Transcript
ALUMINIUM (Al) dan PADUANNYA
Tugas Mata Kuliah Pengetahuan Bahan
TI. 2306
Disusun oleh :
Rahmad Faisal 1510631140115
Syifa Fauziah 1510631140132
Wasis Sakti Nugroho 1510631140139
Yudha Pratama Adinegoro 1510631140143
Yudi Susanto 1510631140144
Zanuar Gilang Ramadhan 1510631140145
PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SINGAPERBANGSA KARAWANG
2015
1.
Pengertian Aluminium
Aluminium ialah salah satu unsur kimia dengan lambang Al dan nomor atom 13.
Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan yang lunak. Aluminium ditemukan oleh
Sir Humprey Davy dalam tahun 1809 sebagai suatu unsur, dan pertama kali direduksi sebagai
logam oleh H. C. Oersted, tahun 1825. Secara industri Paul Heroult di perancis dan C. M.
Hall di Amerika Serrikat secara terpisah telah memperoleh logam aluminum dari alumina
dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Sampai sekarang proses Heroult Hal
masih dipakai untuk memproduksi aluminium.
Aluminium adalah logam yang paling banyak terdapat di kerak bumi, dan unsur ketiga
terbanyak setelah oksigen dan silikon. Aluminium terdapat di kerak bumi sebanyak kira-kira 8,07%
hingga 8,23% dari seluruh massa padat dari kerak bumi, dengan produksi tahunan dunia sekitar 30
juta ton pertahun dalam bentuk bauksit dan bebatuan lain (corrundum, gibbsite, boehmite, diaspore,
dan lain-lain). Sulit menemukan aluminium murni di alam karena aluminium merupakan logam yang
cukup reaktif.
Aluminium bukan merupakan jenis logam berat. Aluminium biasa terdapat pada aditif
makanan, knalpot, rangka sepeda, peralatan makananan dan aksesoris lainnya. Aluminium
digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela
dan badan pesawat terbang. Aluminium merupakan unsur yang sangat reaktif sehingga
mudah teroksidasi. Karena sifat kereaktifannya maka Aluminium tidak ditemukan di alam
dalam bentuk unsur melainkan dalam bentuk senyawa baik dalam bentuk oksida alumina
maupun silikon. Bahan dasar pembuatan Aluminium adalah bauksit (biji Aluminium) yang
kemudian di ubah menjadi Alumina. Alumina inilah yang akan dielektrolisa membentuk
Aluminium ingot. Biji Aluminium biasanya berupa senyawa oksida berupa Bayerit, Gibbsit
atau hidrargilat (Al
2
O
3
.3H
2
O), bohmit dan diaspor yang tidak larut dalam air. Sumber lain
dari bijih bauksit adalah, Nephelin ((NaK)
2
O.Al
2
O
3
.SiO
2
), Alunit
(K
2
SO
4
.Al
2
(SO
4
)
3
.4Al(OH)
3
), Kaolin & Clay (Al2O3.2SiO2.2H2O)
Aluminium merupakan unsur yang tergolong melimpah di kulit bumi. Mineral yang
menjadi sumber komersial aluminium adalah bauksit. Bauksit mengandung aluminium dalam
bentuk aluminium oksida (Al2O3). Bauksit (AL2O3.2H2O) bersistem octahedral terdiri dari
35-65% Al2O3, 2-10% SiO2, 2-20% Fe2O3, 1-3%TiO2 dan 10-30% air. Bauksit terbentuk
dari batuan yang mempunyai kadar aluminum tinggi, kadar Fe rendah dan sedikit kadar
kuarsa bebas. Secara garis besar komersial bauksit terdiri dalam tiga bentuk:
1.
Pissolitic atau oolitic.
2.
Sponge Ora, dan
3.
Amorphorus.
2. Sumber Aluminium
Aluminium merupakan logam yang paling banyak ditemukan di kerak bumi (8.1%),
tetapi tidak pernah ditemukan secara bebas di alam. Selain pada mineral yang telah disebut di
atas, ia juga ditemukan di granit dan mineral-mineral lainnya. Aluminium ada di alam dalam
bentuk silikat maupun oksida, yaitu antara lain:
·
sebagai silikat misal feldspar, tanah liat, mika
·
sebagai oksida anhidrat misal kurondum (untuk amril)
·
sebagai hidrat misal bauksit
·
sebagai florida misal kriolit.
3. Karateristik Aluminium
Aluminium memiliki karakteristik sebagai berikut:
1.
Ringan: memiliki bobot sekitar 1/3 dari bobot besi dan baja atau tembaga. Berat
jenisnya ringan hanya 2.7 gr/cm3 , sedangkan besi ± 8.1 gr/cm3
2.
Kuat: terutama bila dipadukan dengan logam lain. Paduan Al dengan logam lainnya
menghadilkan logam yang kuat
3.
Reflektif: dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus makanan,
obat, rokok
4.
Konduktor panas: Sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada mesin
–
mesin / alat
–
alat pemindah panas sehingga dapat memberikan penghematan energi
5.
Konduktor listrik: setiap satu kilogram aluminium dapat menghantarkan arus listrik
dua kali lebih besar jika dibanding dengan tembaga
6.
Tahan korosi: sifatnya
durable
sehingga baik dipakai untuk lingkungan yang
dipengaruhi oleh unsur
–
unsur seperti air, udara, suhu, dan unsur
–
unsur kimia
lainnya, baik diruang angakasa bahkan sampai ke dasar laut.
7.
Tak beracun: Sangat baik untuk penggunaan pada industry makanan, minuman dan
obat
–
obatan yaitu untuk peti kemas dan pembungkus.
Aluminium murni atau aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan
dicetak dalam keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu lunak
untuk penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan logam lain.
Pada aluminium paduan Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah
silikon, magnesium, tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970. Secara
umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan meningkatkan kekuatan
tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika melebihi konsentrasi tersebut,
umumnya titik lebur akan naik disertai meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya
senyawa, kristal, atau granula dalam logam. Namun, kekuatan bahan paduan aluminium tidak
hanya bergantung pada konsentrasi logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses
perlakuannya hingga aluminium siap digunakan, apakah dengan penempaan,
perlakuan panas, penyimpanan, dan sebagainya.
4.Sifat-Sifat Aluminium
Sifat-sifat penting yang dimiliki aluminium sehingga banyak digunakan sebagai
material teknik adalah sebagai berikut:
a.
Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³)
b.
Tahan korosi
Sifat bahan korosi dari aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan aluminium oksida
(Al
2
O
3
) pada permukaan aluminium (fenomena pasivasi). Pasivasi adalah pembentukan
lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap komponen udara sehingga lapisan tersebut
melindungi lapisan dalam logam dari korosi. Lapisan ini membuat Al tahan korosi tetapi
sekaligus sukar dilas, karena perbedaan melting point (titik lebur).
c.
Penghantar listrik dan panas yang baik
Aluminium juga merupakan konduktor panas dan elektrik yang baik. Jika dibandingkan
dengan massanya, aluminium memiliki keunggulan dibandingkan dengan tembaga, yang saat
ini merupakan logam konduktor panas dan listrik yang cukup baik, namun cukup berat.
d.
Mudah di fabrikasi/ditempa
Sifat lain yang menguntungkan dari aluminium adalah sangat mudah difabrikasi, dapat
dituang (dicor) dengan cara penuangan apapun. Dapat deforming dengan cara: rolling,
drawing, forging, extrusi dll. Menjadi bentuk yang rumit sekalipun.
e.
Kekuatannya rendah tetapi pemaduan (alloying) kekuatannya bisa ditingkatkan. Kekuatan
dan kekerasan aluminium tidak begitu tinggi dengan pemaduan dan heat treatment dapat
ditingkatkan kekuatan dan kekerasannya.
f.
Kekuatan mekanik meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, dan Ni.
g.
Sifat elastisnya yang sangat rendah, hampir tidak dapat diperbaiki baik dengan pemaduan
maupun dengan
heat treatment.
Sifat-sifat fisik dan mekanik
Sifat mekanik lain
Sifat mekanik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi oleh
konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut.
Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi. Hal ini disebabkan oleh
fenomena pasivasi, yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam
aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini
mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Namun, pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika
dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik, karena dapat mencegah oksidasi
aluminium.
Kekuatan tensil
Kekuatan tensil adalah besar tegangan yang didapatkan ketika dilakukan pengujian
tensil. Kekuatan tensil ditunjukkan oleh nilai tertinggi dari tegangan pada kurva tegangan-
regangan hasil pengujian, dan biasanya terjadi ketika terjadinya necking. Kekuatan tensil
bukanlah ukuran kekuatan yang sebenarnya dapat terjadi di lapangan, namun dapat dijadikan
sebagai suatu acuan terhadap kekuatan bahan.
Kekuatan tensil pada aluminium murni pada berbagai perlakuan umumnya sangat
rendah, yaitu sekitar 90 MPa, sehingga untuk penggunaan yang memerlukan kekuatan tensil
yang tinggi, aluminium perlu dipadukan. Dengan dipadukan dengan logam lain, ditambah
dengan berbagai perlakuan termal, aluminium paduan akan memiliki kekuatan tensil hingga
580 MPa (paduan 7075).
Kekerasan
Kekerasan gabungan dari berbagai sifat yang terdapat dalam suatu bahan yang
mencegah terjadinya suatu deformasi terhadap bahan tersebut ketika diaplikasikan suatu
gaya. Kekerasan suatu bahan dipengaruhi oleh elastisitas, plastisitas, viskoelastisitas,
kekuatan tensil,
ductility
, dan sebagainya. Kekerasan dapat diuji dan diukur dengan berbagai
metode. Yang paling umum adalah metode Brinnel, Vickers, Mohs, dan Rockwell.
Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala Brinnel,
sehingga dengan sedikit gaya saja dapat mengubah bentuk logam. Untuk kebutuhan aplikasi
yang membutuhkan kekerasan, aluminium perlu dipadukan dengan logam lain dan/atau diberi
perlakuan termal atau fisik. Aluminium dengan 4,4% Cu dan diperlakukan
quenching
, lalu
disimpan pada temperatur tinggi dapat memiliki tingkat kekerasan Brinnel sebesar 135.
Ductility
Ductility
didefinisikan sebagai sifat mekanis dari suatu bahan untuk menerangkan
seberapa jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa terjadinya retakan. Dalam
suatu pengujian tensil,
ductility
ditunjukkan dengan bentuk
necking
nya; material
dengan
ductility
yang tinggi akan mengalami
necking
yang sangat sempit, sedangkan bahan
yang memiliki
ductilit
y rendah, hampir tidak mengalami
necking
. Sedangkan dalam hasil
pengujian tensil,
ductility
diukur dengan skala yang disebut elongasi. Elongasi adalah
seberapa besar pertambahan panjang suatu bahan ketika dilakukan uji kekuatan tensil.
Elongasi ditulis dalam persentase pertambahan panjang per panjang awal bahan yang
diujikan.
Aluminium murni memiliki
ductility
yang tinggi. Aluminium paduan
memiliki
ductility
yang bervariasi, tergantung konsentrasi paduannya, namun pada umumnya
memiliki
ductility
yang lebih rendah dari pada aluminium murni, karena
ductility
berbanding
terbalik dengan kekuatan tensil, serta hampir semua aluminum paduan memiliki kekuatan
tensil yang lebih tinggi dari pada aluminium murni.
Sifat Kimia
a) Serbuk alumunium dipanaskan dalam uap air menghasilkan hidrogen dan alumunium
oksida. Reaksinya berlangsung relatif lambat karena adanya lapisan alumunium oksida pada
logamnya, membentuk oksida yang lebih banyak selama reaksi.
b) Alumunium akan terbakar dalam oksigen jika bentuknya serbuk, sebaliknya lapisan
oksidanya yang kuat pada alumunium cenderung menghambat reaksi.
Jika kita taburkan serbuk alumunium ke dalam nyala bunsen, maka akan kita dapatkan
percikan. Alumunium oksida yang berwana putih akan terbentuk.
c) Alumunium seringkali bereaksi dengan klor dengan melewatkan klor kering di atas
alumunium foil yang dipanaskan sepanjang tabung. Alumunium terbakar dalam aliran klor
menghasilkan alumunium klorida yang kuning sangat pucat. Alumunium klorida ini dapat
menyublim (berubah dari padatan ke gas dan kembali lagi) dan terkumpul di bagian bawah
tabung saat didinginkan.
5. Proses Pembuatan Aluminium
Sebelum menjadi Aluminium. Bijih bauksit melewati proses fisika dan kimia. Proses
fisika dilakukan dengan cara mereduksi ukuran bijih bauksit (
size reduction
) yang akan
dijadikan
feed
dengan cara digerus sampai berukuran kurang dari 35 mesh. Kemudian proses
kimia dengan menambahkan bahan kimia tertentu untuk mendapatkan aluminium murni.
Proses pembuatan aluminium dibagi menjadi 3 tahap besar yaitu:
1.1
Proses Penambangan
Aluminium didapatkan dari bijih bauksit yang ditambah terlebih dahulu. Pada tahap
awal di lakukan
land clearing
.
Land clearing
bertujuan untuk membersihkan tumbuhan
–
tumbuhan yang terdapat diatas permukaan endapan bijih bauksit. Lapisan bijih bauksit
kemudian digali dengan
shovel loader
yang sekaligus memuat bijih bauksit tersebut
kedalam
dump truck
untuk diangkut ke instalansi pencucian. Bijih bauksit dari tambang
dilakukan pencucian dimaksudkan untuk meningkatkan kualitasnya dengan cara mencuci
dan memisahkan bijih bauksit tersebut dari unsur lain yang tidak diinginkan, misal
kuarsa, lempung dan pengotor lainnya. Partikel yang halus ini dapat dibebaskan dari yang
besar melalui pancaran air
(water jet)
yang kemudian dibebaskan melalui
penyaringan
(screening)
. Disamping itu sekaligus melakukan proses pemecahan (
size
reduction
) dengan menggunakan
jaw crusher
.
1.2
Proses Pemurnian (
Bayer Cycle
)
Setelah proses penambangan, Bijih bauksit dimurnikan dengan menggunakan
proses Bayer Cycle. Ada 2 macam produk alumina yang bisa dihasilkan yaitu Smelter
Grade Alumina (SGA) dan Chemical Grade Alumina (CGA). 90% pengolahan bijih
bauksit di dunia ini dilakukan untuk menghasilkan Smelter Grade Alumina yang bisa
dilanjutkan untuk menghasilkan Al murni.
Pada proses ini terdapat 4 tahap besar
pemurnian, yaitu:
1.
Digestion
Pertama, bijih bauksit secara mekanik hancur. Kemudian, bijih dihancurkan
dicampur dengan soda kaustik dan diproses di pabrik penggilingan untuk
menghasilkan bubur (suspensi berair) yang mengandung partikel sangat halus dari
bijih. Kemudian bubur ini dipompa ke digester, tangki yang berfungsi seperti pressure
cooker. Bubur dipanaskan sampai 230-520° F (110-270° C) di bawah tekanan dari 50
lb / in
2
(340 kPa). Kondisi ini dipertahankan untuk waktu mulai dari setengah jam
untuk beberapa jam. Soda api tambahan dapat ditambahkan untuk memastikan bahwa
semua aluminium yang mengandung senyawa dilarutkan. Kemudian Bubur panas,
yang sekarang menjadi larutan natrium aluminat, melewati serangkaian tangki flash
yang mengurangi tekanan dan kembali panas yang dapat digunakan kembali dalam
proses pemurnian.
2.
Clarification
Pengotor tak larut (RM) yang terdapat dalam suspensi kemudian dipisahkan
dengan menyaring dari kotoran padat, selanjutnya didinginkan di
heat exchangers
,
untuk meningkatkan derajat jenuh dari alumina terlarut, dan dipompa menuju tempat
yang lebih tinggi yaitu presipitator silolike untuk proses
precipitation
(pengendapan).
3.
Precipitation
Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan
gas CO
2
dan pengenceran. Reaksi yang terjadi:
2NaAl(OH)
3
(aq)
+ CO
2
(g)
2Al(OH)
3
(s)
+ Na
2
CO
3
(aq)
+ H
2
O
(l)
Campuran dari kotoran padat disebut RM, Selanjutnya, larutan hidroksida
didinginkan, dan aluminium hidroksida dilarutkan presipitat dengan fasa putih solid
halus.
4.
Calcination
Kemudian dipanaskan sampai 1050 °C (dikalsinasi), aluminium hidroksida
terurai menjadi alumina, memancarkan uap air dalam proses. Reaksi yang terjadi:
2Al(OH)
3
(s)
Al
2
O
3
(s)
+ 3H
2
O
(g)
Dan dihasilkan aluminium oksida murni (Al
2
O
3
) yang selanjutnya menuju proses
peleburan dengan proses
Hall-Héroult
untuk menghasilkan material aluminium.
1.3
Proses Peleburan (
Hall
–
Heroult
)
Proses
Hall-Heroult
didasarkan pada prinsip elektrolisa lelehan garam alumina
pada temperatur tinggi (2050
o
C). Lelehan garam alumina merupakan campuran alumina
(Al
2
O
3
) dengan
kryolite
(Na
3
AlF
6
) dengan titik leleh 1010
o
C. Bejana yang diperlukan
dalam proses peleburan alumunium dengan proses
Hall-Heroult
disebut bejana sel
elektrolisa
rectangular
yang mempunyai dua elektroda, yaitu anoda (elektroda positif)
dan katoda (elektroda negatif)
.
Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida Al
2
O
3
dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na
3
AlF
6
) dalam bejana baja berlapis grafit yang
sekaligus berfungsi sebagai katode (-). Sebagai anode (+) digunakan batang grafit.
Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950
o
C. Dalam proses elektrolisis dihasilkan
aluminium di katode dan di anode terbentuk gas O
2
dan CO
2
. Dalam proses Hall-Heroult,
aluminum oksida Al
2
O
3
dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na
3
AlF
6
) dalam bejana baja
berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode (-). Sebagai anode (+) digunakan
batang grafit. Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950
o
C. Dalam proses
elektrolisis dihasilkan aluminium di katode dan di anode terbentuk gas O
2
dan CO
2
.
Bahan utama lain yang digunakan dalam operasi peleburan adalah karbon. Elektroda
karbon mengirimkan arus listrik melalui elektrolit. Selama operasi peleburan, beberapa
karbon dikonsumsi karena menggabungkan dengan oksigen untuk membentuk karbon
dioksida. Bahkan, sekitar setengah pon (0.2 kg) karbon digunakan untuk setiap pon (2.2
kg) dari aluminium yang dihasilkan. Beberapa karbon yang digunakan dalam peleburan
aluminium adalah produk sampingan dari penyulingan minyak, karbon tambahan
diperoleh dari batubara.
Aluminium yang terbentuk berupa zat cair dan terkumpul di
dasar wadah lalu dikeluarkan
secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapat
aluminium batangan (
ingot).
Jadi, selama
elektrolisis, Anode grafit terus menerus dihabiskan karena bereaksi
dengan O
2
sehingga harus
diganti dari waktu ke waktu.
Produk limbah terbesar yang dihasilkan dalam pemurnian bauksit adalah tailing (sampah
bijih) yang disebut “lumpur merah”. Sebuah kilang menghasilkan sekitar jumlah yang sama
lumpur merah seperti halnya alumina (dalam hal berat kering). Ini berisi beberapa zat yang
berguna, seperti besi, titanium, soda, dan alumina, tapi belum ada yang mampu
mengembangkan proses ekonomis untuk memulihkan mereka. Selain sejumlah kecil lumpur
merah yang digunakan secara komersial untuk batu mewarnai, ini benar-benar produk
limbah. Kilang paling hanya mengumpulkan lumpur merah di sebuah kolam terbuka yang
memungkinkan beberapa kelembaban menguap, ketika lumpur telah kering untuk konsistensi
yang cukup padat, yang mungkin membutuhkan beberapa tahun, itu ditutupi dengan kotoran
atau dicampur dengan tanah.
6.
Klasifikasi Auminium dan Penggolongan Paduannya
a)
Aluminium murni
Aluminium murni adalah logam yang lunak, tahan lama, ringan, dan dapat ditempa
dengan penampilan luar bervariasi antara keperakan hingga abu-abu, tergantung kekasaran
permukaannya.
Aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan dicetak dalam
keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu lunak untuk
penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan logam lain.
Aluminium murni 100% tidak memiliki kandungan unsur apapun selain aluminium itu
sendiri, namun aluminium murni yang dijual di pasaran tidak pernah mengandung 100%
aluminium, melainkan selalu ada pengotor yang terkandung di dalamnya. Pengotor yang
mungkin berada di dalam aluminium murni biasanya adalah gelembung gas di dalam yang
masuk akibat proses peleburan dan pendinginan/pengecoran yang tidak sempurna, material
cetakan akibat kualitas cetakan yang tidak baik, atau pengotor lainnya akibat kualitas bahan
baku yang tidak baik (misalnya pada proses daur ulang aluminium). Umumnya, aluminium
murni yang dijual di pasaran adalah aluminium murni 99%, misalnya aluminium foil.
b)
Aluminium paduan
Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah silikon, magnesium,
tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970.Secara umum, penambahan
logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan meningkatkan kekuatan tensil dan kekerasan,
serta menurunkan titik lebur. Jika melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan
naik disertai meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula
dalam logam.
Namun, kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung pada konsentrasi
logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya hingga aluminium siap
digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan panas, penyimpanan, dan sebagainya.
Macam
–
macam paduan aluminium antara lain:
1.
Duraluminum / Duraliminium/ Dural
Adalah nama dagang dari salah satu jenis paduan aluminium awal usia
hardenable. Unsur paduan utama adalah tembaga, mangan, dan magnesium. Sebuah
setara modern yang umum digunakan jenis ini adalah paduan AA2024, yang
mengandung tembaga 4,4%, 1,5% magnesium, mangan 0,6% dan 93,5% aluminium
berat. kekuatan luluh Khas adalah 450 MPa, dengan variasi tergantung pada
komposisi.
2.
Silumin
Adalah serangkaian ringan, tinggi kekuatan paduan aluminium dengan kadar
silikon sebesar 12%. Diantara keuntungan dari silumin adalah resistensi tinggi
terhadap korosi, sehingga bermanfaat dalam lingkungan lembab. Penambahan silikon
untuk aluminium juga membuat kurang kental ketika cairan, yang bersama-sama
dengan biaya rendah (kedua elemen komponen relatif murah untuk mengekstrak),
membuatnya menjadi paduan casting sangat bagus dan logam segar. Hal ini juga
digunakan pada motor 3 fasa untuk memungkinkan peraturan kecepatan. Penggunaan
lainnya adalah ruang lingkup senapan sniper tunggangan dan kamera tunggangan.
3.
Hidronallium
Paduan Al-Mg, sering disebut Hidronalium, merupakan paduan dengan tingkat
ketahanan korosi yang paling baik dibandingkan dengan paduan alumunium lainnya,
selain itu paduan Al-Mg 5 % merupakan
non heat-treatable alloy
. Sehingga dengan
dilakukannya proses
solution treatment
300
o
C menurunkan kekerasan hingga 18.06%,
kekuatan tarik 6.14% dan regangan 41.04%. Sebaliknya
grain refiner
memperbaiki
sifat mekanisnya, dimana pada kondisi as-cast meningkatkan kekerasan hingga
6.68%, kekuatan tarik 2.06% dan regangan 38.34%. Pada kondisi
solution treatment
300
o
C meningkatkan kekerasan hingga 6.78%, kekuatan tarik 20.85% dan regangan
11.96%. Dan pada kondisi
solution treatment
400
o
C meningkatkan kekerasannya
hingga 16.28% kekuatan tarik 8.44% dan regangan hingga 25.77%.
4.
Bronze
Adalah paduan tembaga dan seng. Proporsi seng dan tembaga dapat
divariasikan untuk menciptakan berbagai kuningan dengan sifat yang berbeda-beda
.Sebagai perbandingan, perunggu pada dasarnya merupakan paduan dari tembaga dan
timah . Bronze tidak selalu mengandung timah, dan berbagai paduan tembaga,
termasuk paduan dengan arsen, fosfor, aluminium, mangan, dan silikon, biasanya
disebut "perunggu". Istilah ini diterapkan untuk berbagai kuningan dan perbedaan itu
adalah sebagian besar sejarah. Kuningan adalah paduan substitusi.
5.
Paduan Aluminium
–
Lithium
Lithium menjadikan paduan aluminium mengalami pengurangan massa jenis
dan peningkatan modulus elastisitas; hingga konsentrasi sebesar 4% lithium, setiap
penambahan 1% lithium akan mengurangi massa jenis paduansebanyak 3% dan
peningkatan modulus elastisitas sebesar 5%. Namun aluminium-lithium tidak lagi
diproduksi akibat tingkat reaktivitas lithium yang tinggi yang dapat meningkatkan
biaya keselamatan kerja.
6.
Paduan Aluminium - Skandium
Penambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi pada
paduan, baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada dilingkungan yang
panas. Paduan ini semakin jarang diproduksi, karena terdapat paduan lain yang lebih
murah dan lebih mudah diproduksi dengan karakteristik yang sama, yaitu paduan
titanium. Paduan Al-Sc pernah digunakan sebagai bahan pembuat pesawat tempur
Rusia, MIG, dengan konsentrasi Sc antara 0.1-0.5% (Zaki, 2003, dan Schwarz, 2004).
7.
Paduan Aluminium - Besi
Besi (Fe) juga kerap kali muncul dalam aluminium paduan sebagai suatu
”kecelakaan”. Kehadiran besi umumnya terjadi ketika pengecoran dengan
menggunakan cetakan besi yang tidak dilapisi batuan kapur atau keramik. Efek
kehadiran Fe dalam paduan adalah berkurangnya kekuatan tensil secara signifikan,
namun diikuti dengan penambahan kekerasan dalam jumlah
yang sangat kecil. Dalam
paduan 10% silikon, keberadaan Fe sebesar 2,08% mengurangi kekuatan tensil dari
217 hingga 78 MPa, dan menambah skala Brinnel dari 62 hingga 70. Hal ini terjadi
akibat terbentuknya kristal Fe-Al-X, dengan X adalah paduan utama aluminium selain
Fe.
Kelemahan aluminium paduan adalah pada ketahanannya terhadap lelah (fatigue).
Aluminium paduan tidak memiliki batas lelah yang dapat diperkirakan seperti baja, yang
berarti
failure
akibat fatigue dapat muncul dengan tiba-tiba bahkan pada beban siklik yang
kecil. Satu kelemahan yang dimiliki aluminium murni dan paduan adalah sulit
memperkirakan secara visual kapan aluminium akan mulai melebur, karena aluminium tidak
menunjukkan tanda visual seperti baja yang bercahaya kemerahan sebelum melebur.
Properti fisik atau sifat fisika dari aluminium antara lain:
7.
Aplikasi atau Kegunaan Alumunium dan Dampaknya
Aluminium adalah logam non-besi yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Produksi
global dunia pada tahun 2005 mencapai 31,9 juta ton, melebihi produksi semua logam non-
besi lainnya (Hetherington et al, 2007). Ada beberapa kegunaan umum dari alumunium yaitu
sebagai berikut :
Aluminium memiliki rasio kekuatan terhadap massa yang paling tinggi, sehingga
banyak digunakan sebagai bahan pembuat pesawat dan roket. Aluminium juga dapat
menjadi reflektor yang baik; lapisan aluminium murni dapat memantulkan 92%
cahaya.
Aluminium murni, saat ini jarang digunakan karena terlalu lunak. Penggunaan
aluminium murni yang paling luas adalah aluminium foil (92-99% aluminium).
Paduan aluminium-magnesium umumnya digunakan sebagai bahan pembuat badan
kapal. Paduan lainnya akan mudah mengalami korosi ketika berhadapan dengan
larutan alkali seperti air laut.
Paduan aluminium-tembaga-lithium digunakan sebagai bahan pembuat tangki bahan
bakar pada pesawat ulang-alik milik NASA.
Uang logam juga terbuat dari aluminium yang diperkeras. Hingga saat ini, sulit dicari
apa bahan paduan uang pembuat uang logam berwarna putih keperakan ini,
kemungkinan dirahasiakan untuk mencegah pemalsuan uang logam.
Velg mobil juga menggunakan bahan aluminium yang dipadu dengan magnesium,
silicon, atau keduanya, dan dibuat dengan cara ekstrusi atau dicor.
Beberapa jenis roda gigi menggunakan paduan Al-Cu. Penggunaan paduan Cu untuk
mendapatkan tingkat kekerasan yang cukup dan memperpanjang usia benda
akibat
fatigue
.
Sektor pembangunan perumahan;untuk kusen pintu dan jendela.
Sektor industri makanan ,untuk kemasan berbagai jenis produk.
Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan.
Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida,
digunakan untuk mengelas baja ditempat, misalnya untuk menyambung rel kereta api.
Pembuatan Tawas (K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O). Tawas digunakan untuk
menjernihkan air pada pengolahan air minum.
Pembuatan Aluminium Sulfat (Al2(SO4)3.18H2O) digunakan untuk industri kertas
dan karton, pewarna pada industri tekstil, dan pemadam kebakaran jenis busa. (bila
dicampur dengan NaHCO3 dan zat pengemulsi).
Dampak dan Penanggulangan Bahaya alumunium bagi manusia
Dampak yang ditimbulkan akibat terpapar serbuk alumunium yaitu sebagai berikut :
a) Kerusakan pada sistem saraf pusat
b) Kerusakan Paru-paru
c) Demensia (Menurunnya kekuatan intelektual otak)
d) Kehilangan memori ingatan
e) Kelesuan
f) Gemetar berat
Penanggulangan yang bisa dilakukan terhadap bahaya diatas yaitu :
a) Terapi farmakologis seperti menggunakan obat asetilkolinesterase inhibitor,
vitamin, dan antioksidan
b) Sesegera Minum air sebanyak mungkin ketika bahan yang mengandung
alumunium tertelan
c) Menggunakan obat hirup (Ventolin Inhaler)
d) Meminum obat levodopa, bromokriptin, pergolid, selegilin, atau antikolinergik
8.
Dampak dan Penanggulangan bahaya alumunium bagi Lingkungan
Dampak lingkungan yang terjadi akibat tercemar oleh alumunium diantaranya :
a) Pencemaran kehidupan air
Ion alumunium bereaksi dengan protein dalam insang ikan dan embrio katak yang
mengakibatkan kematian. Hewan seperti burung atau bahkan manusia yang memakan
ikan tersebut juga akan otomatis terkontaminasi.
b) Pencemaran udara
Debu alumunium mudah terhisap oleh burung, serangga, atau manusia yang
mengakibatkan berat badan turun drastis, penurunan aktivitas hingga terjadi kematian.
c) Pencemaran tanah
Alumunium terakumulasi dalam air tanah yang akan merusak akar tanaman dan
mencemari bagian dalam tanaman sehingga bila ada hewan atau manusia yang
memakan tanaman tersebut maka akan terpapar secara tidak langsung. Selain itu
alumunium juga dapat mengurangi kadar posfat karena ion alumunium bereaksi
dengan ion fosfat, sehingga organisme-organisme tanah akan kekurangan fosfat
sebagai protein yang akan menyebabkan kemtaian organisme tersebut.
Penanggulangan lingkungan yang dapat dilakukan diantaranya sebagai berikut :
a) Bioremoval atau penambahan biomassa/mikroorganisme yang dapat
mengurangi kandungan logam dalam air
b) Penyaringan air menggunakan filter mangan zeolit dan filter karbon aktif yang
dilengkapi dengan filter cartridge dan sterilisator Ultra Violet untuk menangkap
segala bentuk ion logam berbahaya dalam air
c) Perebusan tanaman dengan NaCl dan asam asetat konsentrasi rendah yang akan
menetralisir kandungan logam dalam tanaman.
Â
