PENGERTIAN KACA - JENIS, SIFAT
DAN FABRIKASINYA
Pengertian dan Jenis Kaca
 Pengertian Kaca
Kaca (glass) termasuk salah satu anggota keramik.
Kaca adalah material silikat nonkristalin yang
mengandung oksida oksida lainnya khususnya CaO,
‐
Na2O, K2O, dan Al2O3 yang mempengaruhi sifat‐
sifat kaca.
Dua Sifat utama bahan kaca adalah sifat tembus
pandang optikal dan relatif mudah dibentuk pada
proses pabrikasinya.
Komposisi material kaca
Unsur unsur Penyusun Kaca dan Fungsinya
‐
Kaca disusun oleh unsur unsur sebagai berikut :
‐
1. Silika
Silika adalah unsur utama dari material kaca. Silika menyebabkan kaca
silika cair mempunyai kekentalan yang cukup sehingga memudahkan untuk
proses produksi dan memberikan sifat tahan terhadap kerusakan yang
disebabkan oleh iklim.
2. Sodium atau potassium carbonate
bahan alkali dan merupakan komponen dasar kaca. Pengaruh sodium pada
kaca adalah dapat mengurangi titik lebur silika dan bersama silika
memberikan sifat kental pada kaca cair
3. Kapur(lime)
Kapur yang dicampurkan pada bahan kaca berbentuk batu kapur. Kapur
dapat meningkatkan ketahanan kaca.
Unsur unsur Penyusun Kaca dan Fungsinya
‐
4. Mangaandioksida
Unsur ini untuk memperbaiki warna kaca akibat pengaruh unsur besi yang
terdapat di dalam material mentah kaca
5. Cullet
Cullet berbentuk kaca kaca bekas yang masih bisa dilebur ulang
‐
6. Bahan pewarna kaca
Bahan pewarna kaca yang sering digunakan pada proses manufaktur kaca
adalah sebagai berikut :
Hitam : Cobalt, Nikel, dan mangaandioksida
Hijau : Krom oksida
Merah : Tembaga oksida, selenium
Violet : mangaandioksida
Putih : Cryolite, timah oksida
Kuning : Cadminium sulfat
Diagram Skematik Kesetimbangan
Keterangan:
1. Meta Stabil
2. Tidak Stabil
3. Stabil
Aturan Fasa (Phase Rule)
P + V = C + 2
Keterangan :
P = Jumlah Fasa yang berada dalam kesetimbangan
V = Variasi atau derajat kebebasan
C = Jumlah komponen penyusun sistem bahan
Teknik Pembuatan Diagram Fasa
 Metode Dinamik
 Proses:
 Analisa termal
 Analisa perubahan fasa
 Analisa perubahan sifat fisik (konduktivitas listrik, ekspansi
termal dan viskositas)
 Kelemahan Metode Dinamik:
 Tidak bisa mengetahui reaksi kimia yang terjadi secara
tepat
Teknik Pembuatan Diagram Fasa
 Metode Statik
 Proses:
 Memanaskan sample pada temperatur atau pada tekanan
tertentu yang diinginkan
 Mendinginkan secara cepat (Quenching) hingga temperatur
kamar
 Menguji sampel dengan menggunakan difraksi sinar-X atau
SEM untuk menganalisis perubahan fasa
Diagram Fasa Satu Komponen
• Temperatur dan Tekanan dapat menimbulkan terjadinya pembentukan fasa
sekaligus dapat pula menghilangkan fasa dari keramik tersebut.
• Contoh: pada proses penguapan (cair-gas) terjadi karena adanya
perubahan temperatur dan disertai tekanan
Fasa
Gas
Cair
Padat
• Hubungan antara Temperatur dan Tekanan dapat digambarkan pada diagram kesetimbangan
fasa berikut:
• Titik A,merupakan titik yang menunjukkan daerah kesetimbangan dari ketiga fasa,namun setiap terjadi
perubahan temperatur maupun tekanan akan menyebabkan hilangnya satu fasa
• Titik B, terletak pada garis diagram, menyatakan keadaan dimana dua fasa berada dalam kesetimbangan. P =
2 dan C = 1 sehingga V = 1. hal ini berarti bahwa baik tekanan atau temperatur tetapi tidak keduanya dapat
berubah secara bebas tanpa kehilangan fasa
• Titik C,mewakili daerah satu fasa dimana P=1,C=1 dan V=2. Perubahan Temperatur dan Tekanan tidak lagi
menimbulkan perubahan fasa
 Untuk Keramik (contoh : SiO2) diagram fasanya
dapat digambarkan sbb:
• Dari diagram tersebut dapat kita lihat pada SiO2 ketika
tekanan rendah terbentuk 5 fasa padat yaitu: kuartz-
,kuartz- ,trimidit-2, kristobalit-  dan silika cair.
• Pada temperatur tinggi pada silikat akan terbentuk fasa Gas
(vapor)
• Pada temperatur 573°C terjadi transformasi kuartz- ke
kuartz- secara cepat dan reversibel sedangkan transformasi
fasa yang lain terjadi sangat lambat sehingga membutuhkan
waktu yang panjang untuk mencapai kesetimbangan
Keterangan.........
Diagram Fasa Sistem Dua Komponen (Biner)
 Dalam sistem dua komponen terdapat variasi menurut
persamaan Gibbs adalah:
 Tekanan
 Temperatur
 Komposisi
 Dalam bahan padat, tekanan tidak berpengaruh
banyak sehingga digambarkan dengan variabel
temperatur dan komposisi
Energi Bebas dalam larutan dengan 2 komposisi
Keterangan:
GS
= Energi bebas larutan
GM
= Energi bebas campuran
∆HS
= Entalpi larutan
T = Temperatur
∆ Sm = Entropi campuran
• Apabila Larutan
merupakan campuran,
maka ∆ Sm dan ∆HS
tidak berpengaruh
Larutan Ideal
Larutan Biasa
• Dalam campuran yang biasa, semua komponen energi
berpengaruh pada GS
seperti persamaan di atas.
• Entalpi dapat bernilai positif atau negatif oleh
karenanya GS
dapat mempunyai dua minimum.
Apabila campuran A dan
B tidak bisa larut sama
sekali , maka akan
dapat terjadi
diskontinuitas GS
sehingga terjadi
pemisahan fasa a dan ß
Larutan padat yang tidak sempurna
Prosentase Kandungan Komposisi
 Untuk menghitung prosesntase dari kandungan
komposisi di setiap titik dalam menuruti prinsip
lever rule
fraksi a = BC
fraksi ß AC
Dalam hal ini kandungan di titik C merupakan
campuran yang terdiri dari:
fasa a = BC x 100% dan fasa ß = AC x 100%
AB AB
Phase compositions and amounts. An example.
Terima Kasih

Pembentukan Struktur dan Properties Kaca.pptx

  • 1.
    PENGERTIAN KACA -JENIS, SIFAT DAN FABRIKASINYA
  • 2.
    Pengertian dan JenisKaca  Pengertian Kaca Kaca (glass) termasuk salah satu anggota keramik. Kaca adalah material silikat nonkristalin yang mengandung oksida oksida lainnya khususnya CaO, ‐ Na2O, K2O, dan Al2O3 yang mempengaruhi sifat‐ sifat kaca. Dua Sifat utama bahan kaca adalah sifat tembus pandang optikal dan relatif mudah dibentuk pada proses pabrikasinya.
  • 3.
  • 4.
    Unsur unsur PenyusunKaca dan Fungsinya ‐ Kaca disusun oleh unsur unsur sebagai berikut : ‐ 1. Silika Silika adalah unsur utama dari material kaca. Silika menyebabkan kaca silika cair mempunyai kekentalan yang cukup sehingga memudahkan untuk proses produksi dan memberikan sifat tahan terhadap kerusakan yang disebabkan oleh iklim. 2. Sodium atau potassium carbonate bahan alkali dan merupakan komponen dasar kaca. Pengaruh sodium pada kaca adalah dapat mengurangi titik lebur silika dan bersama silika memberikan sifat kental pada kaca cair 3. Kapur(lime) Kapur yang dicampurkan pada bahan kaca berbentuk batu kapur. Kapur dapat meningkatkan ketahanan kaca.
  • 5.
    Unsur unsur PenyusunKaca dan Fungsinya ‐ 4. Mangaandioksida Unsur ini untuk memperbaiki warna kaca akibat pengaruh unsur besi yang terdapat di dalam material mentah kaca 5. Cullet Cullet berbentuk kaca kaca bekas yang masih bisa dilebur ulang ‐ 6. Bahan pewarna kaca Bahan pewarna kaca yang sering digunakan pada proses manufaktur kaca adalah sebagai berikut : Hitam : Cobalt, Nikel, dan mangaandioksida Hijau : Krom oksida Merah : Tembaga oksida, selenium Violet : mangaandioksida Putih : Cryolite, timah oksida Kuning : Cadminium sulfat
  • 6.
    Diagram Skematik Kesetimbangan Keterangan: 1.Meta Stabil 2. Tidak Stabil 3. Stabil
  • 7.
    Aturan Fasa (PhaseRule) P + V = C + 2 Keterangan : P = Jumlah Fasa yang berada dalam kesetimbangan V = Variasi atau derajat kebebasan C = Jumlah komponen penyusun sistem bahan
  • 8.
    Teknik Pembuatan DiagramFasa  Metode Dinamik  Proses:  Analisa termal  Analisa perubahan fasa  Analisa perubahan sifat fisik (konduktivitas listrik, ekspansi termal dan viskositas)  Kelemahan Metode Dinamik:  Tidak bisa mengetahui reaksi kimia yang terjadi secara tepat
  • 9.
    Teknik Pembuatan DiagramFasa  Metode Statik  Proses:  Memanaskan sample pada temperatur atau pada tekanan tertentu yang diinginkan  Mendinginkan secara cepat (Quenching) hingga temperatur kamar  Menguji sampel dengan menggunakan difraksi sinar-X atau SEM untuk menganalisis perubahan fasa
  • 10.
    Diagram Fasa SatuKomponen • Temperatur dan Tekanan dapat menimbulkan terjadinya pembentukan fasa sekaligus dapat pula menghilangkan fasa dari keramik tersebut. • Contoh: pada proses penguapan (cair-gas) terjadi karena adanya perubahan temperatur dan disertai tekanan Fasa Gas Cair Padat
  • 11.
    • Hubungan antaraTemperatur dan Tekanan dapat digambarkan pada diagram kesetimbangan fasa berikut: • Titik A,merupakan titik yang menunjukkan daerah kesetimbangan dari ketiga fasa,namun setiap terjadi perubahan temperatur maupun tekanan akan menyebabkan hilangnya satu fasa • Titik B, terletak pada garis diagram, menyatakan keadaan dimana dua fasa berada dalam kesetimbangan. P = 2 dan C = 1 sehingga V = 1. hal ini berarti bahwa baik tekanan atau temperatur tetapi tidak keduanya dapat berubah secara bebas tanpa kehilangan fasa • Titik C,mewakili daerah satu fasa dimana P=1,C=1 dan V=2. Perubahan Temperatur dan Tekanan tidak lagi menimbulkan perubahan fasa
  • 12.
     Untuk Keramik(contoh : SiO2) diagram fasanya dapat digambarkan sbb:
  • 13.
    • Dari diagramtersebut dapat kita lihat pada SiO2 ketika tekanan rendah terbentuk 5 fasa padat yaitu: kuartz- ,kuartz- ,trimidit-2, kristobalit-  dan silika cair. • Pada temperatur tinggi pada silikat akan terbentuk fasa Gas (vapor) • Pada temperatur 573°C terjadi transformasi kuartz- ke kuartz- secara cepat dan reversibel sedangkan transformasi fasa yang lain terjadi sangat lambat sehingga membutuhkan waktu yang panjang untuk mencapai kesetimbangan Keterangan.........
  • 14.
    Diagram Fasa SistemDua Komponen (Biner)  Dalam sistem dua komponen terdapat variasi menurut persamaan Gibbs adalah:  Tekanan  Temperatur  Komposisi  Dalam bahan padat, tekanan tidak berpengaruh banyak sehingga digambarkan dengan variabel temperatur dan komposisi
  • 15.
    Energi Bebas dalamlarutan dengan 2 komposisi Keterangan: GS = Energi bebas larutan GM = Energi bebas campuran ∆HS = Entalpi larutan T = Temperatur ∆ Sm = Entropi campuran
  • 16.
    • Apabila Larutan merupakancampuran, maka ∆ Sm dan ∆HS tidak berpengaruh Larutan Ideal
  • 17.
    Larutan Biasa • Dalamcampuran yang biasa, semua komponen energi berpengaruh pada GS seperti persamaan di atas. • Entalpi dapat bernilai positif atau negatif oleh karenanya GS dapat mempunyai dua minimum.
  • 18.
    Apabila campuran Adan B tidak bisa larut sama sekali , maka akan dapat terjadi diskontinuitas GS sehingga terjadi pemisahan fasa a dan ß Larutan padat yang tidak sempurna
  • 19.
    Prosentase Kandungan Komposisi Untuk menghitung prosesntase dari kandungan komposisi di setiap titik dalam menuruti prinsip lever rule fraksi a = BC fraksi ß AC Dalam hal ini kandungan di titik C merupakan campuran yang terdiri dari: fasa a = BC x 100% dan fasa ß = AC x 100% AB AB
  • 20.
    Phase compositions andamounts. An example.
  • 21.