PENGERTIAN, SEJARAH, SIFAT, PEMBUATAN DAN PERKEMBANGAN KERAMIK

Tugas Pengetahuan Bahan

KERAMIK

Oleh :

        NAMA    : Rifa Safira

               NIM        : 1405106010050

JURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA

DARUSSALAM BANDA ACEH

2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa , karena atas kehendak-Nya lah saya dapat menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya.

Adapun maksud dan tujuan penulis membuat makalah ini, adalah untuk memenuhi salah satu tugas dari mata kuliah pengetahuan bahan Bapak Bambang Sukarno Putra, S.TP, M.Si. dan juga untuk menambah wawasan mengenai keramik.

Dalam pembuatan dan penyusunan makalah ini tentu saja penulis mengakui bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, baik dari segi isi, teori, dan sistematika penulisannya. Maka dari itu karena belum luasnya wawasan kami, kami sangat terbantu bila pembaca memberikan kritik dan saran yang bersifat membangun dan dapat menyempurnakan makalah ini dari segi manapun.

Akhir kata penulis berharap semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi kita semua baik untuk hari ini dan untuk masa yang akan datang. 

Banda Aceh, 6 Juni 2016

                                                 Penulis

BAB I. PENDAHULUAN

Keramik berasal dari kata keramikos (Yunani ) yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Kamus dan ensiklopedia tahun 1950-an mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar. Gerabah, genteng dan porselin adalah produk-produk keramik. Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru yaitu bahan keramik mencakup semua bahan  non logam dan anorganik yang berbentuk padat. Material teknik seperti keramik mengalami perkembangan yang begitu pesat. Perkembangan tersebut meliputi struktur, komposisi, sifat-sifat fisik dan mekanik. Sifat-sifat fisik yaitu berkaitan dengan berat jenis keramik, sifat mekanik berkaitan dengan kemampuan keramik untuk digunakan di dalam produk teknik. Para engineer material sedang giat-giatnya mengadakan penelitian terhadap bahan-bahan yang terbuat daripada non metal seperti keramik.

Keramik tidak lagi hanya terbatas penggunaanya untuk keperluan tradisional, sekarang keramik telah mengalami kemajuan dan dikenal dengan bahan keramik termaju. Bahan keramik sudah digunakan dalam bidang Teknik Elektro, Sipil, Mekanik, Nuklir bahkan bahan keramik ini di gunakan juga dalam bidang Kedokteran. Pada beberapa tahun terakhir ini telah dikembangkan pula berbagai produk baru sesuai dengan perkembangan kebutuhan akan bahan yang tahan suhu yang lebih tinggi, tekanan yang lebih besar, sifat–sifat mekanik yang lebih baik, serta karakteristik listrik yang khusus, atau tahan terhadap bahan kimia yang korosif. Hingga saat ini terdapat beberapa jenis keramik seperti : keramik putih (whiteware), produk-produk lempung stuktural, refraktori, dan email.

Tidak ada yang mengetahui secara pasti kapan munculnya keramik, karena sejarah keramik di berbagai belahan dunia berbeda-beda seperti China, Jepang, Mesir, Yunani, Korea, Vietnam, India dan Indonesia. Dimana keterampilan membuat keramik muncul secara alami karena hubungan kebudayaan satu dengan kebudayaan lainnya. Kepandaian membuat keramik dapat dikatakan setua manusia mengenal api dan pemanfaatannya. Penemuan teknik membuat keramik atau pengetahuan mengenal tanah liat yang mengeras setelah dibakar, ditemukan secara tidak sengaja oleh seorang primitif pada zaman pra-sejarah. Mayer menyatakan bahwa kebanyakan seni primitif dibuat dari kayu, batu dan tanah liat yang digunakan untuk kebutuhan religi dan kebutuhan praktis (mayer, 1969). Sejarah perkembangan keramik secara diakronis merupakan rangkaian peristiwa pembuatan dan penggunaan produk keramik yang berlangsung secara terus-menerus dari jaman dahulu hingga saat ini. Manusia sebenarnya telah lama mampu membuat dan menggunakan produk-produk yang terbuat dari tanah liat sejenis gerabah kasar. Dapat dikatakan bahwa menggunakan produk keramik sejalan dengan perkembangan peradaban manusia. Namun mengenai keberadaan atau kepastian pertama kali belum terungkap secara pasti. Hanya saja berdasarkan perkiraan yang dilandasi data empirik dan komparasi dari hasil temuan-temuan para ahli purbakala, diperkirakan keramik dibuat dan digunakan mulai tahun 15.000 SM sejak manusia mengenal api, ada juga yang berpendapat pada tahun 12.000 SM. Vincent memperkirakan 10.000 SM dan 5.000 SM.

BAB II. PEMBAHASAN

Keramik berasal dari seni pembuatan tembikar, peralatan dari tanah liat. Sekarang, definisi keramik secara ilmiah adalah benda-benda yang dibuat dari bahan lunak dari alam yang dijadikan keras dengan cara pemanasan. Material keramik adalah non logam, senyawa inorganik, biasanya senyawa ikatan oksigen, karbon, nitrogen, boron dan silikon. Keramik pada industri tidak bisa dibayangkan sebagai benda-benda seni. Beberapa contoh keramik industri adalah pipa selokan, insulator listrik, bata tahan panas dan lainnya. Keramik industri dibuat dari bubuk yang telah diberi tekanan sedemikian rupa kemudian dipanaskan pada temperatur tinggi. Keramik tradisional seperti porcelain, ubin (keramik lantai) dan tembikar dibuat dari bubuk yang terdiri dari berbagai material seperti tanah liat (lempung), talc, silika dan faldspar. Akan tetapi, sebagian besar keramik industri dibentuk dari bubuk kimia khusus seperti silikon karbida, alumina dan barium titanate. Material yang digunakan untuk membuat keramik ini biasanya digali dari perut bumi dan dihancurkan hingga menjadi bubuk. Produsen seringkali memurnikan bubuk ini dengan mencampurkannya dengan suatu larutan hingga terbantuk endapan pengotor. Kemudian endapan tadi disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan impuritis dan air. Hasilnya, bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran sekitar 1 µm (0.0001 cm).

Gambar 1. Keramik

A.    Pembagian Keramik

Berdasarkan bahan dasar pembuatan dan tujuannya, keramik dibagi menjadi keramik tradisional dan keramik halus.

      1.     Keramik tradisional
               Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory).

      2.     Keramik halus (keramik industri)

     Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti oksida logam (Al₂O₃, ZrO₂, MgO, dll.). Penggunaannya yaitu pada elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis.

Berdasarkan jenis bahan, metode pembuatannya dan jenis penggunaannya, keramik dibagi menjadi keramik konvensional dan keramik termaju.

      1.     Keramik Konvensional

Keramik ini biasanya di bagikan kepada empat bagian mengikut fungsinya:

a.      Keramik Berstruktur

Keramik jenis ini mempunyai sifat mekanik yang baik. Antara bahan yang termasuk di dalam golongan ini ialah alumina, silicon karbida, silicon nitrida, komposite dan bahan yang di lapisi dengan keramik. Bahan ini sangat potensi di gunakan di dalam mesin diesel sebagai piston dan ruang pra pembakaran, turbo charge dan turbin gas. Ia di gunakan juga sebagai bahan penyekat ruang pembakaran bersuhu tinggi dan mata pahat potong logam (Cutting tool).

b.     Keramik Putih

Yaitu jenis keramik yang biasanya berwarna putih dan mempunyai tekstur jaringan yang halus. Keramik ini dibuat dari bahan dasar lempung kualitas terpilih dan fluks dalam jumlah bervariasi yang dipanaskan pada suhu 1200-1500oC di dalam tanur (kiln). Contohnya keraamik tanah, porselin, keramik china, ubin keramik putih, dsb.

c.      Keramik Refraktori

Yakni keramik yang mencakup bahan – bahan yang digunakan untuk menahan pengaruh termal, kimia dan fisik. Refraktori dijual dalaam bentuk bata tahan api, bata silica, magnesit, dsb.

d.     Keramik Listrik

Yang termasuk dalam kategori keramik ini mempunyai fungsi electromagnet dan optic dan juga fungsi kimia yang berkaitan dengan penggunaannya secara langsung. Keramik ini digunakan sebagai bahan penyekat, magnet, tranducer, dan pensemikonduksi.

      2.     Keramik Termaju

Di bagi kepada empat jenis berdasarkan bahan dasarnya, yaitu sebagi berikut.

a.    Keramik oksida: Alumina, zirkonia, titania, barium titanat.

b.    Keramik bukan oksida: Silikon karbida, silicon nitrida, borida dll.

c.    Keramik komposit: Fiber reinforced composite, whisker-reinforced composite. 

d.    Keramik kaca: Silika, natrium oksida, kalium oksida, kalsium oksida, kobalt oksida dll.
 

Gambar 2. Tangga berhias Keramik

B.    Sifat Keramik

Keramik memiliki sifat kimia, mekanik, fisika, panas, elektrik, dan magnetik yang membedakan mereka dari material lain seperti logam dan plastik. Industri keramik merubah sifat keramik dengan cara mengontrol jenis dan jumlah material yang digunakan untuk pembuatan.

      1.     Sifat Kimia

Keramik industri sebagian besar adalah oksida (senyawa ikatan oksigen), akan tetapi ada juga senyawa carbida (senyawa ikatan karbon dan logam berat), nitrida (senyawa ikatan nitrogen), borida (senyawa ikatan boron) dan silida (senyawa ikatan silikon). Sebagai contoh, pembuatan keramik alumina menggunakan 85 sampai 99 persen aluminum oksida sebagai bahan utama dan dikombinasikan dengan berbagai senyawa kompleks secara kimia. Beberapa contoh senyawa kompleks adalah barium titanate (BaTiO₃) dan zinc ferrite (ZnFe₂O₄). Material lain yang dapat disebut juga sebagai jenis keramik adalah berlian dan graphite dari karbon. Keramik lebih resisten terhadap korosi dibanding plastik dan logam. Keramik biasanya tidak bereaksi dengan sebagian besar cairan, gas, aklali dan asam. Jenis-jenis keramik memiliki titik leleh yang tinggi dan beberapa diantaranya masih dapat digunakan pada temperatur mendekati titik lelehnya. Keramik juga stabil dalam waktu yang lama.

      2.     Sifat Mekanik

Ikatan keramik dapat dibilang sangat kuat, dapat kita lihat dari kekakuan ikatan dengan mengukur kemampuan keramik menahan tekanan dan kelengkungan. Bend Strength atau jumlah tekanan yang diperlukan untuk melengkungkan benda biasanya digunakan untuk menentukan kekuatan keramik. Salah satu keramik yang keras adalah Zirconium dioxide yang memilikibend strength mendekati senyawa besi. Zirconias (ZrO₂) mampu mempertahankan kekuatannya hinggatemperatur 900^oC (1652^oF), dan bahkan silikon carbida dan silikon nitrida dapat mempertahankan kekuatannya pada temperatur diatas 1400^oC (2552^oF). Material-material silikon ini biasanya digunakan pada peralatan yang memerlukan panas tinggi seperti bagian dari Gas-Turbine Engine. Walaupun keramik memiliki ikatan yang kuat dan tahan pada temperatur tinggi, material ini sangat rapuh dan mudah pecah bila dijatuhkan atau ketika dipanaskan dan didinginkan seketika.

      3.     Sifat Fisik

Sebagian besar keramik adalah ikatan dari karbon, oksigen atau nitrogen dengan material lain seperti logam ringan dan semilogam. Hal ini menyebabkan keramik biasanya memiliki densitas yang kecil. Sebagian keramik yang ringan mungkin dapat sekeras logam yang berat. Keramik yang keras juga tahan terhadap gesekan. Senyawa keramik yang paling keras adalah berlian, diikuti boron nitrida pada urutan kedua dalam bentuk kristal kubusnya. Aluminum oksida dan silikon karbida biasa digunakan untuk memotong, menggiling, menghaluskan dan menghaluskan material-material keras lain.

      4.     Sifat Panas

Sebagian besar keramik memiliki titik leleh yang tinggi, artinya walaupun pada temperatur yang tinggi material ini dapat bertahan dari deformasi dan dapat bertahan dibawah tekanan tinggi. Akan tetapi perubahan temperatur yang besar dan tiba-tiba dapat melemahkan keramik. Kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tersebutlah yang dapat membuat keramik pecah. Silikon karbida dan silikon nitrida lebih dapat bertahan dari kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tinggi daripada keramik-keramik lain. Oleh karena itu material ini digunakan pada bagian-bagian mesin seperti rotor pada turbin dalam mesin jet yang memiliki variasi perubahan temperatur yang ekstrim.

      5.     Sifat Elektrik

Beberapa jenis keramik dapat menghantarkan listrik. Contohnya Chromium dioksida yang mampu menghantarkan listrik sama baiknya dengan sebagian besar logam. Jenis keramik lain seperti silikon karbida, kurang dapat menghantarkan listrik tapi masih dapat dikatakan sebagai semikonduktor. Keramik seperti aluminum oksida bahkan tidak menghantarkan listrik sama sekali. Beberapa keramik seperti porcelain dapat bertindak sebagai insulator (alat untuk memisahkan elemen-elemen pada sirkuit listrik agar tetap pada jalurnya masing-masing) pada temperatur rendah tapi dapat menghantarkan listrik pada temperatur tinggi.

      6.     Sifat Magnetik

Keramik yang mengandung besi oksida (Fe₂O₃) dapat memiliki gaya magnetik mirip dengan magnet besi, nikel dan cobalt. Keramik berbasis besi oksida ini biasa disebut ferrite. Keramik magnetis lainnya adalah oksida-oksida nikel, senyawa mangan dan barium. Keramik ber-magnet biasanya digunakan pada motor elektrik dan sirkuit listrik dan dapat dibuat dengan resistensi tinggi terhadap demagnetisasi. Ketika elektron-elektron disejajarkan sedemikian rupa, keramik dapat menghasilkan medan magnet yang sangat kuat dan sukar demagnetisasi (menghilangkan medan magnet) dengan memecah barisan elektron tersebut.

Keramik industri dibuat dari bubuk yang telah diberi tekanan sedemikian rupa kemudian dipanaskan pada temperatur tinggi. Keramik tradisional seperti porcelain, ubin (keramik lantai) dan tembikar dibuat dari bubuk yang terdiri dari berbagai material seperti tanah liat (lempung), talc, silika dan faldspar. Akan tetapi, sebagian besar keramik industri dibentuk dari bubuk kimia khusus seperti silikon karbida, alumina dan barium titanate. Material yang digunakan untuk membuat keramik ini biasanya digali dari perut bumi dan dihancurkan hingga menjadi bubuk. Produsen seringkali memurnikan bubuk ini dengan mencampurkannya dengan suatu larutan hingga terbantuk endapan pengotor. Kemudian endapan tadi disaring dan bubuk material keramik dipanaskan untuk menghilangkan impuritis dan air. Hasilnya, bubuk dengan tingkat kemurnian tinggi dan berukuran sekitar 1 mikrometer (0.0001 centimeter).

C.    Bahan Baku Dasar Pembuatan Keramik

Tiga bahan baku utama yang digunakan untuk membuat produk keramik klasik, atau ‘triaksial’, adalah lempung, feldspar dan pasir. Lempung adalah aluminium silikat hidrat yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari batuan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli yang penting. Reaksinya adalah sebagai berikut :

K₂O.Al₂SO₃.6SiO₂ + CO₂ + 2H₂O → K₂CO₃ + Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O + 4SiO₂

Ada sejumlah speises mineral yang disebut mineral lempung (clay mineral) yang mengandung terutama campuran kaolinit (Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O), montmorilonit [(Mg,Ca)O.Al₂O₃.5SiO₂.nH₂O] dan ilit (K₂O, MgO, Al₂O₃, SiO₂.2H₂O) masing-masing dalam berbagai kuantitas. Dari sudut pandang keramik, lempung berwujud plastik dan bias dibentuk bila cukup halus dan basah, kaku bila kering, dan kaca (vitreous) bila dibakar pada suhu yang cukup tinggi. Prosedur pembuatannya mengandalkan kepada sifat-sifat tersebut diatas. Di dalam lempung yang diperdagangkan, disamping mineral lempung terdapat pula feldspar, kuarsa dan berbagai ketidakmurnian seperti oksida-oksida besi, semuanya dalam jumlah yang beragam. Dalam hampir semua lempung yang digunakan di dalam industri keramik, mineral lempung dasar adalah kaolinit, walaupun lempung bentonit yang berdasarkan atas montmorilonit digunakan juga sedikit untuk memberikan sifat plastisitas yang sangat tinggi bila perlu. Sifat plastisitas ini sangat dipengaruhi oleh kondisi fisik lempung, dan sangat berbeda-beda pada berbagai jenis lempung. Lempung sangat beraneka ragam dalam sifat fisiknya, dan dalam kandungan ketidakmurniannya, sehingga biasanya harus ditingkatkan mutunya terlebih dahulu melalui prosedur benefisiasi.

            Ada tiga jenis feldspar yang umum, yaitu potas (K₂O.Al₂O₃.SiO₂), soda (NaO.Al₂O₃.6SiO₂), batua gamping (CaO.Al₂O₃.6SiO₂), yang semuanya dipakai dalam produk keramik. Feldspar sangat penting sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik. Feldspar bias terdapat di dalam lempung hasil penambangan, atau bisa juga ditambahkan sesuai keperluan. Penyusun keramik yang ketiga yang penting adalah pasir atau flin (flint).

D.    Konversi Kimia

            Semua produk keramik dibuat dengan mencpurkan berbagai kuantitas bahan baku yang tersebut diatas, membentuknya dan memanaskannya sampai suhu pembakaran. Suhu ini mungkin hanya 700^oC untuk beberapa jenis glasial luar, tetapi banyak pula vitrifikasi yang dilakukan pada suhu setinggi 2000^oC. Pada suhu vitrifikasi terjad sejumlah reaksi, yang merupakan dasar kimia bagi konversi kimia. Dehidrasi, atau penguapan air kimia pada suhu 150 sampai 650^oC. Kalsinasi, misalnya CaCO₃ pada suhu 600 sampai 900^oC. Oksidasi besi fero dan bahan organik pada suhu 350 sampai 900^oC. Pembentukan silika pada suhu 900^oC atau lebih

Beberapa diantara perubahan awal tersebut cukup sederhana, misalnya kalsinasi CaCO₃ dan dehidrasi serta dekomposisi kaolinit. Reksi-reaksi lain, misalnya pembentukan silikat, cukup rumit dan berubah-ubah sesuai dengan suhu dan perbandingan penyusunnya.Produk keramik hampir semua mempunyai sifat refraktori, artinya tahan terhadap panas, dan tingkat kerefraktorian dari suatu produk tertentu bergantung pada perbandingan kuantitas oksida refraktori terhadap oksida fluks didalamnya. Oksida refraktori yang terpenting adalah SiO₂, Al₂O₃, CaO dan MgO, disamping ZrO₂, TiO₂, Cr₂O₃, serta BeO yang lebih jarang dipakai. Oksida fluks yang terpenting adalah Na₂O, K₂O, B₂O₃dan SnO₂, disamping fluorida yang juga digunakan dalam komposisi beberapa fluks tertentu.\

Pewaris umum dalam semua produk keramik adalah lempung (biasanya kaolinit), dan karena itu reaksi kimia yang berlangsung pada pemansan lempung sangat penting artinya. Efek yang pertama dari panas ialah mendorong air hidrasi keluar; ini terjadi pada suhu 600 sampai 650^oC dengan menyerap sejumlah besar kalor, meninggalkan suatu campuran amorf alumina dan silica, seperti terlihat dari penelitian sinar X.

Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O → Al₂O₃ + 2SiO₂ + 2H₂O

Bahkan, sebagian besar alumina dapat diekstraksi dengan asam klorida pada tahap ini. Jika pemanasan dilanjutkan, alumina amorf tersebut berubah dengan cepat pada suhu 940^oC menjadi alumina kristal, yaitu γ-alumina sambil mengeluarkan sejumlah besar kalor. Pada suhu yang sedikit lebih tinggi, mulai kira-kira 1000^oC, alumina dan silica bergabung membentuk mulit (3Al₂O₃.2SiO₂). Pada suhu yang lebih tinggi lagi, silika yang tersisa berubah menjadi kristobalit kristal. Jadi, keseluruhan reaksi fundamental yang terjadi pada pemanasan lempung adalah :

3(Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O) → 3Al₂O₃.2SiO₂ + 4SiO₂ + 6 H₂O

E.    Proses Pembuatan Keramik Tradisional :

Ada beberapa tahapan proses yang harus dilakukan untuk membuat suatu produk keramik, yaitu:

      1.     Pengolahan bahan

Tujuan pengolahan bahan ini adalah untuk mengolah bahan baku dari berbagai material yang belum siap pakai menjadi badan keramik plastis yang telah siap pakai. Pengolahan bahan dapat dilakukan dengan metode basah maupun kering, dengan cara manual ataupun masinal. Didalam pengolahan bahan ini ada proses-proses tertentu yang harus dilakukan antara lain pengurangan ukuran butir, penyaringan, pencampuran, pengadukan (mixing), dan pengurangan kadar air. Pengurangan ukuran butir dapat dilakukan dengan penumbukan atau penggilingan dengan ballmill. Penyaringan dimaksudkan untuk memisahkan material dengan ukuran yang tidak seragam. Ukuran butir biasanya menggunakan ukuran mesh. Ukuran yang lazim digunakan adalah 60 – 100 mesh.

Pencampuran dan pengadukan bertujuan untuk mendapatkan campuran bahan yang homogen/seragam. Pengadukan dapat dilakukan dengan cara manual maupun masinal dengan blunger maupun mixer. Pengurangan kadar air dilakukan pada proses basah, dimana hasil campuran bahan yang berwujud lumpur dilakukan proses lanjutan, yaitu pengentalan untuk mengurangi jumlah air yang terkandung sehingga menjadi badan keramik plastis. Proses ini dapat dilakukan dengan diangin-anginkan diatas meja gips atau dilakukan dengan alat filterpress. Tahap terakhir adalah pengulian. Pengulian dimaksudkan untuk menghomogenkan massa badan tanah liat dan membebaskan gelembung-gelembung udara yang mungkin terjebak. Massa badan keramik yang telah diuli, disimpan dalam wadah tertutup, kemudian diperam agar didapatkan keplastisan yang maksimal.

      2.     Pembentukan

Tahap pembentukan adalah tahap mengubah bongkahan badan tanah liat plastis menjadi benda-benda yang dikehendaki. Ada tiga keteknikan utama dalam membentuk benda keramik: pembentukan tangan langsung (handbuilding), teknik putar (throwing), dan teknik cetak (casting). Dalam membuat keramik dengan teknik pembentukan tangan langsung, ada beberapa metode yang dikenal selama ini: teknik pijit (pinching), teknik pilin (coiling), dan teknik lempeng (slabbing).

Pembentukan dengan teknik putar adalah keteknikan yang paling mendasar dan merupakan kekhasan dalam kerajinan keramik. Karena kekhasannya tersebut, sehingga keteknikan ini menjadi semacam icon dalam bidang keramik. Dibandingkan dengan keteknikan yang lain, teknik ini mempunyai tingkat kesulitan yang paling tinggi. Seseorang tidak begitu saja langsung bisa membuat benda keramik begitu mencobanya. Diperlukan waktu yang tidak sebentar untuk melatih jari-jari agar terbentuk ’feeling’ dalam membentuk sebuah benda keramik. Keramik dibentuk diatas sebuah meja dengan kepala putaran yang berputar. Benda yang dapat dibuat dengan keteknikan ini adalah benda-benda yang berbentuk dasar silinder: misalnya piring, mangkok, vas, guci dan lain-lain. Alat utama yang digunakan adalah alat putar (meja putar). Meja putar dapat berupa alat putar manual mapupun alat putar masinal yang digerakkan dengan listrik.Secara singkat tahap-tahap pembentukan dalam teknik putar adalah: centering (pemusatan), coning (pengerucutan), forming (pembentukan), rising (membuat ketinggian benda), refining the contour (merapikan).

Dalam teknik cetak, produk keramik tidak dibentuk secara langsung dengan tangan; tetapi menggunakan bantuan cetakan/mold yang dibuat dari gipsum. Teknik cetak dapat dilakukan dengan 2 cara: cetak padat dan cetak tuang (slip). Pada teknik cetak padat bahan baku yang digunakan adalah badan tanah liat plastis sedangkan pada teknik cetak tuang bahan yang digunakan berupa badan tanah liat slip/lumpur. Keunggulan dari teknik cetak ini adalah benda yang diproduksi mempunyai bentuk dan ukuran yang sama persis. Berbeda dengan teknik putar atau pembentukan langsung.

      3.     Pengeringan

Setelah benda keramik selesai dibentuk, maka tahap selanjutnya adalah pengeringan. Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis yang terikat pada badan keramik. Ketika badan keramik plastis dikeringkan akan terjadi 3 proses penting: (1) Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan, menguap, sampai akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan penyusutan berhenti; (2) Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut; dan (3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang. Tahap-tahap ini menerangkan mengapa harus dilakukan proses pengeringan secara lambat untuk menghindari retak/cracking terlebih pada tahap 1. Proses yang terlalu cepat akan mengakibatkan keretakkan dikarenakan hilangnya air secara tiba-tiba tanpa diimbangi penataan partikel tanah liat secara sempurna, yang mengakibatkan penyusutan mendadak.

Untuk menghindari pengeringan yang terlalu cepat, pada tahap awal benda keramik diangin-anginkan pada suhu kamar. Setelah tidak terjadi penyusutan, pengeringan dengan sinar matahari langsung atau mesin pengering dapat dilakukan.

      4.     Pembakaran

Pembakaran merupakan inti dari pembuatan keramik dimana proses ini mengubah massa yang rapuh menjadi massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran dilakukan dalam sebuah tungku (furnace) suhu tinggi. Ada beberapa parameter yang mempengaruhi hasil pembakaran: suhu sintering (matang), atmosfer tungku dan mineral yang terlibat.

Pada proses pemanasan, partikel-partikel bubuk menyatu dan memadat. Proses pemadatan ini menyebabkan objek keramik menyusut hingga 20 persen dari ukuran aslinya. Tujuan dari proses pemanasan ini adalah untuk memaksimalkan kekerasan keramik dengan mendapatkan struktur internal yang tersusun rapih dan sangat padat.

Pembakaran biskuit merupakan tahap yang sangat penting karena melalui pembakaran ini suatu benda dapat disebut sebagai keramik. Biskuit (bisque) merupakan suatu istilah untuk menyebut benda keramik yang telah dibakar pada kisaran suhu 700 – 1000oC. Pembakaran biskuit sudah cukup membuat suatu benda menjadi kuat, keras, kedap air. Untuk benda-benda keramik berglasir, pembakaran biskuit merupakan tahap awal agar benda yang akan diglasir cukup kuat dan mampu menyerap glasir secara optimal.

5.     Pengglasiran

Pengglasiran merupakan tahap yang dilakukan sebelum dilakukan pembakaran glasir. Benda keramik biskuit dilapisi glasir dengan cara dicelup, dituang, disemprot, atau dikuas. Untuk benda-benda kecil-sedang pelapisan glasir dilakukan dengan cara dicelup dan dituang; untuk benda-benda yang besar pelapisan dilakukan dengan penyemprotan. Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan, supaya lebih kedap air, dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai keinginan.

Kesemua proses dalam pembuatan keramik akan menentukan produk yang dihasilkan. Oleh karena itu kecermatan dalam melakukan tahapan demi tahapan sangat diperlukan untuk menghasilkan produk yang memuaskan.

F.     Proses Pembuatan Keramik Industri :

1.     Pembentukan

Setelah pemurnian, sedikit wax (lilin) biasanya ditambahkan untuk meekatkan bubuk keramik dan menjadikannya mudah dibentuk. Plastik juga dapat ditambahkan untuk mendapatkan kelenturan dan kekerasan tertentu. Bubuk tersebut dapat menjadi bentuk yang berbeda-beda dengan beragam proses pembentukan (molding). Proses pembentukan ini diantaranya adalah slip casting, pressure casting, injection molding, dan extruction. Setelah dibentuk, keramik kemudian dipanaskan dengan proses yang dikenal dengan nama densifikasi (densification) agar material yang terbantuk lebih kuat dan padat

       a.  Slip Casting
       Slip Casting adalah proses untuk membuat keramik yang berlubang. Proses ini menggunakan cetakan dengan dinding yang berlubang-lubang kecil dan memanfaatkan daya kapilaritas air.Pressure

       b.  Casting

Pada proses ini, bubuk keramik dituangkan pada cetakan dan diberi tekanan. Tekanan tersebut membuat bubuk keramik menjadi lapisan solid keramik yang berbentuk seperti cetakan.

      c.      Injection Molding

Proses ini digunakan untuk membuat objek yang kecil dan rumit. Metode ini menggunaan piston untuk menekan bubuk keramik melalui pipa panas masuk ke cetakan. Pada cetakan tersebut, bubuk keramik didinginkan dan mengeras sesuai dengan bentuk cetakan. Ketika objek tersebut telah mengeras, cetakan dibuka dan bagian keramik dipisahkan.

      d.     Extrusion

Extrusion adalah proses kontinu yang mana bubuk keramik dipanaskan didalam sebuah tong yang panjang. Terdapat baling-baling yang memutar dan mendorong material panas tersebut kedalam cetakan. Karena prosesnya yang kontinu, setelah terbentuk dan didinginkan, keramik dipotong pada panjang tertentu. Proses ini digunakan untuk membuat pipa keramik, ubin dan bata modern.

2.     Densifikasi

Proses densifikasi menggunakan panas yang tinggi untuk menjadikan sebuah keramik menjadi produk yang keras dan padat. Setelah dibentuk, keramik dipanaskan pada tungku (furnace) dengan temperatur antara 1000 sampai 1700^oC. Pada proses pemanasan, partikel-partikel bubuk menyatu dan memadat. Proses pemadatan ini menyebabkan objek keramik menyusut hingga 20% dari ukuran aslinya. Tujuan dari proses pemanasan ini adalah untuk memaksimalkan kekerasan keramik dengan mendapatkan struktur internal yang tersusun rapih dan sangat padat.

G.   Kegunaan Keramik Industri

Keramik dinilai dari propertinya. Kegunaan keramik beragam disesuaikan dengan kemampuan dan daya tahannya. Keramik dengan properti elektrik dan magnetik dapat digunakan sebagai insulator, semikoncuktor, konduktor dan magnet. Keramik dengan properti yang berbeda dapat digunakan pada aerospace, biomedis, konstruksi bangunan, dan industri nuklir.

Contoh penggunaan keramik industry yaitu peralatan yang dibuat dari alumina dan silikon nitrida dapat digunakan sebagai pemotong, pembentuk dan penghancur logam. Keramik tipe zirconias, silikon nitrida maupun karbida dapat digunakan untuk saluran pada rotorturbocharger diesel temperatur tinggi dan Gas-Turbine Engine. Keramik sebagai insulator adalah aluminum oksida (AlO₃). Keramik sebagai semikonduktor adalah barium titanate (BaTiO₃) dan strontium titanate (SrTiO₃). Sebagai superkonduktor adalah senyawa berbasis tembaga oksida. Keramik dengan campuran semen dan logam digunakan untuk pelapis pelindung panas pada pesawat ulang-alik dan satelit. Keramik Biomedical jenis porous alumina digunakan sebagai implants pada tubuh manusia. Porous alumina dapat berikatan dengan tulang dan jaringan tubuh. Butiran uranium termasuk keramik yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga nuklir. Butiran ini dibentuk dari gas uranium hexafluorida (UF₆). Keramik berbasis feldspar dan tanah liat digunakan pada industri bahan bangunan. Keramik juga digunakan sebagai coating (pelapis) untuk mencagah korosi. Keramik yang digunakan adalah jenis enamel. Peralatan rumah tangga yang menggunakan pelapisan enamel ini diantaranya adalah kulkas, kompor gas, mesin cuci, mesin pengering.

H.    Produk-Produk Keramik

Keramik adalah semua benda-benda yang terbuat dari tanah liat/lempung yang mengalami suatu proses pengerasan dengan pembakaran suhu tinggi.

      
     1.     Gerabah (Earthenware), dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000°C. Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh, kasar dan masih berpori. Agar supaya kedap air, gerabah kasar harus dilapisi glasir, semen atau bahan pelapis lainnya. Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin. Bata, genteng, paso, pot, anglo, kendi, gentong dan sebagainya termasuk keramik jenis gerabah. Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya.

     2.     Keramik Batu (Stoneware), dibuat dari bahan lempung plastis yang dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi (1200°-1300°C). Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus dan kokoh, kuat dan berat seperti batu. Keramik jenis termasuk kualitas golongan menengah.

    3.     Porselin (Porcelain), adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat dari bahan lempung murni yang tahan api, seperti kaolin, alumina dan silika. Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa tembus cahaya, maka sering disebut keramik putih. Pada umumnya, porselin dipijar sampai suhu 1350°C atau 1400°C, bahkan ada yang lebih tinggi lagi hingga mencapai 1500°C. Porselin yang tampaknya tipis dan rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya rapat serta keras seperti gelas. Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi. Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus, disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan kelembutan khas porselin. Juga bahannya sangat peka dan cemerlang terhadap warna-warna glasir.

    4.     Keramik Baru (New Ceramic), adalah keramik yang secara teknis, diproses untuk keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil, listrik, konstruksi, komputer, cerobong pesawat, kristal optik, keramik metal, keramik multi lapis, keramik multi fungsi, komposit keramik, silikon, bioceramic, dan keramik magnit. Sifat khas dari material keramik jenis ini disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan, tahan gesek, tahan panas, tahan karat, tahan suhu kejut seperti isolator, bahan pelapis dan komponen teknis lainnya. Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik. Contoh bahan mentah keramik alam seperti kaolin, lempung, felspar, kuarsa, pyrophillit dan sebagainya. Sedangkan bahan keramik buatan seperti mullit, SiC, Borida, Nitrida, H3BO3 dan sebagainya. 

Gambar 3. Produk dari Keramik

I.     Produk Keramik Khusus

      1.     Komposit Keramik

Struktur sarang lebah atau jaringan logam, yang diserap dengan fase keramik, mengandung sifat-sifat kekuatan dari logam paduan tinggi dan sifat-sifat termal yang baik dari busa keramik. Komposit keramik-logam dengan ikatan reaksi dibuat dengan reaksi yang mengikatkan dua bahan bila dipanaskan pada suhu yang lebih rendah dari titik cair masing-masing. Keramik juga berfungsi sebagai katalis yang mendorong korosi logam menjadi oksida logam.

2.     Keramik Fereoelektrik dan Feromagnetik

Keramik yang paling umum yang termasuk golongan ini ialah barium titanat (BaTiO3). Titania dan senyawanya mempunyai sifat istimewa yang sangat berguna dalam penerapan listrik, yang terpenting diantaranya ialah yang menyangkut kapasitas tinggi pada berbagai frekuensi.

3.     Keramik Alumina Tinggi

Bahan ini kuat dan padat (rapat), tidak seperti refraktori yang biasanya berpori. Kebanyakan keramik alumina tinggi digunakan untuk memanfaatkan sifat tahan ausnya serta sifat-sifat tahan korosi, dan stabilitas dimensinya, dan bukan karena ketahanannya menanggung suhu yang tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Budiyanto,  Wahyu  Gatot,  dkk.  2008.  Kriya  Keramik.  Jakarta:  Pusat

Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

https://bisakimia.com/2013/08/17/bahan-dasar-pembuatan-keramik/

https://ruangkumemajangkarya.wordpress.com/2012/02/11/sekilas-sejarah-perkembangan-keramik-indonesia/

https://irma-teknikkimia.blogspot.co.id/2013/04/proses-industri-kimia-keramik.html

https://tears-of-mydreams.blogspot.co.id/2013/06/bab-i.html

https://prastowo2003.wordpress.com/2012/08/26/keramik/

https://www.designes.biz/2014/11/sejarah-keramik.html