I. PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Pemakaian benda-benda keramik sudah dimulai sejak 10.000
tahun yang lalu. Hasil penggalian barang kuno di Mesir, terdapat keramik yang
dibuat 5000 tahun sebelum Masehi, dan penggunaan bata merah sudah sejak 3000
tahun sebelum Masehi. Perkembangan keramik di Eropa dimulai pada masa kejayaan
Romawi Yunanai, dan mulai berkembang pesat pada abad 18. Keramik yang terkenal
berasal dari Tiongkok sejak 2600 tahun sebelum Masehi. Keramik dari daerah ini
terkenal di seluruh dunia karena terbuat dari sejenis tanah putih yang dapat
dibakar porselen. Tanah ini disebut dengan tanah Kaolin. Untuk di Indonesia,
perkembangan industri keramik berjalan lambat. Bata merah sudah digunakan sejak
jaman Majapahit dan Sriwijaya. Sampai awal abad 20, industri keramik yang
dominan di Indonesia adalah industri bata dan genteng, ubin merah, alat-alat
sanitair dan pipa tanah. Sedangkan pada bidang keramik halus adalah grabah alat
rumah tangga, pot atau vas bunga, isolator listrik tegangan rendah dan bata
tahan api bata samot. Untuk keramik teknik, Indonesia masih mengimpor dari
Negara lain, terutama dari Amerika misalnya untuk isolator listrik tegangan
menengah dan tinggi, keramik listrik lainnya serta bata tahan api. Kesulitan
yang dihadapi bagi perkembangan keramik halus dan keramik teknik di Indonesia
adalah belum adanya industri pengolahan bahan baku dari alam yang dijadikan
bahan mentah siap pakai.
Keramik diperkirakan sudah tua umutnya,sebagaimana halnya
sejarah keramik diberbagai belahan dunia, seperti China, Jepang, Mesir, Yunani,
Korea, Thailand, Peru, Filipina, Vietnam dan lain sebagainya. Dimana
keterampilan membuat keramik muncul dan tumbuh secara alami, ada yang tumbuh
dalam waktu yang bersamaan tanpa adanya pengaruh hubungan kebudayaan satu
dengan lainnya. Kepandaian membuat keramik dapat dikatakan setua manusia
semenjak mengenal api dan dapat memanfaatkannya. Penemuan teknik membuat
keramik atau pengetahuan mengenai sifat tanah liat yang mengeras setelah
dibakar, diperoleh secara tidak sengaja oleh orang primitif pada zaman
pra-sejarah. Mayer menyatakan bahawa kebanyakan seni primitif dibuat dari kayu,
batu dan tanah liat yang diciptakan untuk beberapa tujuan relegi atau tujuan
praktis (Mayer, 1969)
B.
Tujuan Penulisan
Mengetahui dan memahami kerami, jenis keramik,
sifat keramik dan proses pembuatan keramik.
II. PEMBAHASAN
A.
Pengertian
Keramik berasal
dari bahasa Yunani Keramos yang
berarti peruk atau belanga yang terbuat dari tanah (Astuti, 1997) maka yang disebut dengan produk keramik adalah
mencakup macam-macam produk yang dibuat melalui proses pembakaran. Adapun juga
definisi keramik dari standar ISO adalah lempengan tipis yang dibuat dari
lempungan/ tanah liat dan atau material anorganik lain, biasanya digunakan
untuk melapisi dinding dan lantai, pada umumnya dibentuk dengan cara ekstruksi
(A) atau dipress/ditekan (B) pada suhu ruang, tetapi dapat juga dibentuk dengan proses lain (C), kemudian dikeringkan dena
sesudah itu dibakar pada suhu yang cukup untuk memperoleh sifat-sifat yang
diinginkan, ubin dapat diglasir (GL) atau tanpa glasir (UGL), tidak mudah
terbakar dan tidak dipengaruhi cahaya.
Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua
bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat. Umumnya senyawa keramik
lebih stabil dalam lingkungan termal dan kimia dibandingkan elemennya. Bahan
baku keramik yang umum dipakai adalah felspard, ball clay, kwarsa, kaolin, dan air.
Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur kristal, komposisi kimia dan
mineral bawaannya. Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada
lingkungan geologi dimana bahan diperoleh. Secara umum struktur keramik sangat
rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas. Kurangnya beberapa elektron
bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan
merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek. Disamping itu
keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum
mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.
B.
Bahan Pembuatan Keramik
Pada dasarnya bahan dasar keramik antara lain :
1. Tanah
Liat (lempung)
Tanah liat (lempung) sebagai bahan pokok untuk
pembuatan keramik, merupakan salah satu bahan yang kegunaannya sangat
menguntungkan bagi manusia karena bahannya yang mudah didapat dan pemakaian
hasilnya yang sangat luas. Kira-kira 70% atau 80% dari kulit bumi terdiri dari
batuan merupakan sumber tanah liat. Tanah liat banyak ditemukan di areal
pertanian terutama persawahan. Dilihat dari sudut ilmu kimia, tanah liat
termasuk hidrosilikat alumina dan dalam keadaan murni
mempunyai rumus: Al2O3.2SiO2.2H2O dengan
perbandingan berat dari unsur-unsurnya: Oksida Silinium(SiO2)
47%, Oksida Aluminium (Al2O3) 39%, dan
Air (H2O) 14% (Gatot, 2003 dalam Abdullah, 2005).
Tanah liat memiliki
sifat-sifat yang khas yaitu bila dalam keadaan basah mempunyai sifat
plastis tetapi bila dalam keadaan kering akan menjadi keras, sedangkan bila
dibakar akan menjadi padat dan kuat. Pada umumnya, masyarakat memanfaatkan
tanah liat (lempung) sebagai bahan baku pembuatan bata dan gerabah.
2. Kuarsa
(SiO2 )
Kuarsa (mineral silika) adalah salah satu komponen
utama dalam pembentukan keramik dan banyak terdapat di permukaan bumi (sekitar
60%). Bentuk umum fasa kristal kuarsa adalah tridimit, quartz dan kristobalit,
tergantung pada temperaturnya. Jenis kristal silika yang ada di alam adalah
kuarsa, sedangkan tridimit dan kristobalit jarang dijumpai. Kuarsa memiliki
keplastisan rendah dan titik lebur tinggi sekitar 1728°C, tetapi hasil
pembakarannya kuat dan keras. Bahan baku kuarsa dapat diperoleh dari batuan
atau pasir kuarsa dengan kandungan silika tinggi.
3. Feldspar
Feldspar adalah suatu kelompok mineral yang berasal
dari batu karang yang ditumbuk dan dapat memberikan sampai 25 % flux (pelebur)
pada badan keramik. Bila keramik dibakar, feldspar akan meleleh (melebur) dan
membentuk leburan gelas yang menyebabkan partikel tanah dan bahan lainnya
melekat satu sama lain. Pada saat membeku, bahan ini memberikan kekuatan pada
badan keramik. Feldspar tidak larut dalam air, mengandung alumina,
silika dan flux yang digunakan untuk membuat gelasir
suhu tinggi. Feldspar pada saat ini nerupakan group mineral dengan jumlah
mineral yang paling besar di kerak bumi, membentuk sekitar 60% batuan
terrestrial (Indiani, 2009). Kebanyakan feldspar yang tersedia berupa sodium
feldspar, potassium feldspar dan feldspar campuran. Feldspar kebanyakan
digunakan pada aplikasi-aplikasi industri yang membutuhkan kandungan feldspar
yang berupa alumina dan alkali.
C.
Sifat-Sifat Keramik
Sifat keramik sangat ditentukan oleh
struktur kristal, komposisi kimia dan mineral bawaannya. Oleh karena itu sifat
keramik juga tergantung pada lingkungan geologi di mana bahan diperoleh. 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. Secara
umum sifat keramik meliputi
1.
Keras, kuat, tetapi bersifat getas atau mudah pecah.
2. Tahan terhadap korosi.
3. Kapasitas panas yang baik dan
konduktivitas panas yang rendah.
4. Sifat listriknya dapat menjadi
isolator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor.
5. Dapat bersifat magnetik dan non
magnetik.
D.
Jenis Keramik
Pada prinsipnya keramik terbagi
menjadi dua, yaitu:
1.
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)
2.
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)
Sedangkan
jenis keramik berdasarkan kepadatan dibagi menjadi empat, yaitu:
1.
Gerabah (Earthenware)
Dibuat dari semua jenis bahan
tanah liat yang plastis dan mudah dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum
1000°C. Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh, kasar dan masih
berpori. Agar supaya kedap air, gerabah kasar harus dilapisi glasir, semen atau
bahan pelapis lainnya. Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah apabila
dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin. Bata, genteng,
paso, pot, anglo, kendi, gentong dan sebagainya termasuk keramik jenis gerabah.
Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan warna yang menarik sehingga
menambah kekuatannya.
2.
Keramik Batu (Stoneware)
Dibuat dari bahan lempung plastis
yang dicampur dengan bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi
(1200°-1300°C). Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus dan
kokoh, kuat dan berat seperti batu. Keramik jenis termasuk kualitas golongan
menengah.
3.
Porselin (Porcelain)
Adalah jenis keramik bakaran suhu
tinggi yang dibuat dari bahan lempung murni yang tahan api, seperti kaolin,
alumina dan silika. Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan
bisa tembus cahaya, maka sering disebut keramik putih. Pada umumnya, porselin
dipijar sampai suhu 1350°C atau 1400°C, bahkan ada yang lebih tinggi lagi
hingga mencapai 1500°C. Porselin yang tampaknya tipis dan rapuh sebenarnya
mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya rapat serta keras seperti
gelas. Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu tinggi maka dalam bodi
porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi. Secara teknis keramik jenis ini
mempunyai kualitas tinggi dan bagus, disamping mempunyai daya tarik tersendiri
karena keindahan dan kelembutan khas porselin. Juga bahannya sangat peka dan
cemerlang terhadap warna-warna glasir.
4.
Keramik Baru (New Ceramic)
Keramik yang secara teknis, diproses untuk
keperluan teknologi tinggi seperti peralatan mobil, listrik, konstruksi,
komputer, cerobong pesawat, kristal optik, keramik metal, keramik multi lapis,
keramik multi fungsi, komposit keramik, silikon, bioceramic, dan keramik
magnit. Sifat khas dari material keramik jenis ini disesuaikan dengan keperluan
yang bersifat teknis seperti tahan benturan, tahan gesek, tahan panas, tahan
karat, tahan suhu kejut seperti isolator, bahan pelapis dan komponen teknis
lainnya.
E.
Proses Pembuatan Keramik
Membuat keramik memerlukan teknik-teknik yang khusus dan unik. Hal ini
berkaitan dengan sifat tanah liat yang plastis dimana diperlukan ketrampilan
tertentu dalam pengolahan maupun penanganannya. Membuat keramik berbeda dengan
membuat kerajinan kayu, logam, maupun yang lainnya. Proses membuat keramik adalah rangkaian proses yang panjang yang didalamnya
terdapat tahapan-tahapan kritis. Kritis, karena tahapan ini paling beresiko
terhadap kegagalan. Tahapan proses dalam membuat keramik saling berkaitan
antara satu dengan lainnya. Proses awal yang dikerjakan dengan baik, akan
menghasilkan produk yang baik juga. Demikian sebaliknya, kesalahan di tahapan
awal proses akan mengasilkan produk yang kurang baik juga.
Tahap-tahap
membuat keramik
1.
Pengolahan bahan
Tujuan pengolahan bahan ini adalah untuk
mengolah bahan baku dari berbagai material yang belum siap pakai menjadi badan
keramik plastis yang telah siap pakai. Pengolahan bahan dilakukan dengan cara
manual. Didalam pengolahan bahan ini ada proses-proses tertentu yang harus
dilakukan antara lain pengurangan ukuran butir, penyaringan, pencampuran,
pengadukan (mixing), dan pengurangan kadar air. Pengurangan ukuran butir dapat
dilakukan dengan penumbukan atau penggilingan dengan ballmill. Penyaringan
dimaksudkan untuk memisahkan material dengan ukuran yang tidak seragam. Ukuran
butir biasanya menggunakan ukuran mesh. Ukuran yang lazim digunakan adalah 60 –
100 mesh.
a.
Pencampuran dan pengadukan
Bertujuan untuk mendapatkan campuran bahan
yang homogen/seragam. Pengadukan dapat dilakukan dengan cara manual maupun
masinal dengan blunger maupun mixer.
b.
Pengurangan kadar air
Dilakukan pada proses basah, dimana hasil
campuran bahan yang berwujud lumpur dilakukan proses lanjutan, yaitu
pengentalan untuk mengurangi jumlah air yang terkandung sehingga menjadi badan
keramik plastis. Proses ini dapat dilakukan dengan diangin-anginkan diatas meja
gips atau dilakukan dengan alat filterpress.
c.
Tahap terakhir adalah pengulian. Pengulian dimaksudkan
untuk menghomogenkan massa badan tanah liat dan membebaskan gelembung-gelembung
udara yang mungkin terjebak. Massa badan keramik yang telah diuli, disimpan
dalam wadah tertutup, kemudian diperam agar didapatkan keplastisan yang
maksimal.
2. Pembentukan
Dalam tahap ini, produk keramik dibentuk
menggunakan bantuan cetakan/mold yang terbuat dari gipsum.. Pada teknik cetak
padat bahan baku yang digunakan adalah badan tanah liat plastis sedangkan pada
teknik cetak tuang bahan yang digunakan berupa badan tanah liat slip/lumpur.
3. Pengeringan
Setelah keramik selesai dibentuk, maka
tahap selanjutnya adalah pengeringan. Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk
menghilangkan air plastis yang terikat pada badan keramik. Ketika badan keramik
plastis dikeringkan akan terjadi 3 proses penting: (1) Air pada lapisan
antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan, menguap, sampai akhirnya
partikel-partikel saling bersentuhan dan penyusutan berhenti; (2) Air dalam
pori hilang tanpa terjadi susut; dan (3) air yang terserap pada permukaan
partikel hilang. Tahap-tahap ini menerangkan mengapa harus dilakukan proses
pengeringan secara lambat untuk menghindari retak/cracking. Proses yang terlalu
cepat akan mengakibatkan keretakkan dikarenakan hilangnya air secara tiba-tiba
tanpa diimbangi penataan partikel tanah liat secara sempurna, yang
mengakibatkan penyusutan mendadak.Cara yang dilakukan untuk menghindari
pengeringan yang terlalu cepat, pada tahap awal benda keramik diangin-anginkan
pada suhu kamar. Setelah tidak terjadi penyusutan, pengeringan dilakukan dengan
mesin pengering.
4. Pembakaran
Pembakaran
merupakan inti dari pembuatan keramik dimana proses ini mengubah massa yang
rapuh menjadi massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran dilakukan dalam
sebuah tungku/furnace suhu tinggi. Ada beberapa parameter yang mempengaruhi
hasil pembakaran: suhu sintering/matang, atmosfer tungku dan tentu saja mineral
yang terlibat. Pada pembakaran dikenal istilah Pembakaran biscuit. Pembakaran
biskuit merupakan tahap yang sangat penting karena melalui pembakaran ini suatu
benda dapat disebut sebagai keramik. Biskuit (bisque) merupakan suatu istilah
untuk menyebut benda keramik yang telah dibakar pada kisaran suhu 700 – 1000oC.
Pembakaran biskuit sudah cukup membuat suatu benda menjadi kuat, keras, kedap
air.
III. PENUTUP
A. Kesimpulan
1.
Keramik adalah lempengan tipis yang dibuat dari lempungan/ tanah liat dan
atau material anorganik lain, biasanya digunakan untuk melapisi dinding dan
lantai.
2.
Bahan pembuatan keramik adalah tanah liat, kuarsa, feldsper
3. Jenis keramik ada dua, yaitu Keramik
tradisional dan keramik halus. Sedangkan menurut kepadatan ada empat, yaitu
gerabah, keramik batu, porselen, keramik baru
4. Keramik
memiliki sifat Keras, kuat, tetapi bersifat
getas atau mudah pecah. Tahan terhadap korosi. Kapasitas panas yang baik dan
konduktivitas panas yang rendah. Sifat listriknya dapat menjadi isolator,
semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor. Dapat bersifat magnetik dan non
magnetik.
5. Proses pembentukan bahan keramik antara lain,
yaitu pengolahan bahan, pembentukan, pengeringan, dan pembakaran.
Sangat bermanfaat ilmu keramik
BalasHapusTerima kasih atas apresiasi nya Risma :)
BalasHapus