TEKNOLOGI BAHAN ( ALUMINIUM )

A. Pengertian

         Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan yang lunak.  Aluminium, dipotong setelah dicetak dari tanur tanpa

 perlakuan fisik maupun termal.

         Aluminium (dalam bentuk bauksit) adalah suatu mineral

yang berasal dari magma asam yang mengalami proses pelapukan dan pengendapan secara residual. Proses pengendapan residual sendiri merupakan suatu proses pengkonsentrasian mineral bahan galian di tempat.

Aluminium merupakan suatu metal reaktif, dan tidak terjadi secara alami. Oleh karena itu, aluminium tak dikenal sebagai unsur terpisah sampai tahun 1820-an, walaupun keberadaan nya telah diramalkan oleh beberapa ilmuwan yang telah belajar aluminum campuran. Aluminium pertama kali diproduksi dengan bebas oleh ahli kimia dan ahli ilmu fisika yang berasal dari Denmark, Hans Oersted Kristen, dan ahli kimia Jerman, Frederich Wohler, pada pertengahan tahun1820-an. Nama aluminum diperoleh dari bahasa latin: alumen, yang berarti tawas tawas ( suatu aluminium sulfate mineral).

Ciri-ciri aluminium:
• Aluminium merupakan logam yang berwarna perak-putih
• Aluminum dapat dibentuk sesuai dengan keinginan karena memiliki sifat plastisitas yang cukup tinggi
• Merupakan unsur metalik yang paling berlimpah dalam kerak bumi setelah setelah silisium dan oksigen.

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) (USGS). Sulit menemukan aluminium murni di alam karena aluminium merupakan logam yang cukup reaktif.

Aluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap komponen udara sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan dalam logam dari korosi.

Selama 50 tahun terakhir, aluminium telah menjadi logam yang luas penggunaannya setelah baja. Perkembangan ini didasarkan pada sifat-sifatnya yang ringan, tahan korosi, kekuatan dan ductility yang cukup baik (aluminium paduan), mudah diproduksi dan cukup ekonomis (aluminium daur ulang).

Yang paling terkenal adalah penggunaan aluminium sebagai bahan pembuat pesawat terbang, yang memanfaatkan sifat ringan dan kuatnya

Resistansi terhadap korosi terjadi akibat fenomena pasivasi, yaitu terbentuknya lapisan aluminium oksida ketika aluminium terpapar dengan udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Aluminium paduan dengan tembaga kurang tahan terhadap korosi akibat reaksi galvanik dengan paduan tembaga.

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

- Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³)
- Tahan korosi
- Penghantar listrik dan panas yang baik
- Mudah di fabrikasi/di bentuk
- 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. Aluminium komersil selalu mengandung ketidak murnian ± 0,8% biasanya berupa besi, silicon, tembaga dan magnesium.
Sifat lain yang mnguntungkan dari aluminium adalah sangat mudah difabrikasi, dapat dituang (dicor) dengan cara penuangan apapun.
 
Dapat deforming dengan cara: rolling, drawing, forging, extrusi dll. Menjadi bentuk yang rumit sekalipun

Paduan aluminium dapat dibagi menjadi 2 kelompok:
1. Aluminium wronglt alloy (lembaran)
2. Aluminium costing alloy (batang cor).

.  Sejarah

(Latin: alumen, alum) Orang-orang Yunani dan Romawi kuno menggunakan alum sebagai cairan penutup pori-pori dan bahan penajam proses pewarnaan. Pada tahun 1761 de Morveau mengajukan nama alumine untuk basa alum dan Lavoisier, pada tahun 1787, menebak bahwa ini adalah oksida logam yang belum ditemukan. a). Sumber

Metoda untuk mengambil logam aluminium adalah dengan cara mengelektrolisis alumina yang terlarut dalam cryolite. Metoda ini ditemukan oleh Hall di AS pada tahun 1886 dan pada saat yang bersamaan oleh Heroult di Perancis. Cryolite, bijih alami yang ditemukan di Greenland sekarang ini tidak lagi digunakan untuk memproduksi aluminium secara komersil. Penggantinya adalah cariran buatan yang merupakan campuran natrium, aluminium dan kalsium fluorida.

b). Sifat-sifat

Aluminium murni, logam putih keperak-perakan memiliki karakteristik yang diinginkan pada logam. Ia ringan, tidak magnetik dan tidak mudah terpercik, merupakan logam kedua termudah dalam soal pembentukan, dan keenam dalam soal ductility.

c). Senyawa

Senyawa yang memiliki kegunaan besar adalah aluminium oksida, sulfat, dan larutan sulfat dalam kalium. Oksida aluminium, alumina muncul secara alami sebagai ruby, safir, corundum dan emery dan digunakan dalam pembuatan kaca dan tungku pemanas.

3. Sifat-sifat

Aluminium oksida adalah insulator (penghambat) panas dan listrik yang baik. Umumnya Al₂O₃ terdapat dalam bentuk kristalin yang disebut corundum atau α-aluminum oksida. Al₂O₃ dipakai sebagai bahan abrasif dan sebagai komponen dalam alat pemotong, karena sifat kekerasannya.

Al₂O₃ yang dihasilkan melalui anodisasi bersifat amorf, namun beberapa proses oksidasi seperti plasma electrolytic oxydation menghasilkan sebagian besar Al₂O₃ dalam bentuk kristalin, yang meningkatkan kekerasannya.

a). Proses fabrikasi

Aluminium oksida, atau alumina, merupakan komponen utama dalam bauksit bijih aluminium yang utama. Pabrik alumina terbesar di dunia adalah Alcoa, Alcan, dan Rusal. Perusahaan yang memiliki spesialisasi dalam produksi dari aluminium oksida dan aluminium hidroksida misalnya adalah Alcan dan Almatis. Bijih bauksit terdiri dari Al₂O₃, Fe₂O₃, and SiO₂ yang tidak murni. Campuran ini dimurnikan terlebih dahulu melalui Proses Bayer:

Al₂O₃ + 3H₂O + 2NaOH + panas → 2NaAl(OH)₄

Fe₂O₃ tidak larut dalam basa yang dihasilkan, sehingga bisa dipisahkan melalui penyaringan. SiO₂ larut dalam bentuk silikat Si(OH)₆^2-. Ketika cairan yang dihasilkan didinginkan, terjadi endapan Al(OH)₃, sedangkan silikat masih larut dalam cairan tersebut. Al(OH)₃ yang dihasilkan kemudian dipanaskan

2Al(OH)₃ + panas → Al₂O₃ + 3H₂O

Al₂O₃ yang terbentuk adalah alumina.

Pada 1961, perusahaan General Electric mengembangkan Lucalox, alumina transparan yang digunakan dalam lampu natrium. Pada Agustus 2006, ilmuwan Amerika Serikat yang bekerja untuk 3M berhasil mengembangkan teknik untuk membuat alloy dari aluminium oksida dan unsur-unsur lantanida, untuk memproduksi kaca yang kuat, yang disebut alumina transparan.

b). Penggunaan

Setiap tahunnya, 65 juta ton alumina digunakan, lebih dari 90%-nya digunakan dalam produksi logam aluminium. Aluminium hidroksida digunakan dalam pembuatan bahan kimia pengelolaan air seperti aluminium sulfat, polialuminium klorida, dan natrium aluminat. Berton-ton alumina juga digunakan dalam pembuatan zeolit, pelapisan pigmen titania dan pemadam api.

Aluminium oksida memiliki kekerasan 9 dalam skala Mohr. Hal ini menyebabkannya banyak digunakan sebagai abrasif untuk menggantikan intan yang jauh lebih mahal. Beberapa jenis ampelas, dan pembersih CD/DVD juga

Campuran logam ini penting kegunaannya dalam konstruksi pesawat modern dan roket. Logam ini jika diuapkan di vakum membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam dibawahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan kegunaan lainnya

Ø  Transportasi: Mobil, kereta api, kapal, pesawat dan bahkan pesawat ulang-alik                 semua menggabungkan ekstrusi aluminium di panel struktural dan mekanik dan komponen elektronik.

Ø  Komersial dan pemasok bahan bangunan dalam negeri: atap, jendela dan kusen pintu, eavestroughing, panel dinding, partisi, pagar, perabot dan perlengkapan kamar mandi dan banyak komponen arsitektur lain yang dibuat dengan menggunakan ekstrusi aluminium.

Ø  Kemasan bahan: Minuman kaleng, foil, dan membungkus terbuat dari aluminium

Ø  Hardware: Indoors dan keluar, aluminium digunakan sebagai alternatif untuk baja las untuk menghasilkan menangani, panel, wire mesh, frame mesin modular, lini perakitan dan banyak lagi.

Ø  Lighting: Aluminium juga ditemukan di meja lampu, reflektor, lampu langit-langit dan produk pencahayaan umum.

Ø  Sporting barang dan peralatan olahraga: kegiatan favorit Anda sering dimungkinkan oleh ekstrusi aluminium, dari set memanah, sepeda dan peralatan olahraga untuk rel kolam renang, mobil golf, pemukul bisbol, dan hoki tongkat.

4. Penemu aluminium

            Sebuah Oopart (Out Of Place ARTifact / Artifak yang tidak pada tempatnya) adalah suatu istilah yang diberikan pada lusinan benda prasejarah yang ditemukan pada berbagai tempat di seluruh dunia dengan tingkat teknologi yang sepenuhnya berbeda dengan penentuan usianya bila didasarkan secara fisik, kimia dan atau dengan petunjuk geologisnya.

            Sebagai tambahan dari temuan fosil tulang-tulang Mastodon dalam penggalian itu, para pekerja 
membongkar sebuah balok aluminium berbentuk baji yang terpendam 35 kaki di bawah lapisan tanah.

            Balok logam berbentuk baji ini tampaknya pernah difabrikasi, karena ia tidak menyerupai tulang binatang atau suatu bentuk geolog Balok aneh itu telah disumbangkan ke Musium Sejarah Transylvania, tetapi walaupun ini merupakan suatu temuan yang tidak umum, tetapi penyelidikan yang mendalam terhadap benda itu belum pernah dilakukan selama 20 tahun lamanya.
 
Begitulah saat editor dari sebuah majalah UFO Rumania menemukan artifak itu di suatu gudang musium pada 1995. Baji logam itu beratnya kira-kira 5 pon dan ukurannya kira-kira 8,25 x 5 x 2,75 inchi.

             Lapisan oksida tipis pada permukaan luarnya yang secara merata menutupi balok aluminium membantu menentukan usia dari benda itu yang berkisar 400 tahun.

             Namun lapisan geologi di mana benda itu ditemukan menunjukkan bahwa benda itu sudah ada selama sekitar 20.000 tahun sebelum berlangsungnya era Pleistocene (dari 1,64 juta sampai sekitar 10.000 tahun lalu, termasuk zaman es dan munculnya manusia).

            Seorang insinyur ilmu penerbangan memeriksa benda itu serta membandingkan balok Aiud itu dengan sebuah tempat penyangga dari sebuah modul penyelidikan antariksa dengan versi yang lebih kecil, seperti modul bulan atau kaki dari satelit Viking. Menurut hipotesis ini, benda itu sepertinya sebuah bagian dari sebuah pesawat antariksa dari luar bumi yang mungkin telah mendarat di sungai setelah mengalami pendaratan darurat.

            Aluminium merupakan suatu metal reaktif, dan tidak terjadi secara alami. Oleh karena itu, aluminium tak dikenal sebagai unsur terpisah sampai tahun 1820-an, walaupun keberadaan nya telah diramalkan oleh beberapa ilmuwan yang telah belajar

            Aluminium pertama kali diproduksi dengan bebas oleh ahli kimia dan ahli ilmu fisika yang berasal dari Denmark, Hans Oersted Kristen, dan ahli kimia Jerman, Frederich Wohler, pada pertengahan tahun1820-an. Nama aluminum diperoleh dari bahasa latin: alumen, yang berarti tawas tawas ( suatu aluminium sulfate mineral).

Ciri-ciri aluminium:
• Aluminium merupakan logam yang berwarna perak-putih
• Aluminum dapat dibentuk sesuai dengan keinginan karena memiliki sifat plastisitas yang cukup tinggi
• Merupakan unsur metalik yang paling berlimpah dalam kerak bumi setelah setelah silisium dan oksigen.

5. Pembentukan aluminium

        Aluminium adalah logam yang terbanyak di dunia. Logam ini merupakan 8% dari bagian kerak bumi. Logam aluminium pertama kali dibuat dalam bentuk murni oleh Oersted, pada tahun 1825, melalui pemanasan amonium klorida dengan amalgam kalium raksa. Pada tahun 1854, Henri Sainte dan Claire Deville membuat aluminium dari natrium aluminium klorida dengan cara memanaskannya dengan logam natrium. Pada tahun 1886, Charles Hall mulai memproduksi aluminium dengan proses skala besar seperti sekarang, yaitu melalui elektrolisis alumina di dalam kriolit lebur. Pada tahun itu pula Paul Herault mendapat paten Perancis untuk proses serupa dengan proses Hall.

         Pada tahun 1886, Charles Hall mulai memproduksi aluminium dengan proses skala besar seperti sekarang, yaitu melalui elektrolisis alumina di dalam kriolit lebur. Pada tahun itu pula Paul Herault mendapat paten Perancis untuk proses serupa dengan proses Hall.

6.  Langkah-langkah pembuatan logam aluminium adalah sebagai berikut.

1. Pasang atau ganti pelapis sel

2. Buat anode karbon dan gunakan di dalam sel

3. Siapkan penangas kriolit dan kendalikan komposisinya

4. Larutkan alumina di dalam kriolit lebur

5. Larutan alumina dielektrolisis sehingga membentuk aluminium    logam yang bertindak sebagai katode.

6. Karbon elektrode teroksidasi oleh oksigen yang dibebaskan

7. Aluminium cair dialirkan keluar dari sel, dipadu (bila perlu), dicetak menjadi logam batangan dan didinginkan.

7.   Aplikasi penggunaan aluminium di lapangan

    □  Aluminium adalah unsur logam yang paling melimpah di kerak bumi (sekitar 8%) dan merupakan unsur paling umum ketiga setelah oksigen dan silikon. Tidak seperti tembaga atau emas, aluminium tidak dapat ditemukan di alam dalam keadaan murni karena afinitas tinggi dengan oksigen, begitu selalu dikombinasikan dengan unsur lain seperti di tawas (Kal (SO 4) 2 ∙ 12h 2 O) dan oksida aluminium ( Al2O3 )

Pada abad ke-19 proses produksi sangat mahal dan tersedia dalam jumlah sangat kecil sehingga aluminium merupakan logam mulia ($ 1200/kg pada tahun 1852). Memang, Kaisar Napoleon III dari Perancis memiliki bayi mainan dan beberapa benda kecil lainnya yang terbuat dari itu, dan cerita mengatakan bahwa selama perjamuan para tamu yang paling terhormat diberi alat aluminium, sedangkan tamu lainnya diberi alat-alat emas. Saat ini, aluminium merupakan logam yang digunakan kedua terbesar di dunia, terutama karena ringan, kekuatan tinggi dan recyclability.

□  Aluminium banyak digunakan dalam industri transportasi karena daya tahannya, kekuatan dan ringan.  Dengan mempertimbangkan peningkatan ketebalan bagian aluminium dibandingkan dengan baja, 1 kg 2 kg aluminium menggantikan baja, menyebabkan mobil lebih ringan, truk, dll . Dengan konsumsi bahan bakar, dan CO 2 generasi.

□ Tanpa aluminium industri pesawat komersial tidak akan pernah ada. The new A380 employs 66% of aluminum in the airframe, while a Boeing 747 contains 75 tons of aluminum. A380 baru menggunakan 66% dari aluminium dalam kerangka pesawat, sementara sebuah pesawat Boeing 747 berisi 75 ton aluminium. 

Sumber : http://fransiskusmarboen.blogspot.com