Apa yang dimaksud dengan material aluminum?

Aluminum merupakan logam non-ferrous yang paling banyak digunakan, atau berada dibawah besi dan baja secara keseluruhan. Aluminum ditemukan oleh Sir Humphrey Davy pada tahun 1809 sebagai unsure dan kemudian direduksi pertama kali sebagai logam oleh H.C Oersted, kemudian Hall dan Heroult berhasil memisahkan logam aluminum dengan alumina. Proses Hall-Heroult sampai saat ini masih digunakan untuk memproduksi aluminum. Aluminum banyak digunakan pada aplikasi industri, khususnya industri manufaktur, karena aluminum merupakan jenis logam ringan, sangat mudah dikombinasikan dengan unsur lain ( alloying ) untuk menghasilkan karakteristik tertentu, seperti sifat mekanis, sifat mampu mesin ( machinability ), ketahanan korosi, sifat mampu cor ( castability ), dan ketahanan terhadap hot tear .

Aluminum secara garis besar digolongkan dalam dua kategori yaitu wrought aluminum dan cast aluminum. Kedua kategori tersebut dapat dibagi lagi menjadi kategori yang dapat di heat treatment dan dapat di work hardening. Pada wrought aluminum dan cast aluminum sifat-sifatnya ditentukan oleh unsur-unsur paduan yang ada pada aluminum tersebut. Unsur-unsur tersebut diantaranya :

  • Unsur paduan utama, didefinisikan sebagai elemen yang mengontrol kemampucoran dan sifat-sifat aluminum, yaitu Si, Mg, Cu, Mn.
  • Unsur paduan minor, berfungsi untuk mengontrol perilaku solidifikasi, modifikasi struktur, memperbaiki frasa primer, memperluas ukuran dan bentuk butir, meningkatkan pembentukan fasa, dan mengurangi oksidasi. Unsur-unsur tersebut antara lain Ti, Cr, B, Pb.
  • Elemen pengotor, mempengaruhi kemampucoran dan pembentukan insoluble phases , yang dapat membatasi maupun meningkatkan sifat yang diinginkan

    Gambar : Sifat-Sifat Logam Aluminum (Sumber : Adiyatma 2010)

Referensi :

Adiyatma AI. 2010. Pengaruh magnesium terhadap proses electroless plating pada partikel penguat Al2O3 [skripsi]. Depok (ID) : Fakultas Teknik Program Studi Teknik Metalurgi dan Material.

1 Like

ALUMINIUM

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

Sifat bahan korosi dari aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan aluminium oksida (Al2O3) pada permukaan aluminium. Lapisan ini membuat Al tahan korosi tetapi sekaligus sukar dilas, karena perbedaan melting point (titik lebur).
Aluminium umumnya melebur pada temperature ± 600 derajat C dan aluminium oksida melebur pada temperature 2000oC.

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
Dalam keadaan murni aluminium terlalu lunak, kekuatannya rendah untuk dapat dipakai pada berbagai keperluan teknik.
Dengan pemaduan teknik (alloying), sifat ini dapat diperbaiki, tetapi seringkali sifat tahan korosinya berkurang demikian pula keuletannya.
Sedikit mangan, silicon dan magnesium, masih tidak banyak mengurangi sifat tahan korosinya, tetapi seng, besi, timah putih, dan tembaga cukup drastic menurunkan sifat tahan korosinya.

Paduan aluminium dapat dibagi menjadi 2 kelompok:

  1. Aluminium wronglt alloy (lembaran)
  2. Aluminium costing alloy (batang cor)

https://gabunganteknik.wordpress.com/tag/sifat-aluminium/

  • Adapun sifat-sifat Aluminium antara lain sebagai berikut:

a) Ringan

Memiliki bobot sekitar 1/3 dari bobot besi dan baja, atau tembaga dan banyak digunakan dalam industri transportasi seperti angkutan udara.

b) Tahan terhadap korosi

Sifatnya durabel sehingga baik dipakai untuk lingkungan yang dipengaruhi oleh unsur-unsur seperti air, udara, suhu dan unsur-unsur kimia lainnya, baik di ruang angkasa atau bahkan sampai ke dasar laut.

c) Kuat

Aluminium memiliki sifat yang kuat terutama bila dipadu dengan logam lain. Digunakan untuk pembuatan komponen yang memerlukan kekuatan tinggi seperti: pesawat terbang, kapal laut, bejana tekan, kendaraan dan lain-lain.

d) Mudah dibentuk

Proses pengerjaan Aluminium mudah dibentuk karena dapat disambung dengan logam/material lainnya dengan pengelasan, brazing, solder, adhesive bonding, sambungan mekanis, atau dengan teknik penyambungan lainnya.

e) Konduktor listrik

Aluminium dapat menghantarkan arus listrik dua kali lebih besar jika dibandingkan dengan tembaga. Karena Aluminium tidak mahal dan ringan, maka Aluminium sangat baik untuk kabel-kabel listrik overhead maupun bawah tanah (Surdia, T. 1992).

f) Konduktor panas

Sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada mesin-mesin/alat-alat pemindah panas sehingga dapat memberikan penghematan energi.

g) Memantulkan sinar dan panas

Aluminium dapat dibuat sedemikian rupa sehingga memiliki kemampuan pantul yang tinggi yaitu sekitar 95% dibandingkan dengan kekuatan pantul sebuah cermin. Sifat pantul ini menjadikan Aluminium sangat baik untuk peralatan penahan radiasi panas.

h) Non magnetik

Aluminium sangat baik untuk penggunaan pada peralatan elektronik, pemancar radio/TV dan lain-lain. Dimana diperlukan faktor magnetisasi negatif.

Sinonim Aluminium oksida
Rumus Molekul Al2O3
Berat Molekul 101,96
Deskripsi Berbentuk serbuk berwarna putih
Densitas 3,97 g /cm3
Kelarutan dalam air Tidak larut dalam air
Titik didih ~ 3000 °C
Titik leleh 2054 °C
Kapasitas panas 79,04 J / mol . K
ΔHfo solid – 1675,7 kJ / mol

Sumber: https://trihastacorp.wordpress.com/2014/06/23/proses-pembuatan-alumunium/amp/

1 Like

Bagaimanakah prinsip dan tahapan dari proses Hall-Heroult untuk mendapatkan logam Al dari alumina?
Selain itu, bagaimanakah mengatasi lapisan oksida Al pada permukaannya yang menyebabkan Al menjadi sukar untuk dilas?

Pengolahan aluminium menjadi aluminium murni dapat dilakukan melalui dua tahap yaitu:

1. Tahap pemurnian bauksit sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina)
Tahap pemurnian bauksit dilakukan untuk menghilangkan pengotor utama dalam bauksit. Pengotor utama bauksit biasanya terdiri dari SiO2, Fe2O3, dan TiO2. Caranya adalah dengan melarutkan bauksit dalam larutan natrium hidroksida (NaOH), Al2O3 (s) + 2NaOH (aq) + 3H2O(l) —> 2NaAl(OH)4(aq) Aluminium oksida larut dalam NaOH sedangkan pengotornya tidak larut. Pengotor-pengotor dapat dipisahkan melalui proses penyaringan. Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan gas CO2 dan pengenceran. 2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) —> 2Al(OH)3(s) + Na2CO3(aq) + H2O(l) Endapan aluminium hidroksida disaring,dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh aluminium oksida murni (Al2O3) 2Al(OH)3(s) —> Al2O3(s) + 3H2O(g)

2. Tahap peleburan alumina
Tahap peleburan alumina dengan cara reduksi melalui proses elektrolisis menurut proses Hall-Heroult. Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode. Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950 oC. Sebagai anode digunakan batang grafit.

proses-hall

Pada aluminium terdapat pengaruh elemen paduan, seperti besi membuat alumunium mejnadi keras dan getas; timah hitam membuatnya bergelembung tapi memudahkan pengerjaan; tembaga meninggikan kekerasan; magnesium memperbaiki kekuatan dan kemudahan pengerjaan; antimony dan titan ketahanan terhadap air laut dan mangan meninggikan kekuatan dan anti karat.
Paduan alumunium diklaifikasikan dalam berbagai standar oleh berbagai Negara didunia, yang sangat
terkenal adalah Standart Alumunium Association (AA) di amerika yang didasarkan atas standar terdahulu.
Paduan alumunium dapat dklasifikasikn dalam tiga cara, yaitu berdasarkan pembuatan dengan klasifkasi paduan cor dan paduan tempa, berdasarkan perlakuan panas dengan klasifikasi dapat dan tidak dapat dipanaskan dan cara ketiga yang berdasarkan unsur-unsur paduan. Berdasarkan klasifikasi ketiga ini alumunium dibagi dalam tujuh jenis, yaitu : jenis Al-murni, jenis Al-Cu, jenis Al-Mn jenis Al-Si, jenis Al-Mg, jenis Al-Mg-
Si, jenis Al-Zn. Berikut ini masing-masing sifatnya, yaitu :

  1. Jenis Al-murni
    Jenis ini adalah alumunium dengan kemurnian antara 99,0% dan 99,9%. Alumunium dalam seri ini sifatnya baik dalam tahan karat, konduksi panas dan konduksi listrik. Hal yang kurang menguntungkan adalah kekuatannya rendah.
  2. Jenis paduan Al-Cu
    Jenis paduan Al-Cu adalah paduan alumunium yang mengandung tembaga 4,5%, jenis yang dapat diperlaku panaskan. Dengan melalui pengerasan endap atau penyepuhan sifat mekanik paduan ini
    dapt menyamai sift dari baja lunak, seperti memiliki kekuatan tinggi, mudah dikerjakan karena memiliki sifat-sifat mekanik dan mampu mesin yang baik tetapi daya tahan korosinya rendah bila dibandingkan dengan jenis paduan yang lainnya serta mampu cornya agak jelek. Paduan ini biasanya digunakan pada kontruksi keling dan banyak sekali digunakan dalam kontruksi pesawat terbang seperti duralumin (2017) dan super duralin (2024).
  3. Jenis paduan Al-Mn
    Paduan ini adalah jenis yang tidak dapat diperlaku-panaskan sehingga penaikan kekuatannya hanya dapat diusahakan melalui pengerjaan dingin dalam proses pembuatannya. Bila dibandingkan dengan jenis Al-murni paduan ini mempunyai sifat yang sama dalam hal daya tahan korosi dan kekuatan jenis paduan ini lebih unggul dari pada jenis Al-murni. Biasanya digunakan di industri kimia dan industry bahan pangan.
  4. Jenis paduan Al-Si
    Paduan Al-Si termasuk jenis yang tidak dapat diperlaku-panaskan. Pada paduan yang mengndung Si 8% pada struktur mikronya terdapat primarydendrit (α) dan dikelilingi oleh campuran eutektik antara Al-Si. Pada paduan yang mengandung Si 12% struktur mikro paduan seluruhnya terdiri dari fasa eutektik. Jenis ini dalam keadaan cair mempunyai sifat mampu alir yang baik dan dalam proses pembekuannya hampir tidak terjadi retak, meningkatkan kemampun cetak alumunium dan mengurangi korosi. Karena sifat-sifatnya, maka paduan jenis Al-Si banyak digunakan sebagai bahan atau logam las dalam pengelasan paduan alumunium baik paduan cor maupun paduan tempa.
  5. Jenis paduan Al-Mg
    Paduan alumunium yang mengandung magnesium sekitar 4% atau 10%. Jenis ini termasuk paduan yang tidak dapat diperlaku-panaskan dan lebih sulit dituang tetapi mempunyai sifat yang baik dalam daya tahan korosi, terutama korosi air laut dan alkalis serta memiliki kekuatan yang tinggi. Jenis ini mempunyai kekuatan tarik diatas 30 kgf/mm2 perpanjangan diatas 12 % setelah perlakuan panas. Paduan ini disebut hidronalium dan paduan Al-Mg banyak digunakan tidak hanya dalam konstruksi umum, tetapi juga tangki-tangki gas penyimpanan gas alamcair dan oksigen cair.
  6. Jenis paduan Al-Mg-Si
    Paduan ini termasuk dalam jenis yang dapat diperlaku-panaskan dan mempunyai sifat daya sangat tahan korosi yang cukup dan penghantar listrik yang sangat baik. Paduan alumunium dengan Si 7-9 dan Mg 0,3-1,7 dikeraskan dengan pengerasan prespitasi dimana terjadi prespitasi Mg2Si, sehingga sifat-sifat mekaniknya dapat diperbaiki. Paduan ini dinamakan silumin gama dan dipakai untuk rumah-rumah, tromol rem, dan sebagainya. Sifat yang kurang baik dari paduan ini adalah terjadinya pelunakan pada daerah las sebagai akibat dari panas pengelasan yang timbul.
  7. Jenis paduan Al-Zn
    Paduan ini termasuk jenis yang dapat diperlaku-panaskan. Biasanya ke dalam paduan pokok Al-Zn ditambahkan Mg, Cu, dan Cr. Kekuatan tarik yang dapat dicapai lebih dari 50 kg/mm2, sehingga
    paduan ini dinamakan juga ultra duralumin. Berlawanan dengan kekuatan tariknya, sifat mampu las
    dan daya tahan korosinya kurang menguntungkan. Dalam waktu akhir-akhir ini paduan Al-Zn-Mg
    mulai banyak digunakan dalam konstruksi las, karena jenis ini mempunyai sifat mampu las dan daya tahan korosi yang lebih baik dari pada paduan dasar al-Zn
1 Like

Dalam industri makanan dan minuman,aluminium biasanya sering digunakan sebagai kemasan/pembungkus makanan dan minuman, sebagai contoh, kaleng minuman ringan, kaleng untuk buah atau manisan buah, cetakan kue yang dilapisi aluminium foil dan aluminium foil yang langsung digunakan untuk pembungkus makanan. Kemasan ini
hanya digunakan untuk sekali pakai dan langsung dibuang menjadi sampah, sehinggga akan menambah jumlah sampah yang sudah ada. Oleh karena itu dicoba untuk
mengolah sampah tersebut dengan cara mengambil kembali (recovery) kandungan aluminium yang terdapat dalam kemasan tersebut dalam bentuk alumina (Al2O3), sehingga dapat digunakan kembali sebagai logam atau sebagai senyawa aluminiumnya.
Aluminium oksida adalah oksida amfoter dengan rumus kimia Al2O3. Hal ini umumnya disebut sebagai alumina, atau korundum dalam bentuk kristalnya, serta banyak nama lainnya, mencerminkan terjadinya secara luas di alam dan industri. Penggunaan yang paling signifikan adalah dalam produksi logam aluminium, meskipun juga digunakan sebagai bahan abrasif karena sifat kekerasannya dan sebagai refraktor karena bahan untuk titik lebur yang tinggi.
Alumina juga digunakan sebagai insulator (penghambat) panas dan listrik yang baik. Alumina berperan penting dalam ketahanan logam aluminium terhadap perkaratan dengan udara. Logam aluminium sebenarnya amat mudah bereaksi dengan oksigen di udara. Aluminium bereaksi dengan oksigen membentuk aluminium oksida (alumina), yang terbentuk sebagai lapisan tipis yang dengan cepat menutupi permukaan aluminium. Lapisan ini melindungi logam aluminium dari oksidasi lebih lanjut.Ketebalan lapisan ini dapat ditingkatkan melalui proses anodisasi. Beberapa alloy (paduan logam), seperti perunggu aluminium, memanfaatkan sifat ini dengan menambahkan aluminium pada alloy untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi.

1 Like

Aluminium diperoleh dengan elektrolisis lelehan bauksit Al2O3 dalam kriolit cair Na3AlF6. Kriolit cair diperlukan untuk menurunkan titik leleh bauksit. Proses pembuatan aluminium dikenal dengan proses Hall , karena cara ini ditemukan oleh Charles Martin Hall (1863 - 1914) pada tahun 1886.
Proses Hall meliputi dua tahap, yaitu sebagai berikut.

a) Pemurnian Al2O3 dari bauksit

Ke dalam bauksit ditambahkan larutan NaOH pekat sehingga Al2O3 larut sedangkan zat lain tidak larut.

Al2O3(s) + 2NaOH(aq) → 2NaAlO2(aq) + H2O( l )
Larutan NaAlO2 diasamkan sehingga terbentuk endapan Al(OH)3.

NaAlO2(aq) + H2O( l ) + HCl(aq) → Al(OH)3(s) + NaCl(aq)
Endapan Al(OH)3 disaring kemudian dipanaskan sehingga terurai menjadi Al2O3 dan uap air.
|Al(OH)3(s)|→|Al2O3(s) + 3H2O(g)|
b) Elektrolisis Al2O3 dengan kriolit cair

Al2O3 murni dicampur dengan kriolit Na3AlF6 untuk menurunkan titik leleh Al2O3. Dinding bejana untuk elektrolisis terbuat dari besi yang dilapisi grafit sekaligus sebagai katoda. Sebagai anodanya digunakan batang-batang karbon yang dicelupkan ke dalam campuran. Larutan Al2O3 dalam kriolit dimasukkan ke dalam sel Hall-Heroult, kemudian dialiri listrik. Ion Al3+ direduksi di katoda menjadi Al cair dan ion O2– dioksidasi di anoda menjadi gas oksigen.

Reaksi yang terjadi:

Al2O3( l ) → 2Al3+( l ) + 3O2–( l )
Gas oksigen yang terbentuk dapat bereaksi dengan anoda karbon membentuk CO2 sehingga anoda semakin habis dan pada suatu saat harus diganti.

izin bertanya ka, proses heat treatment dan work hardening yang paling cocok untuk alumunium kira kira apa aja tuh ka, kan yang saya tau ada banyak ya jenis dari proses proses tersebut
terimakasih ka