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.
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
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
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