bahan mentah Keramik

BAHAN KERAMIK DAN PENGGOLONGAN PRODUK KERAMIK (RINGKASAN)

M.DACHYAR EFFENDI

BPPT

Dalam pembuatan keramik, bagian terpenting adalah pembuatan badan keramik. Singer dan Singer (1984), menyebutkan bahwa jenis badan keramik dapat berupa heavy clay, refractory dan pottery atau white ware.  Setiap jenis badan keramik tersebut mempunyai berbagai variasi sesuai dengan sifat-sifat keramiknya.  Dengan demikian, badan keramik dapat dibuat dengan berbagai variasi secara terus menerus dimulai dari brick ware berbahan baku heavy clay sampai dengan hard porcelain berasal pottery.

Norton, 1970 dan Budnikov (1964) menyatakan bahwa, dalam pembuatan keramik dikenal badan keramik triaxial dan non triaxial.  Badan keramik triaxial adalah badan keramik yang dibuat berdasarkan atas tiga komposisi bahan, yaitu bahan plastis (clay), bahan pengisi (kuarsa) dan bahan pelebur (feldspar).

-                      bahan plastis : adalah bahan yang berfungsi sebagai bahan pengikat dan memberi kemudahan dalam pembentukan badan keramik pada kondisi mentah.  Bahan ini bisa berupa ball clay, kaolin dan bentonit

-                      bahan pengisi : adalah bahan tidak plastis yang berfungsi sebagai bahan pengisi untuk membentuk rangka atau kekuatan.  Bahan ini bisa berupa kuarsa, feldspar, alumina, pegmatit dan  samot/pecahan produk keramik

-                      bahan pelebur : bahan tidak plastis yang berfungsi sebagai pelebur yang mengikat bahan pengisi atau rangka pada temperatur tinggi, sehingga membentuk barang-barang keramik.  Bahan ini dapat berupa feldspar, kapur, dolomit, nephelin syenit.

Sebenarnya ada beberapa cara untuk membagi bahan mentah keramik, antara lain :

a.               Berdasarkan asal bahan mentah keramik : bahan mentah keramik alam, seperti kaolin, lempung, felspar, kuarsa, piropilit dan sebagainya, bahan mentah keramik buatan, seperti : mulit, SiC, Nitrida, H₃BO₄, dan sebagainya.

b.               Berdasarkan sifat keplastisan bahan mentah keramik : Bahan mentah keramiuk plastis seperti ball clay, kaolin, bentonit, dan sebagainya. Bahan mentah non plastis seperti felspar, kuarsa, kapur, dolomit dan sebagainya.

c.               Berdasarkan penggunaan bahan mentah keramik : Bahan mentah keramik untuk pembuatan badan seperti kaolin, ball clay, kuarsa, dolomit, kapur piropilit dan sebagainya. Bahan mentah keramik untuk pembuatan glasir, seperti bahan mentah untuk pelebur(asam borat, borax, Na₂CO₃, K₂CO₃, BaCO₃, Pb₃O₄, dan sebagainya), sebagai bahan opacifier (SnO₂, ZrO₂ dll), sebagai bahan pewarna (senyawa cobalt, senyawa besi, senyawa nikel, senyawa krom dll)

Pembagian bahan mentah menurut fungsinya dalam komposisi keramik (Mitchel 1975): bahan-bahan pembentuk kerangka atau pengisi (lempung, silika, zirkon, titania, silimanit, bauksit dan sebagainya), bahan-bahan pembentuk gelas atau bahan-bahan pengikat (silika, oksida borat, oksida phosphor, oksida arsen, dan sebagainya), bahan-bahan yang dapat menghasilkan sifat-sifat khusus seperti warna (bahan organik),sensitivity (CdS, AgCl), machinability (produk-produk alumina tinggi, cermet dsb), Bahan-bahan tambang/penolong : air, minyak, bahan-bahan perekat organik, elektrolit, dsb

1.      Mineral lempung

Adalah senyawa-senyawa alumina silikat hidrat, mempunyai butir sangat halus dan merupakan mineral yang dominan dalam lempung.

Kerr membagi mineral lempung menjadi beberapa kelompok, yaitu :

§         Kelompok Kaolin : Kaolinite (Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O), Dickite, Nacrite, Halloysite, Allophane,

§         Kelompok Montmorillonit : Montmorillonit, Reidellite, Montronite, Saponite

§         Kelompok lempung yang mengandung alkali : Metabentonite K₂O-MgO, Mica lempung SiO₂-H₂O dalam jumlah bervariasi (termasuk illit)

2.      Feldpar

Menurut  White Ware  Division, of The American Ceramic Society feldspar  adalah suatu  kelompok mineral  batuan beku yang  terutama terdiri dari   senyawa alumina silikat dari K, Na, dan Ca yang pada umumnya satu  kation basa merupakan kation utama. Feldspar mempunyai rumus umum MZ₄O₈(M adalah kation Na⁺, K⁺, Ca²⁺ ,atau kadang-kadang NH⁺ atau Ba²⁺, Sedangkan Z adalah kation Al³⁺ yang kadang-kadang diganti Si⁴⁺ atau Fe³⁺).

Komposisi kimia dan beberapa   mineral  feldspar   sebagai berikut

Mikroklin:

KalSi₃O₈  dengan komposisi K₂0 16,9% , Al₂O₃ 18,4%, SiO₂ 64,7% dengan stuktur kristal triklinik.

Ortoklas:

KAlSi₃0₈ dengan komposisi seperti mikrolin, sedangkan struktur kristalnya    berbentuk    monoklinik.

Albit:

NaAlSi₃O₈ dengan komposisi Na₂O

11,8%,  AL₂O₃ 19,4%  SiO₂ 68,8% dengan struktur kristal triklinik.

Anortit:

CaAl₂SiO₈ dengan komposisi CaO 20,1%,   Al₂0₃   36,62%,  Si0₂ 43,28%  dengan struktur kristal triklinik.

Berdasarkan warna dan  kekerasannya,  feldspar sukar dibedakan karena sering ditemukan dalam warna yang sama, meskipun jenis mineralnya berbeda;  demikian pula kekerasannya   hampir sama, yaitu antara 6 dan   6,5.

Dari mekanisme reaksi  dalam proses pembuatan keramik halus, dapat  dilihat peranan  feldspar sebagai bahan pelebur.  Feldspar mempunyai titik lunak pada suhu 1250° sampai 1285 °C.  Menurut Steger  titik lunak feldspar lebih  tinggi  dari  pada   titik leburnya.  Hal  ini  dibuktikan bahwa  dibawah titik lunak feldspar  telah  mulai  bereaksi dengan   lenpung  dan  membantu vitrivikasi. Pada kenaikan temperatur, feldspar menjadi  lebih aktif, mula-mula akan melarutkan bahan-bahan  lempung dan  selanjutnya butir-butir kuarsa. Pada temperatur yang lebih  tinggi akan  mulai  terbentuk  mullit. Sifat   barang keramik yang dihasilkan akan dipengaruhi oleh  jenis feldspar yang digunakan. Keramik halus yang dihasilkan  akan padat  tanpa  terjadi perubahan  bentuk apabila sebagai pelebur  digunakan  kalium feldspar, sedangkan jika natrium feldspar   yang  digunakan  maka keramik  yang  dihasilkan  akan mudah  mengalami perubahan  bentuk dan cenderung lebih regas.

Kalsium feldspar meningkatkan fluiditas bahan gelas dan menyebabkan perubahan bentuk, disamping terbentuknya gelembung-gelembung.

Karena  jenis  mineral  feldspar merupakan faktor yang penting dalam   kaitannya  dengan  mutu barang  yang  dihasilkan,  maka kontrol  kualitas bahan  merupakan  tahap  yang  tidak  dapat  diabaikan.

Feldpar ditemukan antara lain di : Bonti Kalimantan Barat, Banjarnegara, Lampung, Sulteng.