbentuk butir-butir yang sangat harus, tembus air dan dapat dihancurkan dengan remasan tangan. Warnanya adalah putih atau sangat muda dan hampir seluruhnya terdiri dari kalsit. Batuan yang dijumpai terdiri dari kerang kalsit dan dari mikroorganisma yang sebagian diikat menjadi satu oleh kalsit tanpa bentuk. Marl adalah deposit kalsium karbonat yang belum mengeras dan mengandung lempung, warnanya biasanya abu-abu atau abu-abu kebiru-biruan, agak lunak sehingga dapat diremas-remas, menyerupai kapur, biasa dijumpai bersama-sama dengan kapur ditempat-tempat tertentu.
Marl terbentuk didalam danau-danau air tawar, sebagian akibat tumbuh-tumbuhan air, kadar lempungnya berbeda-beda yaitu berkisar antara yang mengandung sedikit saja lempung (batu kapur elempungan) sampai yang mengandung banyak lempung (lempung yang mengandung marl). Batu tulis jenis slate terdiri dari lempung yang telah mengeras dalam bentuk berlapis-lapis yang dapat dibelah-belah menjadi lapisan tipis.Batu tulis jenis ini tidak banyak digunakan dalam produksi semen portland. Batu tulis jenis shale terdiri dari lempung yang telah mengeras akibat mengalami tekanan, terbentuk da lam endapan-endapan dari lempung.
Dalam pembuatan semen portland batu tulis jenis shale dianggap lebih baik dari pada lempung lunak, oleh karena kemungkinan terjadinya segregasi dari shale dan batu kapur adalah sangat kecil. Lempung terbentuk dari keping-keping pelapukan batu karang. Bergantung pada cara pengangkutannya, lem dapat dibagi dalam tiga kelompok yaitu, residual, endapan dan glasial. Lempung yang terbentuk akibat pelapukan batu karang disebut lempung residual. Lempung yang terbentuk akibat gerakan arus disebut lempung endapan. Lempung glasial terbentuk sebagai endapan akibat gerakan gletscher.
Kadar silika dalam setiap jenis lempung tidak boleh kurang dari 55% - 65%, dan jumlah gabungan dari alumina dan oxidabesi tidak boleh kurang dari 1/3 - 1/2 jumlah silika. Pasir besi, sebagai bahan mentah berupa oxidabesi, diambil 1% - 4% dari jumlah semen. Pembuatan semen portland. Pembuatan semen portland dilaksanakan melalui baberapa tahapan sebagai berikut ;
1. Penambangan
2. Pemecahan.
3. Penggilingan
4. Pencampuran (penggabungan)
5. Pembakaran.
6. Penggilingan
7. Penambahan bahan penghambat ikatan
8. Pengepakan
Semen portland dipersiapkan dengan menggiling bahan mentahnya kemudian mencampurkan bahan-bahan tersebut dalam perbandinganperbandingan tertentu, selanjutnya membakar campuran itu pada suhu tinggi sampai menjadi klinker dan menggiling klinker itu sampai menjadi serbuk halus Klinker terbentuk dengan cara penebaran (pemencaran) antara butirbutir yang telah dicampurkan, oleh karena itu cara pencampuran bahanbahan baku yang diperlukan harus dilaksanakan dengan seksama agar dihasilkan semen yang seragam.
Pencampuran dapat dilakukan dalam keadaan kering atau dalam keadaan basah, bergantung pada kekerasan batu yang sedang diolah.
1. Proses basah
Proses basah pada umumnya dilaksanakan jika yang diolah itu adalah bahan-bahan lunak seperti kapur dan lempung. Dalam hal ini dibubuhkan air pada bahan-bahah yang telah dihancurkan dan dicampurkan dalam perbandingan-perbandingan tertentu itu, sehingga diperoleh semacam bubur dari bahan-bahan mentah tersebut yang selanjutnya dimasukan kedalam sebuah oven berbentuk silinder.
Oven terbuat dari baja dan dilapisi bahan yang sukar menjadi cair, dipasang sedikit miring kebawah dan berputar secara kontinu melalui porosnya. Pembakaran didalam oven biasanya dilaksanakan dengan menggunakan serbuk arang batu, selain itu dapat digunakan pula gas atau minyak. Oven silinder ini mempunyai diameter 3,50 m, panjang 150 m dan kapasitas 700 ton semen setiap hari. Bubur yang dihasilkan dimasukkan melalui bagian atas dan klinker yang dihasilkan dikeluarkan melalui bagian bawah dari oven, tempat pemasukan bahan bakar. Dengan suhu yang sedikit demi sedikit dinaikkan, bubur mengalami perubahan demi perubahan selama perjalanannya didalam oven. Pada suhu 100°C air menguap, pada suhu kira-kira 850°C keluar karbondioxida dan pada suhu kira-kira 1400°C berlangsung permulaan perpaduan didaerah pembakaran, dimana terbentuk kalsium silikat dan kalsium aluminat dalam klinker yang dihasilkan. Selanjutnya klinker didinginkan dan kemudian digiling sambil dibubuhi 1% - 5% batu tahu (gips) sampai mencapai kehalusan butiran yang disyaratkan. Berbagai jenis semen portland dapat dibuat dengan cara merubah perbandingan-perbandingan bahan-bahan bakunya, suhu pembakaran, serta kehalusan penggilingan klinkernya Batu tahu dibubuhkan untuk mengontrol waktu pengikatan semen, sebab jika tidak, semen akan terlalu cepat mengikat untuk penggunaan biasa (umum). Untuk membuat semen khusus dapat pula ditambahkan bahan pembantu utama, Kaisium chlorida dapat ditambahkan untuk memperoleh semen yang cepat mengeras.
2. Proses Kering dan Semi-Kering.
Proses kering atau semi kering digunakan jika harus diolah batuan yang keras atau lebih keras dari pada batuan yang diolah pada proses basah. Dalam hal ini biasanya bahan mentahnya berupa batu kapur dan batu tulis jenis shale. Bahan-bahan mentah dihancurkan sampai menjadi serbuk dan dengan campuran sedikit air dimasukan kedalam sebuah pan (wadah) yang berbuncak (berbenggol-benggol), berputar dan letaknya miring. Hasilnya berupa tepung kasar, dimasukkan kedalam oven dan proses selanjutnya adalah sama dengan proses basah yang telah diuraikan diatas. Namun dalam proses semi kering ini digunakan oven silinder yang lebih pendek. Dalam proses ini penggilingan klinker menghasilkan serbuk semen portland yang masih panas dan dibiarkan dahulu menjadi dingin sebelum meninggalkan pabrik semen. Sifat-sifat dari Ikatan Utama semen Portland. Apabila dilakukan analisa kimia terhadap suatu jenis semen portland,
maka akan diperoleh susunan senyawa-senyawa sebagai berikut ;
- Kalsiumoxida
- Silika
- Alumina
- Oxida besi
- Magnesiumoxida
- Sulfur-trioxida
- dan lain-lain.
Analisa kimia lebih lanjut menunjukkan bahwa oxida oxida tersebut diatas dalam semen portland dijumpai dalam bentuk ikatan-ikatan kalsium silikat dan aluminat sebagai berikut ;
- Trikalsium silikat (3CaO.SiO2) yang dipendekan menjadi C3S
- Dikalsium silikat (2CaO.SiO2) yang dipendekan menjadi C2S
- Trikalsiumaluminat (3CaO.Al2O3) yang dipendekan menjadi C3A
- Tetrakalsium aluminoferrit (4CaO.Al2O3.Fe2O3) yang dipendekan menjadi C4AF Ikatan-ikatan tersebut dalam klinker didapat sebagai kristal-kristall yang 
saling mengunci.

Keterangan lebih lanjut tentang ikatan-ikatan utama dalam Semen portland ;
1. Trikalsium silikat (C3S)
Ikatan yang paling dikehendaki dalam semen portland adalah trikalsium silikat, oleh karena trikalsium silikat cepat mengeras dan menjadi penyebab bagi semen portland untuk mencapai kekuatan awal yang tinggi.
Apabila dibubuhkan air pada trikalsium silikat, maka terjadilah reaksi yang cepat.
2. Dikalsium silikat (C2S)
Dikalsium silikat mengeras perlahan-lahan (lambat) akan tetapi pengaruhnya terhadap penambahan kekuatan pada umur lebih dari satu minggu besar. Jika dikalsium silikat berhubungan dengan air, maka dikalsium silikat mengikat air dengan lambat dan terbentuklah kalsium silikat hydrat.
3. Trikalsium aluminat (C3A)
Trikalsium aluminat membebaskan panas yang sangat banyak selama hari-hari pertama dalam men capai pengerasan. Trikalsium aluminat memegang peranan pula dalam perkembangan kekuatan awal, meskipun tidak banyak.
Trikalsium aluminat mengikat air dan membentuk trikalsium aluminat hydrat, bilamana dibubuhkan batu tahu (gips), maka terbentuklah ahan penghambat, sehingga perkembangan panas berkurang dan pengikatan berlansung lebih lambat. Keadaan ini terjadi oleh karena apabila terdapat batu tahu terbentuklah kalsium sulfoaluminat dan bukan trikalsium aluminat hydrat.
4. Tetrakalsium Aluminoferrit (C4AF)
Dengan terbentuknya tetrakalsium aluminoferrit, maka suhu yang menyebabkan terjadinya klinker menurun, sehingga dengan demikian membantu dalam pembuatan semen portland. Tetrakalsium aluminoferrit cepat mengikat air namun sedikit sekali memberikan sumbangan pada perkembangan kekuatan. Susunan ikatan untuk jenis-jenis semen portland yang biasa diproduksi.
Jenis (type) Semen Portland. Sehubungan dengan susunan ikatan kimianya, sifat - sifat dan tujuan penggunaannya, semen portland dibagi dalam beberapa jenis.
Standar Industri Indonesia SII 0013-1977 menetapkan lima jenis (type) semen portland yaitu ;
Jenis (type) I ;
Jenis I adalah semen untuk pemakaian umum tanpa persyaratan khusus.
Jenis (type) II ;
Jenis II adalah semen yang mempunyai sifat ketahanan sedang terhadap garam-garam sulfat didalam air. Untuk semen jenis ini disyaratkan kadar C3A tidak lebih dari 8 %
Jenis (type) III ;
Jenis III adalah semen yang cepat mengeras atau se-men yang mempunyai kekuatan tinggi pada umur muda. Kadar C3S dan C3A pada jenis semen ini adalah tinggi, sedangkan butirannya halus (semen digiling halus sekali).
Jenis (type) IV ;
Jenis IV adalah semen dengan panas hydrasi rendah. Semen jenis ini pengerasan serta perkembangannya lambat. Kadar C3S dibatasi sampai maximum 35 % dan kadar C3A maximum 5%,
Semen jenis (type) I ripergunakan untuk pekerjaan bangunan dan beton secara umum, yang untuk pemakaiannya atau lingkungannya tidak diperlukan persyaratan khusus.
Semen jenis (type) II dipergunakan untuk konstruksi bangunan dan beton yang berhubungan terus menerus dengan air kotor dan air tanah.
Umpamanya untuk pondasi bangunan yang tertanam di dalam tanah yang mengandung air agresif yaitu air yang mengandung larutan garamgaram sulfat, untuk pembuatan saluran air buangan dan untuk bangunan yang berhubungan dengan air rawa.
Semen jenis (type) III dipergunakan untuk pekerja an beton didaerah yang bersuhu rendah (mempunyai musim dingin), terutama didaerah yang beriklim dingin. Ini disebabkan oleh karena semen akan lambat mengeras bilamana suhu udara dingin, apalagi bila suhu turun sampai dibawah titik beku air.
Semen jenis (type) IV digunakan untuk pembuatan beton atau bangunan yang berukuran besar dengan tebal lebih dari 2,00 m, umpamanya untuk pembuatan bendung (dam), pondasi jembatan yang besar atau landasan mesin berukuran besar Semen jenis (type) V dipergunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air laut, air buangan industri, untuk bangunan yang terkena pengaruh gas atau uap kimia yang agresif serta untuk bangunan yang selalu berhubungan dengan air tanah yang mengandung garam-garam sulfat dalam prosentase yang tinggi.
Disamping jenis-jenis semen tersebut diatas terdapat pula jenis-jenis lain, yang sifat maupun pens gunaannya berbeda-beda, jenis-jenis itu antara lain ;
1. Semen putih.
Semen putih adalah semen portland yang kadar oxidabesinya rendah ayitu kurang dari 0,5 %. Pada waktu pembuatannya harus dicurahkan cukup perhatian terhadap hal-hal berikut ;
Sebagai bahan bakar harus digunakan minyak bumi. Untuk menggiling terak lapisan dalam mesin penggiling dan bola penggiling tidak boleh terbuat dari baja. Bahan baku yang dipakai harus kapur murni, lempung putih yang tidak mengandung oxida besi dan pasir silika. Mesin penggiling dan bahan baku harus bebas dari pengotoran oleh besi, sehingga semen yang dihasilkan bebas pula dari pengotoran tersebut.
Semen putih antara lain dipergunakan untuk pembuatan ubin, lantai dan bagian-bagian lain dari bangunan yang harus memperlihatkan permukaan indah atau dekoratif. Semen putih harganya lebih mahal dari pada semen biasa, dI Indonesia semen putih baru dibuat oleh pabrik semen PT. INDO CEMENT di Citeureup-Bogor.
2. Semen portland teras (Pozzolan).
Semen portland teras adalah campuran dari semen port land dan bahan-bahan yang bersifat seperti teras (pozzolan). Teras ini dapat berupa teras alam (yang baik), terak dapur tinggi, abu arang-batu (fly ash, abu terbang) dan hasil pembakaran lempung. Pembuatan semen teras dilaksanakan dengan menggiling langsung bahan-bahan untuk semen portland yang telah dibakar dengan teras sambil dibubuhi batu-tahu, kadar teras yang digunakan berkisar antara 10% - 30%.
Jenis semen ini antara lain dipergunakan untuk pembuatan semen yang tahan terhadap serangan sulfat, jenis semen ini memperbaiki ketahanan semen tehadap suhu tinggi, merendahkan panas hydrasi serta memperlambat pengerasan semen.
Jenis semen ini dapat dipergunakan untuk pembuatan bangunan yang berhubungan dengan air laut, untuk pembuatan bendungan dan untuk pondasi yang berukuran besar.
3. Semen alumina
Semen alumina dibuat dari batu kapur dan bauxit yang satu demi satu digiling sampai halus, dicampurkan menurut perbandinganperbandingan tertentu kemudian dibakar dalam tungku sampai mencapai suhu 1600°C dan terbentuk klinker. Klinker digiling sampai halus, maka dihasilkanlah semen alumina berwarna abu-abu.
Jenis semen ini tahan terhadap asam, tahan terhadap garam-garam sulfat serta merupakan semen tahan api (suhu tinggi), akan tetapi jika semen ini dipergunakan terus menerus pada suhu normal yang lebih tinggi dari 29°C, kekuatan serta daya ikatnya berangsur-angsur akan berkurang.
Oleh sebab itu jenis semen ini hanya dapat dipakai di negara yang beriklim dingin. Semen alumina cepat emngeras dan dalam waktu 24 jam telah mencapai kekuatan yang penuh. Seperti telah diutarakan tadi semen alumina dipergunakan bilamana perlu dicapai kekuatan awal yang tinggi dan seterusnya dipertahankan suhu yang rendah.
4. Semen portland dapur-tinggi.
Semen portland dapur-tinggi dibuat dengan cara menggiling klinker dari bahan-bahan untuk semen portland bersama-sama dengan terak yang dihasilkan oleh dapur tinggi sampai halus. Jumlah terak dapur tinggi yang digiling tidak melebihi 65 % dari seluruh jumlah campurannya. Sifat-sifat semen dapur tinggi menyerupai sifat-sifat semen portland, perkembangan kekuatan serta daya ikatnya lambat, namun semen ini tahan terhadap serangan sulfat, sehingga dapat dipergunakan untuk pembuatan bangunan dilaut.
Semen portland dapur tinggi belum dibuat di Indonesia. Disamping itu dari terak dapur tinggi dapat di buat pula semen "Super-Sulfat" yaitu semen yang dibuat dengan menggiling sampai halus terak dapur tinggi 80 % - 85 % dan kalsium sulfat anhydrat (gips) yang telah dibakar 10 % - 15 %. Semen sulfat sangat tahan tehadap serangan garam sulfat dan asam lemah.
5. Sifat-sifat semen portland.
Pada pragraf-pragraf terdahulu telah dibahas mengenai senyawasenyawa atau oxida-oxida dan kemudian ikatan-ikatan dari senyawasenyawa tersebut yang terdapat dalam semen portland. Sifat-sifat semen portland sangat dipengaruhi oleh susunan ikatan dari oxidaoxida serta dari bahan-bahan kotoran-kotoran lainnya. Untuk menilai sifat-sifat dan mutu semen perlu dilakukan pengujian di Laboratorium.
Pengujian dilaksanakan berdasarkan suatu standar yaitu standar cara pengujian dan standar persyaratan mutu. Standar yang paling umum dianut di Dunia ialah standar ASTM - C150, Standar Inggris BS – 12, Standar Jerman DIN dan Standar "Internasional Standar Organization" ISO . Kini Indonesia telah memiliki Standar Industri Indonesia (SII-0013-77) yang menganut standar ASTM. Dari semua standar yang terdapat di Dunia hampir semuanya menguji mutu semen terhadap susunan kimia dan sifat-sifat physiknya.
· Susunan Kimia.
Untuk mengetahui susunan kimia dari semen portland dilakukan analisa kimia, dengan cara ini diperoleh persentase dari setiap oxida dan kemudian dihitung susunan ikatannya. Pada umumnya analisa kimia menunjukan persentase dari senyawa-senyawa dan hal-hal berikut ;
Bagian yang tidak larut (dalam asam chlorida).
- Silisiumdioxida (SiO2)
- Aluminiumoxida (Al2O3)
- Kalsiumoxida (CaO)
- Ferioxida (Fe2O3)
- Magnesiumoxida (MgO)
- Sulfurtrioxoda (SO3)
- Alkali sebagai Natriumoxida (Na2O) sebagai Kaliumoxida (K2O)
- Hilang pijar.
- Kalsiumoxida bebas (CaO-bebas)
Oxida-oxida lainnya seperti phosporoxida, Titan dan Mangan tidak dianalisa, kecuali apabila secara khusus diperlukan.
· Sifat-sifat Fisik.
Kehalusan butir.
Kehalusan butiran semen mempengaruhi kecepatan hydrasi. Makin halus butiran-butiran semen, makin cepat berjalannya proses hydrasi dan makin cepat pula perkembangan kekuatan selama 7 hari pertama. Untuk mengukur kahalusan butiran semen digunakan "Turbidimeter dari Wagner " atau " Air Permeability meter dari Blaine ".



Beri Penilaian

Rating : 2.5/5 (6 votes cast)


Peralatan pribadi