Pengantar teknologi keramik

SINTERING
Sintering pada keramik menyebabkan partikel powder pada green body berdifusi akibat pemanasan di bawah temperatur lelehnya, membuat butiran-butiran non kohesif, menjadi kohesif.
Hal yang harus diperhatikan yaitu, temperatur bakar dan laju pemanasan, durasi dan keadaan udara perlu oksidasi atau tidak.
Penggolongan
Process Basic Concept
Proses
Powdery Mineral Raw Material Shaping which is made possible by the plasticity of wet clay Drying (reversible dehydration) Firing (irreversible dehydration and permanent phsicochemical modifications)
Process Basic Concept
Modifikasi Karakteristik Powder
Grinding memodifikasi ukuran partikel dengan metode impak ataupun abrasif menggunakan mesin milling. Rata-rata ukuran partikel yang dihasilkan tergantung dari teknik yang digunakan, karakter milling media(material, bentuk dan ukuran bola/bahan abrasif), jangka waktu, kondisi (dry milling, aquous-non aquous milling) dan rasio beban antara beban milling dengan berat powder.
Grinding
Porcelain
(fine bone china) Penyusutan badan keramik seiring dengan kenaikan temperatur sangat sensitif pada tipe ini sebagaimana grafik, sehingga kondisi temperatur dan waktu pembakaran harus dikontrol dengan ketat
Porcelain
Fine bone china mempunyai karakteristik lebih "translucent" dan lebih rendah suhu pembakarannya berkisar 1250-1280°C merupakan keramik yang paling mahal dipasaran dengan komposisi bahan secara umum 37-50% abu tulang hewan, 22-32% pottasium feldspar, 22-41% kaolin dan 0-4% quartz.
Porcelain
Porcelain mempunyai karakteristik badan keramik berwarna putih, tembus cahaya (translucent) dengan porositas <0,5% menggunakan bahan eksklusif kaolin sebagai clay, quartz dan feldspar dan sedikit kapur 2%. Pembakaran dilakukan pada suhu 1350-1430°C
Earthenware
Fine Earthenware mempunyai karakteristik badan keramik lebih putih dengan penambahan kaolin 25-50%, grog dan silica juga digunakan sebagai temper material dengan kadar 30-40%. Biskuit keramik dibakar pada suhu 950-1150°C.
Feldpathic Earthenware didapat dengan penambahan kadar Feldspar 3-14% yang memicu pembentukan cairan viscous, dibakar pada temperatur 1140-1230°C
Earthenware
Semi Porselin/ Semi vitrous China adalah earthenware berwarna putih yang mirip dengan porselin ditemukan di inggris pada abad 19 oleh English Staffordshire potteries dibakar pada suhu 1200°C, tidak seperti porselin yang di atas 1300°C. Perbedaannya pada kadar porositasnya sampai 10% yg bisa dibedakan dengan porselin dengan melihat pecahan badan keramiknya
Stoneware
Stoneware mempunyai badan keramik yang lebih berwarna, tidak tembus cahaya, "vitrified" dengan porositas < 3% (SNI 1%), yang dibuat dari campuran Clay dengan kadar silica tinggi dengan flux kadang ditambahkan pasir atau grog dan dibakar pada suhu 1120-1300°C. Pembakaran pada stoneware merupakan hal yg kritis, terlalu rendah akan meyebabkan keramik mempunyai porositas yg besar terlalu tinggi akan membuat keramik mengalami deformasi akibat produksi "low viscous liquid" yg terlalu banyak
Stoneware
Porcelain Stoneware mempunyai karakteristik porositas < 0,5%, bahan yang digunakan umumnya campuran dari "plastic clay" yang kaya akan kadar Al2O3, kaolin, pasir, sodium atau potasium feldspar dan sedikit talc
Penyaringan
Penyaringan (sieving) umumnya digunakan pneumatic vibrator bisa untuk mendapatkan besar butiran sampai 40μm, untuk mendapatkan partikel yang lebih kecil bisa menggunakan air jet/ udara yang efisien bisa mendapatkan sampai ukuran 5μm
Granulasi
Granulasi menghasilkan bola-bola agglomerates yang seragam yang terbentuk dari partikel halus, yang baik untuk proses pressing, dan bagus pada saat pembakarannya, granulasi umumnya dilakukan dengan teknik spray-drying
Mixing
Mixing menghasilkan campuran yang homogen yang akan berpengaruh kepada microstruktur keramik. Ada tiga tipe mixer, z-blade mixer, roller mixer, dan double screw mixer yang biasa digunakan pada teknik ekstrusi. Mixing dapat dilakukan pada kondisi vakum untuk menghilangkan gelembung udara
Pressing
Ekstrusion-injection molding
Ekstrusion adalah metode plastis pembentukan keramik dengan memberikan tekanan pada campuran plastis melewati lubang cetakan (die), kemudian dipotong pada panjang yang diinginkan.
Injection molding yaitu tekanan diberikan pada campuran plastis untuk mengisi cetakan (mold) yang mempunyai bentuk tertentu.
Ekstrusion-injection molding
DRYING
Drying menghilangkan additif yang ditambahkan untuk mempermudah proses pembentukan, disebut juga debinding. Proses ini sangat berpengaruh pada kualitas apabila tidak dikontrol dengan baik. Drying yang lebih lemah akan menghasilkan permukaan yg lebih tebal, atau pada kasus produk yang memiliki bentuk yang rumit, permukaan yg lebih tipis akan kering terlebih dahulu dibanding yg tebal, sehingga strukturnya melemah.
DRYING
Pressing
Pressing
Pressing adalah metode pembentukan keramik dengan cara kompresi terhadap bahan powder ataupun butiran(granules) secara uniaxial ataupun isostatic pressing dengan flexibel mold. Teknik ini menghasilkan toleransi dimensi yang lebih baik dan kapasitas produksi massal
Jiggering
Jiggering atau jolliying adalah adaptasi dari metode memutar roda dalam pembuatan tableware tradisional yang digunakan untuk produksi massal bentuk-bentuk keramik yang simetris. Perbedaannya adalah pada wadah dan/atau kepala terbuat dari cetakan gypsum/plaster.
Mixing
PEMBENTUKAN
Casting/cetak merupakan metode paling konvensional dalam pembentukan keramik yang bisa mendapatkan bentuk-bentuk yang rumit. Teknik ini yaitu mencetak adonan keramik yang berupa larutan pada cetakan yang mempunyai serapan air yang tinggi (porous mold) umumnya terbuat dari gypsum. Mekanisme penyerapan air dari larutan adalah akibat proses kapilaritas dari porous mold .
Casting
(Casting) Sehingga tingkat porositas dari mold adalah hal yg vital dalam menentukan waktu tunggu (setting time) dan karakter dari badan mentah (green body). Untuk mempercepat setting time bisa dilakukan dengan pemberian tekanan pada cetakan

Casting
Kesalahan yang mungkin terjadi :
Timbulnya pinhole akibat kurangnya degassing dari larutan.
Kecendrungan anisotropic partikel berkumpul pada bagian yg tipis menyebabkan perbedaan susut pada saat pengeringan(drying) atau sintering
Microstruktur yg tidak homogen akibat sedimentasi partikel kasar
Earthenware
Earthenware merupakan produk keramik dengan tingkat porositas tinggi berkisar 5-20% biasanya berglasir untuk memperbaiki tampilannya dan membentuk lapisan tidak tembus air, dibakar pada suhu 900-1230°C.
Terbuat dari lempung alami dengan penambahan quartz, kapur, feldspar atau pasir kaca.
Terra Cotta
Warna dari badan keramik dipengaruhi oleh kandungan ion Fe,
Ketika Rasio Al2O3/Fe2O3 <3 warna merah
Ketika Rasio Al2O3/Fe2O3 3 s/d 5 warna pink
Ketika Rasio Al2O3/Fe2O3 <0,5 warna kuning

Terra Cotta
Terra Cotta yang dimaksud di sini adalah barang- barang tembikar, produk konstruksi seperti genting, batu bata, beberapa jenis ubin dst yang metode pembuataannya peninggalan masa lampau berupa tanah lempung yang dibentuk, dikeringkan kemudian dibakar. Suhu pembakarannya berkisar 900 – 1160°C. Aplikasi glaze pada suhu rendah antara 600-900°C disebut varnish
KAOLINITE
KAOLINITE : Mineral clay dengan komposisi kimia Al2Si2O5(OH)4 atau Al2O3, 2SiO2, 2H2O dengan struktur crystalline layer silicate mineral dengan satu tetrahedral terhubung melalui atom oksigen dengan satu layer octahedral alumina . Batuan yang kaya akan kaolinite dikenal dengan nama kaolin atau china clay
CLAY
CLAY
CLAY : material alami dari bumi berupa butiran-butiran halus yang terbentuk dari dekomposisi granit/batu-batuan oleh cuaca dan reaksi kimia dalam waktu yang lama. Clay bermacam-macam jenis terbentuk dari berbagai macam material yg berbeda yang membentuk macam badan keramik yg mempunyai karakteristik, temperatur bakar, kekuatan, warna yang berbeda pula. Material ini akan menunjukan plastisitas dengan variasi kandungan air dan akan mengeras bila kering atau dibakar

BAHAN KERAMIK
Bahan - bahan
Clay, Feldspar, Kaolin, Silica, Talc, dst

FUNGSI
Bahan plastis : Lempung (clay) + Bahan temper : pasir, kapur, feldspars, grog + Flux : Feldspar, compound dengan kandungan alkaline ions(Na, K, Li) + Enamel/Glaze + Decoration

KLASIFIKASI
Silicate Ceramic
"Campuran" dari elementary oxide SiO2 – Al2O3 – MxOy dimana MxOy adalah oxide seperti Fe2O3, K2O, Na2O, MgO, TiO2 dst
Non Silicate Ceramic
Alumina, Zirconia, Nitrides, Carbides, Titanates dst
Silicate Ceramic umum digunakan pada produk-produk konstruksi
Seperti Ubin keramik, Keramik dinding, Batu bata, Produk Sanitary
seperti Kloset, Keramik hias dan Keramik alat-alat makan minum
DEFINISI
Greek Term :
Κεραμοσ (dibaca keramos)
Terra cotta or pottery product consolidated by firing
Dictionary of Ceramic Science
"Any inorganic and non-metalic product prepared by treatment at temperatures higher than 540°C "
TEKNOLOGI KERAMIK
Balai Sertifikasi
Direktorat Pengembangan Mutu Barang
Direktorat Jenderal Standardisasi dan Perlindungan Konsumen
Kementerian Perdagangan
21 Oktober 2014
KAOLINITE
TERIMA KASIH
FELDSPAR
PENGGOLONGAN KERAMIK SILIKAT
PENGGOLONGAN produk-produk keramik silikat umumnya dilakukan berdasarkan open porosity/penyerapan air dan warna asli dari badan yg tidak diglasir. Material yang dibakar pada suhu lebih tinggi dan yang menghasilkan lebih banyak flux umumnya akan lebih kecil porositasnya, Tingkat keputihan (whiteness) didapatkan dari penggunaan bahan mentah yg mempunyai kadar logam seperti iron dan titanium yg lebih sedikit.
Frit
Frit yaitu campuran bahan glaze yg telah dibakar terlebih dahulu pada suhu >1400°C kemudian diquenching di air atau udara sehingga terbentuk bubuk yg menggelas. Penggunaan Frit menurunkan suhu dan waktu bakar pembuatan glasir.
FELDSPAR
FELDSPARS : Kelompok mineral tektosilikat pembentuk batu yang membentuk lapisan kerak bumi yang berasal dari magma yang mengkristal terdapat pada batuan intrusif maupun extrusif baik dalam bentuk lapisan maupun berbagai batuan metamorf.
Beberapa jenis mineral feldspar yang ada pada komposisi keramik seperti orthoclase (K2O, Al2O3, 6SiO2), albite (Na2O, Al2O3, 6SiO2), anorthite (CaO, Al2O3, 2SiO2) dan Petalite (Li2O, Al2O3, 8SiO2)
SILICA
SILICA : Oksida Silicon dengan rumus kimia SiO2, Polymorphic raw material yang ditemukan di alam dalam bentuk amorphous (opal, pebbles) ataupun kristal (quartz, cristobalite, tridymite). Pasir silica mengandung 95-100% quartz umum digunakan sebagai temper pada industri keramik.
SILICA
ENAMEL / GLAZE
GLAZE : Lapisan yang melapisi badan keramik umumnya ketebalan 0,15-0,5mm, fungsinya untuk menutupi pori-pori/warna badan keramik dan membuat permukaannya halus dan resisten terhadap kimia. Glaze berbahan alami feldspar, kaolin, quartz, kapur yang kaya akan silica yg akan membentuk lapisan gelas jika dipanaskan. Penggunaan Oksida basa seperti K2O, CaO, PbO, dst berfungsi sebagai Flux. Glaze dapat juga berbahan dasar Frit

Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/10/2014

#
Click to edit Master title style

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/10/2014

#

Click to edit Master subtitle style
21/10/2014

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/10/2014

#

21/10/2014

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/10/2014

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/10/2014

#

21/10/2014

#
Click icon to add picture
21/10/2014

#

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/10/2014

#
21/10/2014

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/10/2014

#

Pengantar teknologi keramik

Recommend Documents