2.1 Logam
Dalam kajian fisika, logam merupakan substansi kimia opak mengkilap yang merupakan penghantar (konduktor) panas atau listrik yang baik serta bila dipoles, merupakan pemantul atau reflektor sinar yang baik. Semua logam dan logam campur yang digunakan dalam kedokteran gigi adalah bahan padat seperti kristal, kecuali gallium dan merkuri yang berwujud cairan pada temperatur tubuh. Kebanyakan logam yang digunakan untuk restorasi gigi, gigi tiruan sebagian rangka logam, dan kawat ortodonti adalah logam campur, dengan perkecualian lempeng emas murni, titanium murni komersial, dan silver point endodontik. Sifat – Sifat – sifat sifat karakteristik logam pada umumnya adalah sebagai berikut : 1. Keras 2. Mengkilat 3. Penghantar panas dan penghantar listrik yang baik, disebabkan disebabkan karena sifat ikatan logam.
Atom logam mutlak melepas electron luarnya sehingga
membentuk ion positif. Logam positif akan bergabung dengan lawan elektron. Mobilitas elektron ini menunjukkan kemampuan logam untuk menghantarkan panas dan arus listrik. 4. Opaque karena electron-elektron bebas mengabsorbsi energi elektro-magnetik cahaya. 5. Ductille & Malleable, Ductille artinya dapat ditarik menjadi panjang, misalnya kawat. Malleabiliti artinya dapat dibentuk atau ditempa hingga tipis atau menjadi sampai temjbus cahaya. Ductille dapat diukur dengan: 1. Eelongasi 2. Pengukuran luas penampang penampang 6. Elektro positif Berat, ini berkaitan dengan berat atom elemen dan tipe struktur kisi yang menentukan bagaimana eratnya atom-atom tersebut tersusun Untuk dapat mengoptimalkan sifat logam ini, kebanyakan dari logam yang biasa digunakan adalah campuran dari dua atau lebih unsur logam atau pada beberapa
keadaan, logam dengan nonlogam. Meskipun campuran tersebut dapat dibuat dengan berbagai cara, umumnya dihasilkan dari fusi unsur-unsur di atas titik cairnya. Campuran padat dari logam dengan satu atau lebih unsur nonlogam atau logam lain disebut logam campur. Sebagai contoh, sejumlah kecil karbon ditambahkan pada besi untuk membentuk baja. Sejumlah kromium ditambahkan pada besi dan karbon untuk membentuk baja anti karat, suatu logam campur yang amat tahan terhadap korosi. Untuk meningkatkan ketahanan korosi baik kromium
juga ditambahkan
untuk
pada nikel maupun kobalt,
membentuk dua basis logam
campur yang
dominan digunakan dalam kedokteran gigi. Meskipun emas murni juga mempunyai ketahanan terhadap korosi yang tinggi, tembaga ditambahkan untuk meningkatkan kekuatannya
dan
ketahanannya
terhadap
deformasi
plastis. 1
Sifat- sifat suatu logam tergantung dari perlakuan termis dan mekanis yang dikenakan. Sifat suatu alloy tidak hanya tergantung pada dua faktor ini, tetapi juga pada komposisinya. Sifat – sifat mekanis suatu alloy dapat sangat berbeda dengan komponen logam atau metalloid asalnya. Sebagai contoh, suatu alloy yang terdiri dari 50% emas (Au) dan 50% kuningan (Cu) mempunyai ultimate tensile strength yang lebih besar dari baik emas maupun kuningan. Alloy dapat diklasifikasikan menjadi binary (terdiri dari 2 konstitusi), tenary (terdiri dari 3 konstitusi), quartenary (4 konstitusi), dan sebagainya. Suatu sistem alloy selalu berkaitan dengan semua kemungkinan presentase komposisi logam dasarnya. Sebagai contoh, sistem gold-silver dapat terdiri dari sel kombinasi kedua bahan tersebut mulai dari 100% gold sampai 100% silver. Sifat-sifat alloy dapat dijelaskan dengan menggunakan dua contoh yang menunjukkan perbedaan stuktur dan sifat-sifat alloy emas dan besi. 1
Alloy emas ada bermacam – macam jenisnya yang sebagian diantaranya ditambahkan tembaga atau kopper, silver, logam golongan platinum, dan golongan logam lainnya. Dalam kedokteran gigi, alloy logam dibedakan berdasarkan klasifikasi ADA sebagi tipe I, II, II, IV. Alloy yang keras adalah alloy golongan I, II. Alloy yang
lunak adalah alloy yang digunakan untuk inlay sederhana. Tipe dua digunakan untuk dua atau tiga permukaan inlay yang lebih luas. Tipe tiga didesain untuk mahkota dan jembatan. Tipe empat digunakan untuk partial denture. 2 (Craig, Robert. 1979:193-194)
1. Combe, EC. 1992. Sari Dental Material. Jakarta : Balai Pustaka. Hal 75-6 2. Craig, Robert. 1979. Dental Materials Properties And Manipulation. London : CV. Mosby Company. Hal 193-4
Keramik
Keramik merupakan senyawa dari elemen-elemen logam dan non logam. Pembuatan keramik dilaukan dengan cara, Clay based suspension, Ceramic coating, Glass forming. Dalam kedokteran gigi kegunakan sebagai Filler pada komposit,GIC, bahan refraktori, porselen KG, bubuk dental semen, all-ceramkic, Pfm (porcelain fuse to metal, laminate veener, sebag i bahan abrasif, dan abahn poles Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan jenis keramik adalah britle atau rapuh, hal ini dapat kita lihat pada keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah, gelas, kendi, gerabah dan sebagainya, coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik bandingkan dengan piring dari logam, pasti keramik mudah pecah, walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu, terutama jenis keramik hasil sintering, dan campuran sintering antara keramik dengan logam. sifat lainya adalah tahan suhu tinggi, sebagai contoh keramik tradisional yang terdiri dari clay, flint dan feldfar tahan sampai dengan suhu 1200 C, keramik engineering seperti keramik oksida mampu tahan sampai dengan suhu 2000 C. kekuatan tekan tinggi, sifat ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang keramik t erus berkembang. Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk :
Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah.
Tahan korosi
Sifat
listriknya
dapat
insulator,
semikonduktor,
konduktor
bahkan
superkonduktor
Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik
Keras dan kuat jika ditekan, namun rapuh. Dua jenis ikatan dapat terjadi dalam keramik, yakni ikatan ionik dan kovalen.
Sifat keseluruhan material bergantung pada ikatan yang dominan. Klasifikasi Bahan keramik dapat dibedakan menjadi dua kelas : kristalin dan amorf (non kristalin). Dalam material kristalin terdapat keteraturan jarak dekat maupun jarak jauh, sedang dalam material amorf mungkin keteraturan jarak pendeknya ada, namun pada jarak jauh keteraturannya tidak ada. Beberapa keramik dapat berada dalam kedua bentuk tersebut, misalnya SiO2, (lihat gambar, a struktur yang kristalin, b amorf). Jenis ikatan yang dominan (ionik atau kovalen) dan struktur internal (kristalin atau amorf) mempengaruhi sifat-sifat bahan keramik. Sifat termal Sifat Mekanik
Keramik biasanya material yang kuat, dan keras dan juga tahan korosi. Sifat-sifat ini bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga titik lelehnya yang tinggi, membuat keramik merupakan material struktural yang menarik. Aplikasi struktural keramik maju termasuk komponen untuk mesin mobil dan struktur pesawat. Misalnya,
TiC
mempunyai kekerasan 4 kali kekerasan baja. Jadi,
kawat baja dalam struktur pesawat dapat diganti dengan kawat TiC yang mampu menahan beban yang sama hanya dengan diameter separuhnya dan 31 persen berat. Semen dan tanah liat adalah contoh yang lain, keduanya dapat dibentuk ketika basah namun ketika kering akan menghasilkan objek yang lebih keras dan lebih kuat. Material yang sangat kuat seperti alumina ( Al 2O3) dan silikon karbida (SiC ) digunakan sebagai abrasif untuk grinding dan polishing.
Keterbatasan utama keramik adalah kerapuhannya, yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan deformasi plastik yang sedikit. Ini merupakan masalah khusus bila bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural. Dalam logam, elektron-elektron yang terdelokalisasi memungkinkan atom-atomnya berubah-ubah tetangganya tanpa semua ikatan dalam strukturnya putus. Hal inilah yang memungkinkan logam terdeformasi di bawah pengaruh tekanan. Tapi, dalam keramik, karena kombinasi ikatan ion dan kovalen, partikel-partikelnya tidak mudah bergeser. Keramiknya dengan mudah putus bila gaya yang terlalu besar diterapkan. Faktur rapuh terjadi bila pembentukan dan propagasi keretakan yang cepat. Dalam padatan kristalin, retakan tumbuh melalui butiran (trans granular) dan sepanjang bidang cleavage (keretakan) dalam kristalnya. Permukaan tempat putus yang dihasilkan mungkin memiliki tekstur yang penuh butiran atau kasar. Material yang amorf tidak memiliki butiran dan bidang kristal yang teratur, sehingga permukaan putus kemungkinan besar mulus penampakannya. Kekuatan tekan penting untuk keramik yang digunakan untuk struktur seperti bangunan. Kekuatan tekan keramik biasanya lebih besar dari kekuatan tariknya. Untuk memperbaiki sifat ini biasanya keramik di-pretekan dalam keadaan tertekan. Sifat Hantaran Listrik. Sifat Kimia
Salah satu sifat khas dari keramik adalah kestabilan kimia. Sifat kimia dari permukaan keramik dapat dimanfaatkan secara positif. Karbon aktif, silika gel, zeolit, dsb, mempunyai luas permukaan besar dan dipakai sebagai bahan pengabsorb. Kalau oksida logam dipanaskan pada kira-kira 5000C, permukaannya menjadi bersifat asam atau bersifat basa. Aluminaγ , zeolit, lempung asam atau S2O2 – TiO2 demikian juga berbagai oksida biner dipakai sebagai katalis, yang memanfaatkan aksi katalitik dari titik bersifat asam dan basa pada permukaan.
