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.
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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).
- 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.
- 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.
- 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.
- 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 :
- Kerusakan pada sistem saraf pusat
- Kerusakan Paru-paru
- Demensia (Menurunnya kekuatan intelektual otak)
- Kehilangan memori ingatan
- Kelesuan
- 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
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
Tidak ada komentar:
Posting Komentar