Material Non Logam

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Bahan atau material merupakan kebutuhan bagi manusia mulai zaman dahulu sampai
sekarang. Kehidupan manusia selalu berhubungan dengan kebutuhan bahan seperti pada
transportasi, rumah, pakaian, komunikasi, rekreasi, produk makanan dan sebagainya.
Perkembangan peradaban manusia juga bisa diukur dari kemampuannya memproduksi
dan mengolah bahan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya (zaman batu, perunggu dsb).
Pada tahap awal manusia hanya mampu mengolah bahan apa adanya seperti yang tersedia
dialam misalnya : batu, kayu, kulit, tanah dan sebagainya. Dengan perkembangan
peradaban manusia, bahan-bahan alam tersebut bisa diolah sehingga bisa menghasilkan
kualitas bahan yang lebih tinggi. Pada 50 tahun terakhir para saintis menemukan
hubungan sifat-sifat bahan dengan elemen struktur bahan. Sehingga bisa diciptakan
puluhan ribu jenis bahan yang mempunyai sifat-sifat yang berbeda salah satunya adalah
logam. Ilmu logam adalah suatu pengetahuan tentang logam-logam yang menjelaskan
tentang sifat-sifat, struktur, pembuatan, pengerjaan dan penggunaan dari logam dan
paduannya, yang pada saat ini sangat banyak tersebar di seluruh wilayahhampir tidak ada
daerah yang tidak tahu dengan logam. Bahan teknik dapat digolongkan dalam kelompok
logam dan bukan logam. Secara umum bahan non logam didefinisikan sebagai bahanbahan yang tidak mengandung unsur logam didalamnya. Namun jika dilihat dari sudut
keunsurannya, Non logam didefinisikan sebagai kelompok unsur kimia yang bersifat
elektronegatif, yaitu lebih mudah menarik elektron valensi dari atom lain dari pada
melepaskannya. Makalah ini akan membahas secara khusus pada bahan-bahan bukan
logam dengan memamparkan segala ciri , sifat ,serta macam dari bahan-bahan yang
termasuk kedalam golongan bukan logam (non logam).
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan permasalahan yang diungkapkan pada latar belakang, maka didapat i
dentifikasi masalah sebagai berikut :
a. Dapat dilihat dari latar belakang logam adalah logam memiliki beberapa sifat-sifat.
b. Logam memiliki sifat fisis dan kimia.
c. Menjelaskan tentang non logam seperti keramik
1
C. Batasan Masalah
Pada makalah ini penulis membatasi masalah yaitu pada material teknik non logam.
D. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada makalah ini ialah sebagai berikut:
a. Bagaimana pengklasifikasian material yang ada di alam?
b. Apakah yang dimaksud dengan Material Non Logam?
c. Bagaimana Sifat fisis dan sifat kimia Non Logam ?
d. Bagaimana pengolongan material Non Logam?
e. Apa saja kegunaan bahan Non Logam di bidang industri ?
E. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan makalah ini ialah sebagai berikut:
a. Mengetahui klasifikasi material yang ada di alam.
b. Mengetahui Non Logam beserta unsur-unsurnya.
c. Mengetahui sifat fisis dan sifat kimia Non Logam secara umum.
d. Mengetahui material-material yang termasuk dalam golongan Non Logam.
e. Mengetahui kegunaan bahan Non Logam pada bidang industri.
2
BAB II
ISI
A. Klasifikasi Material
Terdapat banyak sekali jenis material yang tersedia di alam. Di dalam dunia
teknik, material umumnya diklasifikasikan menjadi empat jenis yaitu : material
logam, keramik, polymer, dan komposit. Saat ini penggunaan material logam dan
berbagai paduannya masih mendominasi bahan peralatan mesin.
Penggunaan
material komposit dan keramik untuk peralatan mesin pada akhir abad 20 mulai
berkembang cukup pesat.
B. Non Logam
Secara umum bahan non logam didefinisikan sebagai bahan-bahan yang tidak
mengandung unsur logam didalamnya.
Namun jika dilihat dari sudut keunsurannya, Non logam didefinisikan sebagai
kelompok unsur kimia yang bersifat elektronegatif, yaitu lebih mudah menarik
elektron valensi dari atom lain dari pada melepaskannya. Unsur- unsur yang termasuk
dalam nonlogam adalah:
1. Halogen : Fluorine (F), Chlorine (Cl), Bromine (Br), Iodine (I), Astatine
(At), Ununseptium (Uus).
2. Gas mulia : Helium (H), Neon (Ne), Argon (Ar), Krypton (Kr), Xenon
(Xe), Radon (Rn), Ununoctium (Uuo).
3
3. Nonlogam lainnya : Hidrogen (H), Carbon (C), Nitrogen (N), Phosphorus
(F), Oxygen (O), Sulfur (B), Selenium (Se).
Sebagian besar nonlogam ditemukan pada bagian atas tabel periodik, kecuali
hidrogen yang terletak pada bagian kiri atas bersama logam alkali. Walaupun hanya
terdiri dari 20 unsur, dibandingkan dengan lebih dari 80 lebih jenis logam,
nonlogam merupakan penyusun sebagian besar isi bumi, terutama lapisan luarnya.
Pada tabel periodik, unsur-unsur di daerah perbatasan antara logam dan nonlogam
mempunyai sifat ganda. Misalnya unsur Boron (B) dan Silikon (Si) merupakan unsur
nonlogam yang memilki beberapa sifat logam yang disebut unsur metaloid.
C. Sifat Fisis dan Sifat Kimia Non Logam
a) SIFAT FISIS NONLOGAM
Pada umumnya unsur nonlogam mempunyai sifat fisis, antara lain:
1. Nonlogam tidak dapat memantulkan sinar yang datang sehingga nonlogam tidak
terlihat mengkilat.
2. Nonlogam tidak dapat menghantarkan panas dan listrik sehingga disebut sebagai
isolator.
3. Nonlogam sangat rapuh sehingga tidak dapat ditarik menjadi kabel atau ditempa
menjadi lembaran.
4. Densitas atau kepadatannya pun relatif rendah sehingga terasa ringan jika dibawa
dan tidak bersifat diamagnetik (dapat ditarik magnet).
5. Nonlogam berupa padatan, cairan dan gas pada suhu kamar. Contohnya padatan
Carbon (C), cairan Bromin (Br) dan gas Hidrogen (H).
4
b) SIFAT KIMIA NONLOGAM
Sifat-sifat kimia yang dimiliki unsur nonlogam antara lain:
1. Jika dilihat dari konfigurasi elektronnya, unsur-unsur nonlogam cenderung
menangkap elektron karena memiliki energi ionisasi yang besar untuk membentuk
anion. Contohnya,
Cl- , O2- ,
N3
2. Umumnya unsur nonlogam memiliki titik leleh dan titik didih yang relatif rendah
jika dibandingkan dengan unsur logam.
3. Nonlogam memiliki 4 sampai 8 elektron dalam kulit terluar dari atomatomnya.
4. Nonlogam yang bereaksi dengan logam akan membentuk garam.
nonlogam +
5. Kebanyakan
nonlogam
logam
oksida
yang
garam
larut
dalam
air
akan
bereaksi
membentuk asam. Contohnya:
nonlogam oksida
CO2 (g)
+
+
air
H2O (l)
asam
H2CO3 (aq)
D. Penggolongan Material Non Logam
Menurut Cahyo Kuncoro(2013:23-25), Material non logam dapat dibedakan
menjadi beberapa golongan, yaitu:
I. Keramik
Beberapa keramik yang mempunyai arti penting sebagai bahan teknik antara lain:
1. Refractory Batu Tahan Api)
Batu tahan api merupakan bahan yang sangat diperlukan bagi industri-industri yang
bekerja menggunakan temperatur tinggi. Batu tahan api mempunyai sifat tahan
terhadap temperatur tinggi, tetap stabil/ tidak berubah walaupun pada temperatur
tinggi, mempunyai konduktivitas panas yang rendah (menghambat perambatan
panas), kuat, keras tetapi getas. Dari sifat kimianya batu tahan api dapat dibagi
menjadi:
a. Batu tahan api asam (acid refractories), biasanya terbuat dari quartz, quartzite
mengandung bayak silika (SiO2). Titik lebur batu tahan api jenis ini antara
16900C – 17300C, dan mulai melunak pada 15500C. Digunakan misalnya pada
konverter Bassemer dan dapur lain yang menggunakan acid lining.
5
b. Batu tahan api basa (basic refractories), banyak mengandung magnesia (MgO).
Dibuat dari dolomite dan/atau magnesium. Batu tahan api dolomit dapat tahan
sampai 1800 – 19500C, batu tahan api magnesit dapat tahan sampai 20000C.
c.
Batu tahan api netral (neutral refractories) banyak mengandung alumina
(Al2O3) dan silika (SiO2) terbuat dari kaolinit, dapat tahan sampai suhu 1600 –
16700C.
Selain itu batu tahan api juga sering dinamakan menurut kandungan senyawa yang
paling dominan, misalnya ada batu tahan api silika, alumina, magnesit, chromit, dll.
2. Gelas (Kaca)
Kaca banyak dipakai karena sifat-sifatnya yang transparan, non toxic, inert (tidak
bereaksi dengan berbagai bahan kimia), tidak mengakibatkan kontaminasi dan cukup
kuat/keras. Kaca dibuat dari campuran berbagai oksida. Pada umumnya kaca adalah
non kristalin/amorph, atom/molekulnya tidak tersusun menurut suatu pola tertentu
seperti halnya logam, tetapi berupa suatu network tiga dimensi yang acak. Sebagian
dari oksida itu berfungsi sebagai glass former yaitu yang membentuk network dari
kaca. Sebagian berfungsi sebagai modifier biasanya akan memperlemah ikatan pada
network sehingga menurunkan titik leburnya. Ada juga yang berfungsi sebagai
intermediates.
Sebagai glass former biasanya adalah SiO2, disamping itu ada juga beberapa oksida
lain yang dapat dipakai, misalnya P2O5, B2O3, As2O3, Sb2 dan GeO2. Sedangkan
sebagai intermediates misalnya oksida aluminium (alumina), beryllia, titania,
zirconia.
Glass Formers
Intermediates
Modifiers
SiO2
Al2O3
MgO
B2O3
Sb2O3
Li2O
GeO2
ZrO2
BaO
P 2 O5
TiO2
CaO
V2O5
PbO
SrO
As2O3
BeO
Na2O
ZnO
K2O
6
Soda Lime Glass
Kaca yang paling banyak diproduksi, karena harganya murah, tahan terhadap
devitrifikasi (terjadinya bagian/partikel kristalin pada kaca yang dapat menyebabkan
kaca menjadi gelas) dan relatif tahan air. Mudah di-hotwork, banyak digunakan untuk
kaca jendela, botol, boal lampu dan tableware yang tidak perlu tahan terhadap
temperatur tinggi dan tahan terhadap bahan-bahan kimia.
Lead Glass (Flint Glass)
Biasanya digunakan untuk high quality tableware, keperluan optik, tabung lampu
iklan dan juga untuk pembuatan benda seni. Kaca dengan kandungan timbal yang
tinggi (sampai 80%) digunakan untuk kaca optik sangat gelap dan untuk jendela
/pelindung terhadap sinar X-Ray. Lead glass mempunyai titik lebur rendah, mudah
di-hotwork, tahanan listrik tinggi, dan mempunyai indeks bias tinggi.
Borosilicate Glass (Pyrex)
Sangat stabil terhadap bahan kimia, sangat tahan terhadap thermal shock, mempunyai
tahanan listrik tinggi. Borosilicate glass banyak digunakan di industri untuk pipa,
glass ukuran, alat laboratorium, isolator listrik dana beberapa keperluan rumah
tangga.
High Silica Glass
Sangat tahan terhadap thermal shock, dan temperatur tinggi (sampai 9000C).
Harganya sangat mahal karena itu hanya digunakan untuk beberapa keperluan
khusus.
Sebagian dari intermediate dan modifier tersebut dikatakan juga berfungsi sebagai
flux yaitu yang menurunkan temperatur pelunakan kaca sehingga kaca cair masih
dapat dikerjakan sampai temperatur yang cukup rendah. Adanya flux mungkin
menurunkan daya tahan kaca terhadap bahan kimia, dapat menyebabkan kaca dapat
larut. Untuk mengurangi akibat buruk itu ditambahkan oksida yang berfungsi sebagai
stabiliser.
Semua campuran oksida itu dipanaskan sampai lebur lalu kaca yang masih kental
dibentuk dengan penuangan pada cetakan (moulding) atau dengan peniupan
(blowing).
7
Kaca dapat dibuat menjadi bentuk serat (fibre) dengan berbagai cara, misalnya
dengan menarik filamen kaca yang masih kental (continuous filament process) akan
didapat suatu bahan yang dikenal dengan nama fibreglass, atau dengan memasukkan
kaca yang masih cair ke dalam piringan berpori yang berputar cepat (crown process)
akan diperoleh serat gelas yang pendek-pendek, dikenal dengan glass wool.
Fibreglass mempunyai kekuatan yang tinggi sekali, sampai 700Mpa, banyak
digunakan sebagai bahan komposit yang dipakai untuk berbagai keperluan. Glass
wool sering digunakan sebagai bahan isoltor panas.
3. Abrasives
Abrasive adalah bahan yang digunakan untuk menghaluskan permukaan bahan lain
dengan cara menggosokkan bahan abrasive ke permukaan yang akan dihaluskan
sehingga terjadi pengikisan. Bahan abrasives digunakan untuk membuat gerinda,
kertas gosok atau serbuk/ pasta polishing.
Bahan abrasives terbuat dari berbagai oksida dan karbida yang sangat keras, seperti
alumina, silica, silicon carbide, tungsten carbide, dll. Bahan – bahan ini dibuat
menjadi bentuk “pasir” atau serbuk dengan berbagai ukuran, kemudian dengan
menggunakan sedikit bahan perekat dibentuk menjadi batu gerinda atau dilapiskan
pada kertas menjadi kertas gosok, dicampurkan pada pasta atau dibiarkan berupa
serbuk. Bahan-bahan tersebut juga dapat dibentuk dengan cara sintering dibuat
menjadi pahat potong, seperti halnya carbide tips.
4. Cement (Semen)
Semen adalah semacam bahan perekat, berupa serbuk, yang bila dicampurkan dengan
air menjadi pasta dan setelah dibiarkan beberapa saat akan menjadi keras. Ada yang
untuk menjadi keras ini memerlukan banyak air (hydraulic cement), seperti misalnya
Portland cement, dan ada juga yang untuk menjadi keras tanpa memerlukan
tambahan air, seperti misalnya kapur bubuk (Ca(OH)2) dan gips (CaSO4).
Kapur bubuk dibuat dengan memanggang (calcining) batu kapur (CaCO3) pada
temperatur sekitar 10000C sehingga berdekomposisi menjadi CaO (gamping).
Dengan menyiramkan air pada CaO ini akan diperoleh Ca(OH)2 berupa serbuk. Pada
saat pemakaiannya bubuk kapur ini dicampur dengan pasir dan air menjadi pasta dan
pasta ini akan mengeras karena terjadinya reaksi dengan CO2 dari udara, terbentuk
CaCO3 dan air.
Cement yang banyak dipakai adalah Portland Cement yang banyak digunakan untuk
membuat beton dan perekat bahan bangunan. Portland cement dibuat dari batu kapur
dan tanah liat yang kemudian dihaluskan lalu dibakar. Pembakaran di dalam kilang
8
putar (rotary kiln) ini menyebabkan bahan-bahan tadi berdifusi dan menjadi clinker
yang keluar dari kilang berbentuk bola-bola. Clinker ini dicampur dengan sejumlah
gips lalu dihancurkan lagi menjadi serbuk yang halus.
Portland cement terdiri dari berbagai oksida, silikat, aluminat, dll. Semen ini mulai
menjadi keras dalam 24 jam pertama, tetapi pengerasan yang sempurna akan terjadi
setelah kira-kira 28 hari, tergantung pada banyaknya gips yang dicampurkan. Juga
kandungan alumina mempengaruhi kecepatan pengerasan ini, dengan alumina yang
makin banyak dan silika yang makin sedikit akan mempercepat pengerasan.
Material keramik merupakan material yang terbentuk dari hasil senyawa
(compound) antara satu atau lebih unsur-unsur logam (termasuk Si dan Ge)
dengan satu atau lebih unsur-unsur non logam. material jenis keramik semakin
banyak digunakan, mulai berbagai abrasive, pahat potong, batu tahan api, kaca,
dan lain-lain.
Contoh keramik : silikon oksida, aluminium oksida, kalsium oksida,
magnesium oksida, kalium oksida dan natrium oksida
•
Sifat fisis dari Keramik adalah
a) . Keramik memiliki daya konduktivitas yang rendah dan cenderung berperan
sebagai insulator Sifat konduktivitas rendah didapat pada banyak keramik seperti
SiO2 disebabkan ikatan yang dibentuk adalah ikatan kovalen non-polar yang
memiliki skala elektrolit rendah dibanding dengan ikatan kovalen polar dan ion.
b). itik didih keramik cukup tinggi, sebesar 600oC-4000oC.Titik didih yang
tinggi dari keramik disebabkan adanya ikatan kovalen raksasa dari unsur silikon
yang memiliki sifat mirip dengan karbon yang memungkinkan silikon untuk
melakukan ikatan kimia dengan banyak unsur karena memiliki empat lengan atom.
9
•
Sifat Kimia dari keramik adalah ,
a) Dalam kondisi normal, keramik sangat sulit untuk mengalami korosi.
Keberadaan silikon sebagai major element dalam keramik memang dapat
dikategorikan sebagai logam, akan tetapi elektron valensi yang cukup
banyak menjadi penghalang bagi oksidator untuk bertukar posisi dengan
elektron pada silikon. Akan tetapi, korosi pada keramik dapat terjadi
apabila terdapat unsur logam seperti natrium, alumunium, dan seng karena
memiliki potensial oksidasi yang tinggi.
b) Keramik dapat larut jika bereaksi dengan larutan elektrolit sangat kuat
seperti HCl dan Mg(OH)2
II.
Plastik (polimer)
Pada beberapa jenis plastik antara beberapa rantai yang saling berdekatan
juga terikat dengan ikatan primer yang kuat. Ikatan ini menyebabkan
molekul polimer itu tidak mudah terurai karena bahan-bahan kimia
maupun karena panas. Hal ini terjadi pada thermosetting plastics, yaitu
plastik
yang
segera
mengeras
setelah
mencapai
temperatur
pembentukannya, selanjutnya tidak akan menjadi lunak walaupun
dipanaskan kembali. Pada jenis lain, thermoplastic plastics, ikatan antara
rantai-rantai molekl plastik tidak begitu kuat, yaitu dengan secondary
forces (Van der Waals forces) yang akan menjadi lemah dengan kenaikan
temperatur dan menjadi lebih kuat bila temperatur turun kembali, karena
itu jenis plastik ini akan menjadi lunak bila menerima pemanasan, mudah
dibentuk dan akan menjadi keras lagi bila temperatur turun kembali.
Karena itu thermoplastik plastik dapat dibentuk berulang kali dengan
10
melakukan pemanasan setiap kali akan membentuknya. Perbedaan ini
menyebabkan
juga
perbedaan
pada
proses
pembentukannya.
Thermosetting plastik biasanya lebih keras, lebih kuat dan tidak mudah
larut dalam suatu cairan pelarut (solvent).
1.
Phenolic, cukup kuat, keras, tidak transparan, mudah diberi warna.
Harganya cukup murah, dapat dibentuk dengan mudah dengan
moulding. Termasuk thermosetting plastic.
2.
Melamine, juga termasuk thermosetting plastic, tahan panas, tahan
air, tidak bereaksi dengan bahan-bahan kimia, merupakan isolator
listrik yang baik. Banyak digunakan untuk tableware, alat listrik, dll.
3.
Epoxy, ulet/tangguh, elastis, tidak mudah bereaksi dengan berbagai
bahan kimia, kestabilan dimensi cukup baik, pembuatannya tidak
memerlukan temperatur dan tekanan yang tinggi. Banyak digunakan
untuk bahan coating dan untuk alat listrik. Karena mudah dicure
pada tekanan dan temperatur kamar, plastik ini banyak digunakan
untuk jigs, template, forming dies (untuk sheet metal) dan
lem/perekat.
4.
Acrylic, thermoplastic plastic, transparan, cukup kuat, tahan impact
dan lentur, isolator listrik yang baik, mudah diberi warna, tahan
terhadap berbagai bahan kimia. Acrylic secara optik paling
transparan dari semua jenis plastik, dikenal dengan nama Lucite dan
Plexyglass. Kekurangannya adalah mudah tergores.
5.
Nylon, thermoplastic plastic, tahan abrasi, ulet, kestabilan dimensi
baik tetapi harganya relatif cukup mahal. Dapat diperoleh dengan
pembentukan oulded ataupun dalam bentuk filamen seperti
dipergunakan untuk tekstil, tali, senar, dll. Moulded nylon banyak
digunakan untuk bahan bantalan, karena koefisien gesekannya yang
sangat rendah.
6.
Polystyrene, thermoplastic plastic, stabilitas dimensi baik, menyerap
air hanya sedikit, isolator listrik terbaik, mudah terbakar dan
bereaksi dengan asam.
11
7.
Vynil, dapat dibuat dalam bentuk tipis yang elastis, seperti karet
sampai bentuk yang kekar/kaku. Yang ulet/fleksible cukup kuat dan
tidak mudah lapuk. Jenis yang kaku/kekar mempunyai stabilitas
dimensi baik dan tahan air.
8.
Polyethylene, ulet/tangguh dan tahanan listriknya besar. Banyak
digunakan untuk alat dapur yang unbreakable dan isolasi kabel
listrik.
9.
Polycarbonate, dikenal karena kekuatan dan ketangguhannya yang
sangat tinggi
10.
Silicone, merupakan plastik yang unik karena rusuk dari rantai
molekulnya terdiri dari atom silikon dan oksigen berselang-seling,
jadi termasuk semi-organik. Dikenal sangat tahan panas, mempunyai
sifat dielektrik yang tinggi dan penyerapan kelembaban yang sangat
rendah.
11.
Urea formaldehyde, thermosetting plastic yang dapat dibuat dengan
warna terang, yang tidak terdapat pada phenolic. Sifatnya sama
phenolic.
12.
Fluorocarbon, dikenal inert terhadap berbagai macam bahan kimia,
tahan temperatur tinggi dan koefisien gesek yang sangat rendah.
Banyak digunakan untuk non-lubricated bearing dan lapisan
nonstick (anti lengket) pada alat masak dan pada setrika, dll
Plastik adalah bahan sintetis yang terbuat dari minyak mineral, gas alam, atau dibuat dari bahan
asal batu bara, batu kapur, udara, air dan juga da ri binatang dan tumbuh-tumbuhan.
Pengolahanya dapat dikerjakan pada proses panas dan tekanan.
Sifat-sifat plastik pada umumnya adalah sebagai berikut:
a) Tahan korosi oleh atamosfer ataupun ole beberapa zat kimia.
b) Berat jenisnya cukup rendah, sebagian dapat mengapung dalam air.
c) Cukup ulet dan kuat, tetapi kekuatanya dibawah logam.
d)
Bahan
termoplastik mulai melunak pada suhu
yang rendah, sedikit
12
mempunyai wujud yang menarik dan dapat diberi warna, ada yang transparan.
Sifat mekanik dari plastic adalah tidak mudah pecah dan rapuh. Beberapa
bahan plastic koefisien gesekanya sangat rendah sehingga sering digunakan
sebagai bantalan kering.
Keburukan-keburukan dari plastik adalah sebagai berikut :
a) Kecenderungan memuai yaitu menjadi lebih panjang dengan adanya beban.
b) Suhu diatas 2000 C sifatnya menjadi kurang baik.
c) Terjadi perubahan polimer selama pemakaianya yang kemungkinan sekali
karena aksi dari sinar ultra violet.
Bahan plastik dibagi dalam dua golongan yaitu plastic termoseting dan
thermoplastic.
(a) Termoseting
Bahan ini keras dan mempunyai daya tahan panas yang tinggi. Proses pengerjaan
plastik termoseting adalah sebagai berikut. Bahan baku (resin) berbentuk biji-biji
kering dan bahan tambahan dimasukkan kedalam cetakan lalu dipanaskan hingga
1500 C, kemudian ditekan dengan gaya kira 150 atm. Bahan ini akan mencair dan
memenuhi model. Selanjutnya dipanasi lagi sehingga bahan tersebut mengeras,
lalu tutup cetakan dibuka dam benda tersebut diangkat. Proses itu berlangsung
pada temperatur tinggi. Untuk mendapatkan permukaan benda yang halus cetakan
haris dipoles, terutama digunakan dalam pembuatan alat-alat listrik, tread bushing,
dan bearing bushing.
(b) Termoplastik
Termoplastik tersusun dari molekul-molekul panjang. Jikalau molekul panjang itu
diumpakan sebagai sebuah garis yang ditarik dan kita letakkan dua buah molekul
panjang berdampingan maka memperlihatkan suatu gambaran dari suatu
termoplas dalam keadaan padat.
Jika termoplas dipanaskan untuk menjaga keseimbangan maka molekul
panjang akan bergerak lebih banyak. Suhu pemanasan yang menyebabkan proses
ini dinamakan suhu pelunak. Bila termoplastik dipanaskan lebih lama, molekul
13
panjang akan satu sama lain. Suhu pada saat tersebut dinamakan suhu lumer dan
bahan menjadi cair.
Antar fasa padat dan cair terdapat fasa antar tambahan, saat itu bahan berada
dalam keadaan lunak. Dalam keadaan itu bahan dikatakan plastic. Jadi
termoplastik adalah bahan yang menjadi plastis karena pemanasan dan
bentuknya dapat diubah dalam deadaan plastis itu. Bahan-bahan termoplastik
adalah polietilen, polivinil khorida, polistiren, poliamide, dan poliester.
III.
Komposit
Komposit merupakan material hasil kombinasi dari dua material atau lebih, yang
sifatnya sangat berbeda dengan sifat masing-masing material asalnya. Komposit
selain dibuat dari hasil rekayasa manusia, juga dapat terjadi secara alamiah,
misalnya kayu, yang terdiri dari serat selulose yang berada dalam matriks lignin.
Komposit saat ini banyak dipakai dalam konstruksi pesawat terbang, karena
mempunyai sifat ringan, kuat dan non magnetik.
Komposit buatan manusia biasanya merupakan gabungan antara material serat
yang kuat seperti serat kaca, karbon atau boron yang digabungkan dalam matriks
resin seperti epoxy atau polimer. Kelebihan komposit adalah sifatnya yang dapat
diatur. Salah satu cara pengaturan sifat pada material komposit adalah dengan
mengubah arah orientasi, susunan, dan sudut material penyusunnya.
Ada beberapa composite materials yang dapat terjadi secara alamiah, misalnya
saja kayu yang terdiri dari serat selulose yang berada dalam matriks lignin. Juga
pada berbagai paduan logam, seperti lamel-lamel ferrite dan cementit (pearlite),
paduan aluminium-tembaga dapat terjadi CuAl2 yang tersebar dalam matriks
alpha. Composite materials dapat merupakan kombinasi dari berbagai bahan,
logam dengan logam, logam dengan plastik, logam dengan keramik, keramik
dengan plastik. Tujuan pembentukan komposit adalah untuk menghilangkan sifatsifat buruk dari masing-masing komponen bahan yang berkombinasi sehingga
diperoleh bahan lain dengan sifat-sifat yang lebih baik.
Composite material dapat digolongkan menjadi:
1.
Agglomerated Materials
Pada agglomerated materials yang dikombinasikan adalah bahan yang berbentuk
butiran dari berbagai ukuran, dengan suatu bahan perekat. Sebagai contoh adalah
14
beton yang terdiri dari besi baja, kerikil, pasir, dan semen. Besi baja mempunyai
sifat lunak dan ulet, sehingga mempunyai kemampuan menahan beban tarik
dengan baik. Kerikil mempunyai sifat keras, kemampuan menerima beban tekan
akan lebih baik bila rongga di antara butiran kerikil diisi pasir. Ini semua diikat
menjadi satu oleh perekat/semen, sehingga diperoleh suatu bahan yang keras,
padat, tahan kompresi dan tahan terhadap beban tekuk.
Contoh lain adalah lapisan aspal untuk permukaan jalan, batu gerinda, dll.
2.
Laminates
Bahan laminates dimana bahan – bahan saling melapisi. Sebagai contoh adalah
kayu lapis. Setiap lapisan pada kayu lapis mempunyai arah serat yang saling tegak
lurus dengan lapisan berikutnya, sehingga akan saling memperkuat.
Laminates juga dapat dilakukan pada logam dengan logam, seperti pada alclad,
yaitu paduan aluminium (kuat tapi kurang tahan korosi) yang pada permukaanya
dilapisi dengan lembaran aluminium murni (lebih tahan korosi) atau baja karbon
yang dilapisi baja tahan karat. Juga misalnya corrugated sheet yang dilapisi flat
sheet (seperti pada karton pembungkus)
3.
Surface Coated Materials
Pada surface coated material, coating biasanya akan menjadi pelindung bahan
yang dilapisi, sedang kekuatan diperoleh dari bahan yang dilapisi. Misalnya
seperti pada baja lapis seng, tin plated sheet, chrome plated sheet, dll.
4. Reinforced Materials
Reinforced material ini merupakan kelompok yang paling penting dan paling
banyak digunakan. Pada komposit jenis ini ada sebagian komponen yang tersusun
ke arah tertentu dalam matriks dari komponen lain. Dengan demikian akan
memperbaiki kekuatan ke arah tertentu tersebut. Sebagai ontoh dari kelompok ini
adalah beton bertulang (reinforced concrete). Beton tahan terhadap beban tekan
tetapi tidak tahan terhadap beban tarik. Untuk menghilangkan keburukan tersebut,
pada beton diberi baja tulangan yang akan menahan beban tarik.
Bahkan untuk lebih memperkuat lagi, besi penguatnya diberi tegangan tarik lebih
dulu, sebelum adanya beban luar. Ini dinamakan prestressed concrete (beton
pratekan). Contoh lain: glase fibre reinforced plastic, asbestos reinforced plastic,
dll. Akhir – akhir ini juga banyak dikembangkan berbagai komposit dengan
menggunakan berbagai serat (fiber) dan whisker sebagai reinforcing, seperti
15
fiberglass, graphite, boron, kevlar, dll., dengan matriks dari logam, plastik,
keramik, dll.
E. Pengunaan Non Logam
Bahan bukan logam ternyata selalu dibutuhkan, baik dalam teknik bangunan dan
mesin, bangunan umum, teknik proses, maupun keperluan lainya. Bukan logam selain
digunakan sebagai bahan pengganti logam untuk beberapa keperluan juga sangat
dibutuhkan sebagai bahan utama sesuai dengan kemampuan yang dimiliki dan sifatsifatnya yang khas untuk berbagai keperluan. Misalnya adalah bahan sintesis. Bahan
sintetis banyak digunakan pada industry permesinan, dari industry kecil sampai
industry besar. Pengolahan bahan-bahan sintetis lebih murah dibandingkan dengan
bahan yang didapat dari pertambangan. Sehingga kalau ditinjau dari segi ekonomi
dan proses, bahan sintetis lebih murah dan lebih cepat dari pada bahan tambang.
Berikut beberapa pengunaan unsur dan senyawa non logam dibidang industri:
1. Belerang (S)
Belerang meruakan endapan gas yang membantu terbentuknya belerang
karena aktivitas vulkanisme Belerang (S) ini banyak digunakan di berbagai
macam industri, misalnya pupuk, kertas, cat, plastik, bahan sintetis, pengolahan
minyak bumi, industri karet dan ban, industri gula pasir, aki, industri kimia,
bahan peledak, pertenunan, film dan fotografi, industri logam dan besi baja,
bahan korek api, obat-obatan dan lain-lain.
Belerang atau sulfur ini tersebar di Pegunungan Ijen (Jawa Timur), Dataran
Tinggi
16
Dieng (Jawa Tengah), dan Tangkuban Perahu (Jawa Barat).
2. Fosfat (P)
Fosfat merupakan bahan endapan dari kotoran kelelawar dan burung. Fosfat
terdapat di daerah karst terutama di dalam gua-gua. Pemanfaatannya digunakan
untuk bahan utama pupuk fosfat. Tersebar di Bojonegoro (Jawa Timur),
Ajibarang (Jawa Tengah), dan Bogor (Jawa Barat).
3. Karbon/Carbon (C)
Contoh dari carbon (C) adalah intan atau berlian. Intan dalam tingkatan
kekerasan batuan, merupakan batuan yang mempunyai tingkatan kekerasan
paling tinggi, sehingga intan bisa digunakan untuk mengiris kaca dan marmer.
Intan berasal dari endapan tumbuhan jenis pakis-pakisan yang telah mengalami
proses yang sangat panjang dan lama. Pemanfaatan utama intan ialah
digunakan sebagai perhiasan. Mineral intan tersebar di Martapura (Kalimantan
Selatan), Longiram (Kalimantan Timur), Sei Pinang (Kalimantan Tengah),
dan Muara Mengkiang (Kalimantan barat).
17
4. Karbon Monoksida (CO)
Karbon monoksida (CO) lebih dikenal karena sifatnya yang beracun daripada
kegunaannya. Gas ini dapat berikatan dengan haemoglobin dalam darah sehingga
menghalangi fungsi utama darah sebagai pengangkut oksigen.
Gas CO tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. CO di udara berasal
dari pembakaran tak sempurna dalam mesin kendaraan bermotor dan
industri. Beberapa penggunaan CO adalah sebagai reduktor pada pengolahan
logam, sebagai bahan baku untuk membuat methanol dan merupakan
komponen berbagai jenis bahan bakar gas.
18
5. Karbon Dioksida (CO2)
Gas CO2 tidak beracun, tetapi jika kadarnya terlalu besar (10-20%) dapat
pingsan
dan
merusak
sistem
pernapasan.
membuat
CO2 terbentuk pada pembakaran bahan
bakar yang mengandung karbon seperti batu bara, minyak bumi, gas alam dan kayu. Gas ini
juga dihasilkan pada
pernapasan
makhluk
pembakaran
residu
hidup.
Karbon dioksida komersial diperoleh dari
penyulingan
minyak bumi. Dalam jumlah besar juga
diperoleh sebagai hasil samping produksi urea dan pembuatan alkohol dari
proses peragian. Beberapa penggunaan komersial karbon dioksida adalah
karbon dioksida padat yang disebut es kering digunakan sebagai pendingin,
untuk memadamkan kebakaran dan untuk membuat minuman ringan.
19
BAB 3
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Bahan teknik dapat digolongkan dalam kelompok logam dan bukan logam.
2.
Non logam didefinisikan sebagai kelompok unsur kimia yang bersifat
elektronegatif, yaitu lebih mudah menarik elektron valensi dari atom lain dari
pada melepaskannya.
3. Material non logam memiliki beberapa sifat fisis dan kimia diantaranya adalah non
logam tidak dapat menghantarkan panas dan listrik. Non logam juga bersiat sangat
rapuh. Non logam memiliki titik didih dan titik beku yang relatif lebih rendah dari
pada material logam.
4.
Material non logam dapat digolongkan menjadi 3yaitu; keramik, polymer dan
komposit.
5.
Material keramik merupakan material yang terbentuk dari hasil senyawa
(compound) antara satu atau lebih unsur-unsur logam (termasuk Si dan Ge)
dengan satu atau lebih unsur-unsur non logam.
6. Plastik adalah bahan sintetis berasal dari minyak mineral, gas alam, atau dibuat
dari bahan asal batu bara, batu kapur, udara, air dan juga da ri binatang dan
tumbuh-tumbuhan.
7. Komposit merupakan material hasil kombinasi dari dua material atau lebih, yang
sifatnya sangat berbeda dengan sifat masing-masing material asalnya.
8.
Non logam digunakan sebagai bahan pengganti logam untuk beberapa
keperluan juga sangat dibutuhkan sebagai bahan utama sesuai dengan
kemampuan yang dimiliki dan sifat-sifatnya yang khas untuk berbagai
keperluan.
9.
Beberapa unsur non logam yang sering dipakai pada bidang industri ,yaitu:
Belerang, Fosfor, Carbon,dan lain-lain.
20
DAFTAR PUSTAKA
Kuncoro,Cahyo.2013.
TEKNIK
DASAR
PENGERJAAN
LOGAM.Jakarta :
Kementrian Pendidikan & Kebudayaan.
Bagyo,Sucahyo. 1999. Ilmu Logam. Surakarta: PT.Tiga Serangkai Pustaka
Mandiri.
Hari,dan Daryanto.1999. Ilmu Bahan. Jakarta: Bumi Aksara.
Aspergianto.Sifat Logam dan Non Logam. http://arsipegianto.Tripod .com /sifatl
ogam.pdf . Diakses pada 12 April 2017.
WIKISPACES. Logam dan Non Logam. https://bethree.wikispaces.com/file/
view/Logam+dan+Non-Logam.ppt. Diakses pada 12 April 2017.
Sugiarto.Yusron.2014.Pengetahuan Bahan Logam.http://yusronsugiarto.lecture
.ub.ac.id/files/2014/10/pengetahuan-banahan-teknik.pdf. Diakses pada 13 April 2017.
Marvin.Non Logam. http://docshare04.docshare.tips/files/29511/295113715.pdf. Diakses
pada 13 April 2017.
21