Bab 10 Material Teknik Keramik

Keramik adalah  material  anorganik  dan non-metal.  Umumnya  keramik  adalah
senyawa antara logam dan non logam.  Untuk mendapatkan sifat-sifat  keramik
biasanya diperoleh dengan pemanasan pada suhu tinggi.
Keramik:  
- tradisional
- modern
Keramik tradisional: biasanya dibuat dari tanah liat .
Contoh: porselen, bata ubin, gelas dll.
Keramik modern: mempunyai ruang lingkup lebih luas dari keramik tradisional dan
mempunyai  efek  dramatis  pada  kehidupan  manusia  seperti
pemakaian  pada  bidang  elektronik,  komputer,  komunikasi,
aerospace dll.
Ikatan  atom  pada  keramik  umumnya  ikatan  ion,  walaupun  ada  sebagian
mempunyai kovalen
Struktur kristal:
Ikatan  atom : ion
- atom bermuatan positif(atom logam) : kation
- atom bermuatan negatif (non logam) : anion
Contoh : calcium fluoride (CaF2)
kation :Ca
anion  : F-+
Struktur kristal keramik dipengaruhi oleh karakteristik ion-ionnya seperti: besar
muatan listrik pada setiap ion, dan besar relatif antara ion (gb 13.1)
Kristal keramik akan stabil jika anion yang mengelilingi kation jika semuanya
bersinggungan dengan kation.


Gambar 13.1 Stable and unstable  anion-cation  coordination configuration. Open circles
anions : closed circles denote cation.
Bilangan koordinasi:
Jumlah anion tetangga yang paling dekat dengan kation dan bisa dihubungkan
dengan dengan perbandingan jari-jari kation dan anion.
Bilangan koordinasi = (rc/ra)
rc =  jari-jari kation
ra =  jari-jari anion
Tabel 1 memperlihatkan macam-macam bilangan koordinasi
TABLE 1 Coordination and geometries for various cation – anion radius ration (rc/ra)
 coordination cation-anion coordination number radius ratio geometri


Tabel 13.3 memperlihatkan jari-jari ion untuk beberapa kation dan anion.




Contoh soal:
Perlihatkanlah bahwa ratio jari-jari katio-anion minimum untuk bilangan koordinasi
3 adalah 0,155
Jawab :
Untuk  bilangan  koordinasi  ini,  kation  kecil  dikelilingi  oleh  3  kation  untuk
membentuk susunan segitiga sama sisi seperti gambar berikut:








A. Struktur kristal tipe AX:                 
A= kation                           X=anion
Dibagi atas kelompok-kelompok berikut:

1. Struktur rock-salt:
Contoh: NaCl



Bilangan koordinasi untuk anion dan kation +6
Senyawa lain : MgO, MnS, LiF, FeO
Struktur: FCC

2. Struktur cesium chlorida:

CONTOH: CsCl,
Bilangan koordinasi : 8.  Anion terletak ditengah-tengah kubus


3, struktur zinc blende:

Bilangan kombinasi = 4
Contoh: ZnS, ZnTe, SiC
Umummnya ikatan atom: kovalen
B. Struktur kristal tipe AmXp
muatan antara anion dan kation tidak sama A dan/atau p  ≠ 1
Misal: tipe AX2 : CaF2, UO2, PuO2



C. Struktur kristal AmBnXp
Adalah mungkin bagi keramik untuk mempunyai lebih dari satu kation
A,B = kation
X    = anion
Contoh :BaTiO3 (barium titanat)
       kation :Ba²
 anion : O
Struktur kristal: perovskite +, Ti2-4+








PERHITUNGAN KERAPATAN KERAMIK
     Kerapatan keramik dirumuskan:

Dimana:
ρ     = kerapatan
n’    = jumlah unit formula didalam unit sel
ΣAc = jumlah berat atom semua kation dalam unit   formula
ΣAA  = jumlah berat atom semua anion dalam unit   formula
Vc   =volume unit sel
NA    = bilangan avogadro
       = 6,03x10²³ unit formula / mol



Untuk Material Teknik bab 10 selengkapnya Bisa Anda Klik Dwonload