Material Non Logam

Material Non Logam

Oleh:Alexandro Leon Nomor Induk :1633001

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ATMA JAYA MAKASSAR 2017

BAB I PENDAHULUAN

1.1 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. Bahan teknik dapat digolongkan dalam kelompok logam dan bukan logam. 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).

1.2Rumusan 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 ?

1.3Tujuan Makalah 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.

BAB II ISI 2.1 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.

2.2 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. Unsurunsur 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. 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.

2.3 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).

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 +

logam

garam

5. Kebanyakan nonlogam oksida yang larut dalam air akan bereaksi membentuk asam. Contohnya: nonlogam oksida CO2 (g)

+

+

air

H2O (l)

asam H2CO3 (aq)

6. Nonlogam dapat bereaksi dengan basa membentuk garam dan air. nonlogam oksida + CO 2 (g)

basa

+ 2NaOH (aq)

garam Na2CO3 (aq) +

+

air H2O

2.4 Penggolongan Material Non Logam Menurut Cahyo Kuncoro(2013:23-25), Material non logam dapat dibedakan menjadi beberapa golongan, yaitu: I. Keramik 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, bahkan teknologi roket dan penerbangan luar angkasa sangat memerlukan keramik.

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) Titik 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. •

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) Plastik merupakan bahan yang sangat penting dalam dunia permesinan dan

industry

Plastik

adalah

modern. 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. 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 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 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.

2.5 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 sifat-sifatnya 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: i.

Belerang (S) Belerang merupakan endapan gas belerang yang membatu. Terbentuknya belerang karena aktifitas 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 Dieng (Jawa Tengah), dan Tangkuban Perahu (Jawa Barat).

ii.

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).

iii.

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).

iv.

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.

v.

Karbon Dioksida (CO2) Gas CO2 tidak beracun, tetapi jika kadarnya terlalu besar (10-20%) dapat membuat pingsan dan merusak sistem pernapasan. CO2 terbentuk pada pembakaran bahan bakar yang mengandung karbon seperti batu bara, minyak bumi, gas alam dan kayu. Gas ini juga dihasilkan pada pernapasan dioksida

makhluk komersial

hidup. diperoleh

Karbon dari

pembakaran residu 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.

BAB III PENUTUP 3.1 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.

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.