MEKANIKA NANO MATERIAL DAN BIO MATERI

ALUMINIUM

Abstract : Aluminium is a metal that is most abundant in the earth's crust, and the third most element after oxygen and silicon. Aluminium contained in the earth's crust of approximately 8.07% to 8.23% of the entire solid mass of the Earth's crust. Aluminium is a highly reactive element so easily oxidized, because it was not found aluminiun in nature in its elemental form, but rather oxide compounds. Aluminum is made using Bayer-Hall Heroult process and recycling. One of the properties of aluminum is corrosion resistant as well as a conductor of heat and electricity. Aluminium classified into pure aluminum and alloys.

keywords: pure aluminium, aluminium alloy, Bayer-Hall Heroult process, recycling, Strength tensile, hardness, Ductility.

I.     PENDAHULUAN

Aluminium adalah logam ringan yang cukup penting peranannya dalam kehidupan manusia. Di dalam dunia usaha logam, ada dua logam ringan yang digunakan secara tersendiri: aluminium dan magnesium. Aluminium adalah logam yang paling banyak digunakan setelah baja, logam ini ditemukan pada tahun 1827 oleh seorang kimiawan Jerman Friedrich Wohler. Aluminium merupakan unsur yang sangat reaktif sehingga mudah teroksidasi, karena sifatnya itu di alam tidak ditemukan aluminiun dalam bentuk unsur, melainkan senyawa oksida. Umumnya dalam bentuk oksida alimunat atau silikat. Penelitian mengenai pemisahan aluminium dimulai pada tahun 1808. H. Davy adalah orang pertama yang menamakan aluminium, dan menggunakan elektrolisis untuk memproduksi potassium, sodium, stronsium, calcium, barium, magnesium, boron namun tidak berhasil untuk memisahkan aluminium. Pada tahun 1854, Henari Saint Clavil Deauville memproduksi aluminium dari natrium aluminium klorida dengan pemanasan menggunakan logam natrium sebagai katalisator. Proses ini telah berlangsung kurang lebih 35 tahun dan mengalami peningkatan produksi hingga sepuluh ton Per tahun. Proses produksi aluminium yang digunakan saat ini ditemukan secara bersamaan oleh Charles Hall di USA dan Paul Heroult di Prancis pada tahun 1886. Prosesnya adalah elektrolisa alumina (Al2O3) di dalam lelehan Kriolit (Na3AlF6). Pada temperatur 980°C, sehingga menghasilkan aluminium cair. Pada tahun 1888 Hall mendirikan sebuah perusahaan untuk memproduksi aluminium. Perusahaan yang kemudian dikenal sebagai Perusahaan Aluminium Amerika atau Alcoa. Kapasitas produksi meningkat menjadi 300 ton pada tahun 1981. Pada tahun 1983 kapasitas produksi aluminium dengan metode Hall-Heroult ini meningkat dan berkembang pesat dengan banyaknya industri kimia yang berdiri serta dibukanya kesempatan untuk penanaman modal asing, baik itu industri kimia yang merupakan industri hulu, yaitu memproduksi produk yang merupakan bahan baku bagi industri lain atau industri bahan baku, bahan pembantu maupun tenaga kerja semakin meningkat. Salah satu dari industri hilir yang perlu didirikan di Indonesia adalah pabrik Aluminium Flouride (AlF3) yang produknya digunakan sebagai bahan pembantu peleburan aluminium. Selama 50 tahun terakhir aluminium telah menjadi logam yang luas penggunaannya setelah baja. Perkembangan ini di dasarkan pada sifat-sifatnya yang ringan ,tahan korosi,mudah di produksi dan cukup ekonomis dan yang Paling terkenal adalah penggunaan aluminium sebagai bahan pembuatan pesawat terbang sifat yang kurang baik pada kekuatan sehingga tidak cocok untuk bagian mesin yang menanggung beban berat karena aluminium mempunyai berat satu pertiga baja .kekuatan tensil berkisar 200-600 Mpa sedangkan aluminium murni berkisar 90 Mpa. Oleh karena itu,dalam jurnal ini akan dibahas tentang sifat aluminium, cara pembuatan aluminium, paduan aluminium dan aplikasi dalam pemanfaatan aluminium.

II.      TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian  Aluminium, 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 serikat secara terpisah telah memperoleh logam aluminium dari alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Sampai sekarang proses Heroult Hall 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 murni adalah logam yang lunak, tahan lama, ringan, dan dapat ditempa dengan penampilan luar bervariasi antara keperakan hingga abu-abu, tergantung kekasaran permukaannya. 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 Sumber Aluminium Aluminium merupakan logam yang paling banyak ditemukan di kerak bumi (8.3%), dan terbanyak ketiga setelah oksigen  (45,5%)  dan  silicon (25,7%) Aluminium sangat reaktif khususnya dengan oksigen, sehingga unsure aluminium tidak pernah dijumpai dalam keadaan bebas di alam, melainkan sebagai senyawa yang merupakan penyusun utama dari bahan tambang bijih bauksit yang berupa campuran oksida dan hidroksida aluminium. Aluminium juga ditemukan di granit dan mineral-mineral lainnya. Aluminium ada di alam dalam bentuk silikat maupun oksida, yaitu antara lain: sebagai silikat contohnya feldspar, tanah liat, mika sebagai oksida anhidrat contohnya kurondum (untuk amril) sebagai hidrat contohnya bauksit sebagai florida contohnya kriolit.

1.      Sifat-Sifat Aluminium

Sifat-sifat penting yang dimiliki aluminium sehingga banyak digunakan sebagai material teknik adalah sebagai berikut:

Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³)

2.      Tahan korosi

Sifat bahan korosi dari aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan aluminium oksida (Al2O3)   pada  permukaan aluminium (fenomena 1 pasivasi). Pasivasi adalah pembentukan lapisan pelindung   akibat reaksi logam terhadap  komponen udara sehingga lapisan1tersebut melindungi   lapisan dalam logam dari korosi. Lapisan1ini  membuat Al tahan korosi tetapi sekaligus sukar dilas, karena perbedaan melting point (titik lebur). 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 dan mudah fabrikasi/di tempa Sifat lain yang menguntungkan dari aluminium adalah sangat mudah di fabrikasi, dapat  dituang  (dicor)  dengan  cara penuangan apapun. Dapat deforming dengan cara: rolling,drawing, forging, extrusi dll. Menjadi bentuk yang rumit sekalipun. 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. Kekuatan mekanik meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, dan Ni. Sifat elastisnya yang sangat rendah, hampir tidak dapat diperbaiki baik dengan pemaduan maupun denganheat treatment. Selain sifat yang diatas,aluminium juga memiliki sifat fisika, mekanik dan kimia.

1. Sifat Fisika Aluminium

Unsur	Aluminium
Simbol	Al
Nomor Atom	13
Massa Atom Relatif	26,98
Konfigurasi Elektron	1s² 2s² 2p6 3s² 3p¹
Titik Didih (ºC)	660,4
Titik Leleh (ºC)	2467
Rapatan pada 25ºC (gram/cm³)	2,70
Warna	Metalik
Energi Ionisasi (kJ/mol)	277,6
Afinitas Elektron (kJ/mol)	42,6
Keelektronegatifan	1,61
Jari-jari Ion	0,51
Jari-jari Atom	1,43
Potensial Elektrode	-1,71
Daya Hantar Panas	2,1
Daya Hantar Listrik	38.10ˉ³

           

b. Sifat Mekanik Aluminium                                                                  

     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.                                                                                                   

a)         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).

b)    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.

c)    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 neckingnya material dengan ductility yang tinggi akan mengalami necking yang sangat sempit, sedangkan bahan yang memiliki ductility 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 perpanjang 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 aluminium paduan memiliki kekuatan tensil yang lebih tinggi daripada aluminium  murni.

c. Sifat Kimia Aluminium

a) Serbuk aluminium dipanaskan dalam uap air menghasilkan Hidrogen dan alumunium oksida. Reaksinya berlangsung relatif lambat karena adanya lapisan aluminium  oksida  pada logamnya, membentuk Oksida yang lebih banyak selama reaksi.                                                

b) Aluminium 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. Aluminium oksida yang berwana putih akan terbentuk.

c)  Aluminium 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.

d) Aluminium disimbolkan dengan Al, dengan nomor atom 13 dalam  tabel periodik  unsur. Bauksit, bahan baku aluminium memiliki kandungan aluminium dalam jumlah yang bervariasi, namun pada umumnya di atas 40% dalam berat. Senyawa aluminium yang terdapat di bauksit diantaranya Al2O3, Al(OH)3, γ-AlO(OH), dan α-AlO(OH).

Isotop  aluminium  yang terdapat di alam adalah isotop 27Al, dengan persentase sebesar 99,9%. Isotop 26Al juga terdapat di alam meski dalam jumlah yang sangat kecil. sotop 26A merupakan radioaktif dengan waktu paruh sebesar 1720000 tahun. Isotop aluminium yang sudah ditemui saat ini adalah aluminium dengan berat atom relatif antara 23 hingga130, dengan isotop 27Al merupakan isotop yang paling stabil. Difusi atom di tentukan oleh macam atom, tetapi pada umumnya sangat lambat pada Temperature biasa dengan pencelupan dingin kekosongan atom  tetap  ada,  jadi  dengan berjalannya waktu struktur atom bisa berubah, yang menghasilkan perubahan sifat-sifatnya. Perubahan sifat-sifat dengan berjalannya waktu pada umumnya di1namakan penuaan. Apabila proses itu berjalan pada temperature Kamar di namakan penuaan ilmiah, sedangkan apabila proses  itu terjadi pada Temperatur lebih  tinggi dinamakan penuaan buatan Proses Pembuatan Aluminium. Aluminium adalah logam yang sangat  reaktif yang membentuk ikatan kimia berenergi  tinggi dengan oksigen. Dibandingkan dengan logam lain, proses ekstraksi aluminium dari batuannya memerlukan energi yang tinggi  untuk  mereduksi Al2O3. Proses reduksi  ini  tidak  semudah  mereduksi besi  dengan  menggunakan  batu  bara, karena aluminium merupakan reduktor yang lebih kuat dari karbon. Proses Bayer-Hall Heroult Proses produksi aluminium Dimulai dari pengambilan bahan tambang yang mengandung aluminium (bauksit, corrundum, gibbsite, boehmite, diaspore, dan sebagainya) Selanjutnya, bahan tambang dibawa menuju proses Bayer. Proses Bayer menghasilkan alumina (Al2O3) dengan membasuh bahan Tambang yang mengandung aluminium dengan larutan natrium hidroksida pada temperatur 175ºC sehingga menghasilkan aluminium hidroksida, Al(OH)3. Aluminium hidroksida lalu dipanaskan pada suhu sedikit di atas 1000ºC sehingga terbentuk alumina dan H2O yang menjadi uap air. Setelah Alumina dihasilkan, alumina dibawa ke proses Hall-Heroult. Proses Hall-Heroult dimulai dengan melarutkan alumina dengan leelehan Na3AlF6, atau yang biasa disebut cryolite. Larutan lalu dielektrolisis dan akan mengakibat kan aluminium cair menempel pada anoda, sementara oksigen dari alumina akan teroksi bersama anoda yang terbuat dari karbon, membentuk karbon dioksida. Aluminium cair memiliki massa jenis  yang  lebih  ringan  dari  pada larutan alumina, sehingga pemisahan dapat dilakukan dengan mudah. Elektrolisis aluminium dalam proses Hall-Heroult menghabiskan energi yang cukup banyak. Rata-rata konsumsi energi listrik dunia dalam mengelektrolisis alumina adalah 150kWh perkilogram aluminium yang dihasilkan. Energi listrik menghabiskan sekitar 20-40% biaya produksi aluminium di seluruh dunia. Daur ulang aluminium Salah satu keuntungan aluminium lainnya adalah mampu didaur ulang tanpa mengalami sedikitpun kehilangan kualitas. Proses daur ulang tidak mengubah struktur aluminium, daur ulang terhadap aluminium dapat dilakukan berkali-kali.

Mendaur ulang aluminium hanya mengkonsumsi energi sebesar  5%  dari  yang  digunakan dalam memproduksi aluminium dari bahan tambang (economist.com). Di0Eropa, terutama negara Skandinavia,095% aluminium yang beredar merupakan bahan Hasil daur ulang Proses daur ulang aluminium berawal dari kegiatan meleburkan dengan pemanasan Suhu tinggi beberapa sampah aluminium. Hal ini akan menghasilkan endapan. Endapan ini dapat diekstraksi Ulang untuk mendapatkan aluminium, dan Limbah yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan campuran aspal dan beton karena merupakan limbah yang berbahaya bagi alam. Sebagai produk utama  dihasilkan alumunium yang meleleh kemudian  dicetak kembali  untuk dikomersialkan.

3.      Klasifikasi Alumunium dan Penggolongan Paduannya

1. Aluminium  Murni

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.

2. 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.

3. Paduan Aluminium-Siliko

Paduan   aluminium dengan silikon hingga 15% akan memberikan kekerasan dan kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 MPa pada aluminium paduan yang Dihasilkan pada perlakuan panas. Jika   konsentrasi   silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan logam akan meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.

4. Paduan Aluminium-Magnesium

Keberadaan magnesium hingga 15,35% dapat menurunkan titik   lebur   logam paduan  yang  cukup  drastis,  dari 660ºC hingga  450ºC. Namun, hal ini tidak menjadikan aluminium  paduan dapat ditempa menggunakan panas dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu diatas 60ºC. Keberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan mengalami failure pada temperatur tersebut.

5. Paduan Aluminium-Tembaga

Paduan aluminium-tembaga juga menghasilkan sifat yang keras dan kuat, namun rapuh. Umumnya, untuk kepentingan penempaan,  paduan tidak boleh memiliki konsentrasi tembaga  di atas 5,6% karena akan umumnya, untuk kepentingan penempaan,  paduan tidak boleh memiliki konsentrasi tembaga  di atas 5,6% karena akan membentuk senyawa CuAl2 dalam logam yang menjadikan logam rapuh. 

6. Paduan Aluminium-Mangan

Penambahan mangan memiliki akan berefek pada sifat dapat dilakukan pengerasan tegangan dengan mudah (work-hardening) sehingga didapatkan logam paduan dengan kekuatan tensil yang tinggi namun tidak terlalu rapuh.Selain itu, penambahan mangan akan meningkatkan titik lebur paduan aluminium.

7. Paduan Aluminium-Seng

Paduan aluminium dengan seng merupakan paduan yang paling terkenal karena merupakan bahan pembuat badan dan sayap pesawat terbang. Paduan ini memiliki kekuatan tertinggi dibandingkan paduan lainnya, aluminium dengan 5,5% seng dapat memiliki kekuatan tensil sebesar 580 MPa dengan elongasi sebesar 11% dalam setiap 50 mm bahan. Bandingkan dengan aluminium dengan 1% magnesium yang memiliki kekuatan tensil sebesar 410 MPa namun memiliki elongasi sebesar 6% setiap 50 mm bahan.

8. 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 paduan  sebanyak 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.                                               

9. Paduan Aluminium-Skandium

Penambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi pada paduan, baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada di lingkungan 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).

10. 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.

11. Paduan Alnico

Alnico merupakan paduan yang tersusun dari aluminium (Al), nikel (Ni), dan kobalt (Co), dengan penambahan besi, tembaga dan kadang titanium. Alnico mengandung  8-12%  Al, 15-26% Ni, 5-24% Co, lebih dari 6% Cu, lebih dari 1% Ti dan sisanya adalah Fe. Kegunaan utama dari paduan alnico adalah sebagai magnet.

12. Paduan Duralumin

Duralumin (juga disebut duraluminum, duraluminium, atau dural) adalah nama dagang dari salah satu tipe dari paduan aluminium. Paduan utamanya terdiri dari tembaga, mangan, dan magnesium. Paduan yang paling umum digunakan adalah tipe AA2024, yang mengandung 4,4% tembaga, 1,5% magnesium, 0,6% mangan dan 93,5% aluminium. Besar yield strength adalah 450 MPa, dengan variasi yang bergantung pada komposisi dan temper.

13. Paduan Silumin

Silumin adalah paduan aluminium yang mengandung silicon sekitar 4% dan 22%. Silumin memiliki ketahanan korosi yang tinggi, sehingga silumin sangat bermanfaat dalam peralatan basah. Penambahan silicon pada aluminium juga membuat silumin lebih cair.

Silumin sangat baik kecairannya, mempunyai permukaan yang bagus, tanpa kegetasan panas, sangat baik untuk paduan coran, dan koefisien pemuaian yang kecil. Koefisien pemuaian termal silumin sangat rendah oleh karena itu paduannya pun mempunyai koefisien yang rendah  apabila  ditambah Si lebih banyak.

4.       Aplikasi atau Kegunaan Alumunium

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 :

a)  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).

b)  Paduan aluminium-magnesium umumnya digunakan sebagai bahan pembuat badan kapal. Paduan lainnya akan mudah mengalami korosi ketika berhadapan dengan larutan alkali seperti air laut.               

c)  Paduan aluminium tembaga lithium digunakan sebagai bahan pembuat tangki bahan bakar pada pesawat ulang-alik milik NASA.

d) 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.        

e)  Velg mobil juga menggunakan bahan aluminium yang dipadu dengan magnesium, silicon, atau keduanya, dan dibuat dengan cara ekstrusi atau dicor.

f) Beberapa jenis roda gigi menggunakan paduan Al-Cu. Penggunaan paduan Cu untuk mendapatkan tingkat kekerasan yang cukup dan memperpanjang usia benda akibat fatigue.

g)  Sektor pembangunan perumahan; untuk kusen pintu dan jendela.

h)  Sektor industri makanan, untuk kemasan berbagai jenis produk.

i)   Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan.

j)   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).

5.      Dampak dan Penanggulangan Bahaya Aluminium bagi Manusia

Dampak yang ditimbulkan akibat terpapar serbuk alumunium yaitu sebagai berikut :

1. Kerusakan pada sistem saraf pusat
2. Kerusakan Paru-paru
3. Demensia (Menurunnya kekuatan intelektual otak)
4. Kehilangan memori ingatan
5. Kelesuan
6. 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

6.      Dampak dan Penanggulangan Bahaya Aluminium Bagi Lingkungan

Dampak lingkungan yang terjadi akibat tercemar oleh aluminium 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 kematian 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 Ultraviolet untuk menangkap segala bentuk ion logam berbahaya dalam air perebusan tanaman dengan NaCl dan asam asetat konsentrasi rendah yang akan menetralisir kandungan logam dalam tanaman.

KESIMPULAN

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.

Aluminium adalah logam yang sangat reaktif yang membentuk ikatan kimia berenergi tinggi dengan oksigen. Dibandingkan dengan logam lain, proses ekstraksi aluminium dari batuannya memerlukan energi yang tinggi untuk mereduksi Al2O3. Proses reduksi ini tidak semudah mereduksi besi dengan menggunakan batu bara, karena aluminium merupakan reduktor yang lebih kuat dari karbon.

Dalam proses pembuatan aluminium ada dua cara yaitu:

1)      Proses Bayer-Hall Heroult

2)      Proses daur ulang aluminium

Logam aluminium dan paduannya antara lain:

1)      Paduan Aluminium-Silikon

2)      Paduan Aluminium-Magnesium

3)      Paduan Aluminium-Tembaga

4)      Paduan Aluminium-Mangan

5)      Paduan Aluminium-Seng

6)      Paduan Aluminium-Lithium

7)      Paduan Aluminium-Skandium

8)      Paduan Aluminium-Besi

9)      Paduan Alnico

10)  Paduan Silumin

Daftar Pustaka

Arsyad, M. Natsir. 2001. Kamus Kimia Arti dan Penjelasan. Jakarta: PT Gramedia Pustaka

Christoph Schmitz, Josef Domagala, Petra Haag.2006. Handbook of aluminium recycling: fundamentals, mechanical preparation, metallurgical processing, plant design. Vulkan-Verlag GmbH.

Dieter G. E.1988. Mechanical Metallurgy.

McGraw-Hill. Emsley, John. 2001. Nature's  Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, UK: Oxford University

Press Gabriel,  J. F. 2001. Fisika Lingkungan. Jakarta: Hipokrates.

Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A.1997.Chemistry of the Elements (2nded.), Oxford: Butterworth-Heinemann.

Polmear, I. J. 1995. Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals.

Arnold. Lee, J.  D.  1991.  Inorganic  Chemistry Fourth  Edition.  Singapore: Fong & Sons Printers Pte. Ltd.

Manahan, Stanley E. 1994. Environmental Chemistry  Sixth  Edition.  London:  Lewis Publisher  CRC Pres. Inc.

Polar,  Heryanto.  1994.  Pencemaran  Dan Toksikologi  Logam  Berat. Jakarta: Rinika Cipta.

Sugiyarto, Kristian H. 2001. Kimia Anorganik II. Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNY.

Surdia Tata, Dan Saito Shinroku.1985. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta:  PT Dainippon           Gitakarya Printing                                                    

Svehla, G. 1990. Vogel Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Edisi Kelima Bagian I. Jakarta: PT Kalman