Bahan Mentah Glasir

Bahan mentah glasir dipilih menurut temperatur lebur dalam pembakaran dan dipersiapkan sebagaimanamestinya sehingga diperoleh selang penggunaan yang cukup luas. Glasir dipandang sebagai campuran bahan silikat dengan beberapa bahan pelebur untuk melelehkan bahan silikat sebagai batuan yang mengandung silika, quartz pada temperatur yang diinginkan.

·   Material silikat,

Komposisi utama dari tanah dan batuan yang membentuk kerak bumi tersusunn dari silika (SiO₂) dalam bentuk batuan silika sekitar 97%. Batuan silikat adalah material yang sangat penting untuk bodi porselin. Biasanya bodi porselin mengandung kaolin dan  felspar masing-masing sampai 30% dan batuan silika sampai 40%. Didalam glasir bahan silika sebagai batuan silika perlu ditambahkan bahan lain. Disamping batuan silika, bahan-bahan  sumber silika  yaitu pasir silika, tanah diatomae dan abu sekam padi dapat digunakan. Karena abu jerami mengandung 80% silika, sering digunakan untuk membuat barang kerajinan sebagai bahan glasir. Lagipula abu jerami atau abu kulit padi dalam glasir menghasilkan glasir opak tergantung pada jumlahnya dalam glasir.Di beberapa tempat dalam bahasa lokal, batuan silika disebut “giyaman” yang berarti gelas atau barang gelas. Batuan silika adalah batuan yang sangat keras tetapi menjadi rapuh setelah dibakar dan mudah dihancukan.

Temperatur lunak (ketahan apian) dari batuan silika sebagian besar SK. 35-36 (1770 – 1790^oC). Bila beberapa jenis pelebur ditambahkan pada batuan silika dengan jumlah yang sesuai maka batuan silika mengalami vitrifikasi pada temperatur lebih rendah. Untuk mencegah terjadi retak-retak pada glasir, batuan silika ditambahkan dalam jumlah yang tepat, tetapi bila ditambahkan berlebih retak-retak glasir bertambah.

·   Feldspar,

Adalah bahan utama sebagai pelebur bodi porselin dan glasir (termasuk glasir temperatur tinggi selain glasir porselin). Feldspar merupakan unsur utama dalam batuan yang berada sebagai mineral penyubur tanah yang terdapat pada lapisan kedua setelah batubara. Feldspar jarang ditemukan secara terpisah dari batuan lain karena umumnya merupakan kandungan dalam granit atau batuan lain.

Feldspar digolongkan dalam orthoklas(potasfeldspar), albite, anorthite tetapi kebanyakan feldspar sebagai potas feldspar. Sangat jarang feldspar dalam keadaan murni. Feldspar yang murni, biasanya berada dalam larutan padat(phase crystallin, dengan komposisi yang dapat bervariasi) yang komposisi kimianya hampir tidak pernah konstan.

Feldspar murni mempunyai formula kimia sebagai berikut:

Orthoclase           K₂O  Al₂O₃  6 SiO₂

Albite                   Na₂O Al₂O₃  6 SiO₂

Anorthite             C₂O  Al₂O₃  2 SiO₂

Dari formula diatas, ratio oksidanya adalah sebagai berikut :

                                 Potash feldspar       Soda feldspar         Anorthite

Silica        (SiO₂)              64,8%                          68,7%              43,2%

Alumina   (Al₂O₃)            18,3                             19,5                 36,6

Potash      (K₂O)              16,9                                -                       -

Soda        (Na₂O)                -                                   -                       -

Lime        (CaO)                 -                                   -                    20,2

Temperatur lunak feldspar adalah sekitar 1250^oC (utamanya orthoclase). Untuk porselin biasa (dibakar pada 1250-1300^oC), 35-40% feldspar ditambahkan dengan batuan silika, batu kapur dan sejumlah kecil kaolin. Untuk glasir abu yang mengandung abu kayu 50-90%  feldspar ditambahkan pada glasir tergantung pada tipe abu. Dalam hal menggunakan china stone sebagai material utama, feldspar dapat ditambahkan atau tidak.

Feldspar digunakan sebagai material alkali pada glasir temperatur tinggi dan hanya pada penambahan dengan jumlah yang tepat  pada batu kapur atau abu kayu yang menghasilkan glasir. Jika feldspar (sebagai material alkali) adalah komponen utama susunan  basa yakni glasir glasir mengandung banyak feldspar, hingga glasir mudah berubah menjadi opak.

·   Lithia (material alkali)

Lithium harganya mahal, tetapi memiliki sifat-sifat menguntungkan karena sifat peleburnya sangat kuat sehingga sering digunakan. Lithium  adalah logam alkali yang kuat. Sifat-sifat kimianya hampir sama dengan natrium dan kalium. Berat atom natrium (Na) 23, kalium (K) 39 dan sebaliknya lithium (Li) hanya  6,94.

Secara teoritis penggantian 1 bagian lithium karbonat dengan 3-5 bagian natrium karbonat atau kalium karbonat tidak menyebabkan perubahan perbandingan volume.

Karena tenaga pelebur Li sangat kuat jumlah kapur, alumina, silika (kaolin dan batuan silika sebagai bahan mentah) dapat ditambah dibandingkan dengan campuran tanpa Li dalam galsir alkali mentah.

Warna biru dengan Cu (pembakaran oksidasi) lebih indah dan stabil dalam glasir alkali yang mengandung Li. Bahkan penambahan sedikit Li, yaitu 0,5% dapat merubah kemampuan mengalir dan tegangan permukaan glasir yang dapat mengurangi lubang jarum dan memberikan sifat glos yang lebih baik.

·   Bahan mentah Calcareous (CaO)

Batu kapur mewakili material Calcareous, yang berguna sebagai bahan pelebur glasir temperatur tinggi dan juga bagian dari glasir rendah pada glasir-glasir yang di frit. Abu kayu mengandung 20-50% CaO tergantung pada jenis pohon kayu dan sejumlah kecil alkali, karena itu pada daerah yang masyarakatnya produsen keramik stoneware dan keramik seni, sangat  sering menggunakan abu kayu.

Batu kapur tersusun dari kalsium karbonat, dalam keadaan murni adalah CaCO₃,  dengan kandungan 56 CaO dan 44% CO₂. Sebagai sumber CaO selain batu kapur adalah calsite, marble, flourite dan sebagainya. Dolomit digunakan sebagai material pelebur dan tersusun dari magneium kabonatbdan kalsium karbonat, yang mempunyai formula kimia dinyatakan sebagai CaCO₃. MgCO₃.

Abu tulang digunakan untuk bodi dan glasir yang husus. Abu tulang dibuat dari pembakaran dan penghancuran tulang sapi yang tersusun dari 80% kalsium pospat, 8% senyawa kalsium. Glasir mengandung banyak kapur dengan komponen basa alkali (sebagian besar feldspar dalam glasir temperatur tinggi)  dan kapur, adalah sangat transparan dan viskositas rendah, karenanya setelah lebur mudah masuk dalam bodi dan bereaksi dengan bodi dibandingkan tipe glasir lainnya.

·   Bahan mentah pelebur lainnya,

Sebagai bahan pelebur untuk glasir selain feldspar dan material “calcareous”  sebagian dapat digunakan mineral magnesia. Talk mengandung 30% atau lebih magnesia (MgO) dapat ditambahkan sampai 10% MgO pada glasir porselin untuk mencegah retak-retak glasir dan meningkatkan derajat putih. Dalam hal glasir besi magnesia (MgO) sering berpengaruh pada penampakan glasir. Selain dari MgO barium karbonat dan bunga seng (zinc flower) juga digunakan untuk pelebur atau bahan opasifikator untuk glasir temperatur tinggi.

·   Abu kayu,

   Abu dari bahan bakar yang menempel pada barang selama pembakaran dengan silika membentuk lapisan penutup sebagai glasir. Ini dinamakan glasir alam. Barang-barang jenis ini dibakar pada temperatur lebih dari 1200^oC dalam waktu yang cukup lama.

Klasifikasi glasir

Glasir dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

·   Berdasarkan Temperatur Pembakaran

-    Glasir temperatur tinggi (glasir stoneware, glasir porselin) : glasir feldspar, glasir kapur, glasir magnesium-kapur, glasir barium-kapur, glasir strontium-kapur, glasir abu, glasir garam, glasir bristol dan sejenisnya

-    Glasir temperatur rendah (glasir gerabah halus, glasir gerabah kasar) : glasir timbal, glasir soda, glasir asam borium, glasir frit dan sebagainya.

·   Berdasarkan Jenis badan yang diglasir : glasir gerabah, glasir porselin.

·   Berdasarkan Kedaan pembakaran : glasir dibakar oksidasi, glasir dibakar reduksi.

·   Berdasarkan Kekerasan glasir : glasir lunak, glasir keras.

·   Berdasarkan Warna glasir : glasir tidak berwarna (glasir dasar, termasuk glasir putih), glasir  berwarna.

·   Berdasarkan Sifat glasir : glasir mengkilap, glasir mat, glasir transparan, glasir opak, glasir semi transparan, glasir luster, glasir pecah seribu.

·   Berdasarkan Ukuran kristal : glasir kristal halus, glasir kristal, glasir kristal besar.

·   Berdasarkan Kandungan timbal dalam glasir : glasir tanpa timbal, glasir timbal.

·   Berdasarkan Kandungan frit dalam glasir : glasir mentah, glasir frit

Klasifikasi glasir temperatur tinggi dalam hubungannya dengan komposisi, termasuk glasir dengan atau tanpa warna, transparan, mat dan opak. Sifat tersebut juga dipengaruhi oleh sifat bahan pelebur dalam komposisi glasir. Jadi merupakan hal yang sangat tepat membuat klasifikasi glasir berdasarkan jenis bahan pelebur dalam glasir, sebagai berikut :

·   Glasir feldspar,

·   Glasir kapur,

·   Glasir magnesium-kapur,

·   Glasir talk-magnesium-kapur,

·   Glasir barium-kapur,

·   Glasir seng(bristol)-kapur,

·   Glasir abu

Pengertian Glasir keramik

Adalah campuran yang terdiri dari bahan silikat membentuk lapisan tipis gelas pada permukaan keramik pada kondisi pembakaran tertentu . Sifat fisika kimia glasir sama dengan gelas yaitu keras, sedikit larut atau tidak larut, kecuali dalam asam atau basa kuat. Glasir dapat dikikis oleh asam florida tetapi tidak dapat dilalui benda gas atau cair.

Penerapan glasir atau lapisan sejenis pada barang-barang keramik kecuali untuk penampilan, bertalian dengan terpenuhinya kebutuhan sebagai berikut :

a.       Glasir membuat keramik menjadi kedap gas atau cairan, sekaligus membuat badan keramik menjadi lebih kuat.

b.      Glasir membentuk lapisan artistik yang indah dan menutup cacat badan keramik serta menghasilkan efek dekoratif.

Karakteristik glasir dengan  kristal tidak makroskopik mempunyai sifat gloss dengan kelakuan sedikit berbeda terhadap sinar datang. Glasir dengan gloss tinggi memantulkan sinar dengan kuat. Sifat pemantulan cahaya pada glasir mat adalah rendah dan kebanyakan glasir memiliki sifat pemantulan sedang, tetapi glasir mat dengan kristal dan bahan-bahan mengandung kristal merupakan suatu kekecualian.

Jenis Produk keramik

·      Earthenware dibakar pada suhu sekitar 1000-1100^oC, kadang lebih rendah dari 1000^oC  atau lebih tinggi dari 1100^oC tetapi jarang diatas 1250^oC. Karena dibakar pada suhu rendah maka glasir yang digunakan biasanya timbal, borax dan sering didekorasi dengan warna-warna terang. Secara fisik bahan earthenware bervariasi antara barang satu dengan lainnya, kadang halus kadang kasar, bisa merah, coklat, pink, krem atau putih. Karena dibakar pada suhu menengah sampai rendah maka dibandingkan dengan bahan lainnya, bahan eathenware bersifat lunak,  secara mekanik lemah dan porositas tinggi, biasanya lebih dari 10%. Karena alasan ini barang dibuat tebal.

·      Stoneware dibakar pada suhu sekitar 1250-1350^oC dan kebanyakan pada suhu 1250-1300^oC. Karena suhu tinggi maka diglasir dengan  glasir kapur-felspar. Sama halnya dengan earthenware, stoneware juga berbeda antara barang yang satu dengan lainnya dari warna dan tekstur, tetapi karena suhu bakar tinggi bahan stoneware lebih keras, secara mekanik lebih kuat dan kurang porous dibandingkan dengan earthenware, biasanya antara 2-5%.

Porselin dibakar pada suhu bakar stoneware tetapi perbedaan yang signifikan terletak pada warna bahan yang putih bersih atau putih gading dan mempunyai sifat translusen karena pada suhu bakar tersebut bahan mengalami vitrifikasi penuh.

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.

Sifat keramik

sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan jenis keramik adalah britle atau rapuh, hal ini dapat kita lihat pada keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah, gelas, kendi, gerabah dan sebagainya, coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik bandingkan dengan piring dari logam, pasti keramik mudah pecah, walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu, terutama jenis keramik hasil sintering, dan campuran sintering antara keramik dengan logam. sifat lainya adalah tahan suhu tinggi, sebagai contoh keramik tradisional yang terdiri dari clay, flint dan feldfar tahan sampai dengan suhu 1200 C, keramik engineering seperti keramik oksida mampu tahan sampai dengan suhu 2000 C. kekuatan tekan tinggi, sifat ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang keramik terus berkembang

Klasifikasi Keramik

Pada prinsipnya keramik terbagi atas:

 Keramik tradisional

Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory).

Keramik halus

Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO,dll). Penggunaannya: elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis. (Joelianingsih, 2004)