Senyawa Alloy ( Campuran Logam )

SENYAWA  ALLOY  ( CAMPURAN LOGAM )

Paduan (Alloy) adalah campuran unsur yang mempunyai sifat-sifat logam, terdiri dari dua atau lebih unsur, dan sekurang-kurangnya satu unsur utamanya adalah logam. Sistem paduan adalah suatu sistem yang terdiri dari semua paduan yang dapat terbentuk dari beberapa unsur dengan semua macam komposisi yang mungkin dapat dibuat. Paduan dapat diklasifikasikan menurut strukturnya, dan sistem paduan diklasifikasikan menurut diagram kesetimbangannya (diagram fasenya). Suatu paduan dapat berupa susunan yang homogen apabila terdiri dari fase tunggal, atau campuran (mixture) apabila terdiri dari beberapa unsur logam.

Fase (phase) adalah bagian dari material, yang homogen komposisi kimia dan strukturnya, dapat dibedakan secara fisik, dapat dipisahkan secara mekanik dari bagian lain material itu. Suatu fase dapat dibedakan dari fase lain dengan melihat keadaan fisiknya, ada fase gas, cair dan padat.

Bagian material dengan komposisi kimia yang berbeda dikatakan dikatakan sebagai fase yang berbeda. Struktur kisi (lattice) juga membedakan satu fase dengan fase lainnya. Logam. yang memiliki sifat allotropi misalnya, setiap bentuk allotropinya merupakan fase tersendiri, walaupun komposisi kimia dan keadaan fisiknya sama.

Paduan dalam keadaan padat mempunyai 3 (tiga) kemungkinan macam fase, yaitu :

1. Logam Murni

Pada kondisi seimbang (equilibrium), suatu logam murni akan mengalami perubahan fase pada suatu temperatur tertentu, perubahan fase dari padat ke cair akan terjadi pada temperatur tertentu, dinamakan titik cair, dan perubahan ini berlangsung pada temeperatur tetap hingga seluruh perubahan selesai.

2. Senyawa (Compound)

Senyawa adalah gabungan dari beberapa unsur dengan perbandingan tertentu dan tetap. Senyawa mempunyai sifat dan struktur yang sama sekali berbeda dari unsur unsur pembentuknya. Senyawa juga mempunyai titik lebur dan titik beku yang tetap, seperti pada logam murni.

Ada tiga macam senyawa yang sering dijumpai, yaitu :

·         Senyawa Intermetalik, biasanya terbentuk dari logam logam yang sifat kimianya sangat berbeda dan kombinasinya mengikuti aturan valensi kimia. Ikatan atom-atomnya sangat kuat (ionik atau kovalen), sehingga sifatnya seperti non-metal, keuletan rendah, konduktifitas listrik juga rendah dan struktur kristalnya kompleks. Contohnya: CaSe, Mg2Pb, Mg2Sn, Cu2Se.

·         Senyawa Interstisi, terbentuk dari logam logam transisi seperti Scandium (Sc), Titanium (Ti), Tantalum (Ta), Wolfram (W), dan besi (Fe) dengan H, O, C, Bo dan N. Kelima unsur ini diameter atomnya sangat kecil sehingga dapat masuk ke dalam kisi kristal logam di atas secara interstisi. Senyawa interstisi bersifat metalik, komposisi kimia mungkin dapat bervariasi dalam daerah yang sempit, titik leburnya tinggi dan sangat keras. Contohnya: Fe3C, TiC, TaC, W2C, Fe4N, CrN, TiH.

·         Senyawa elektron, terbentuk diantara logam logam Cu, Au, Ag, Fe, dan Ni dengan Cd, Mg, Sn, Zn, dan Al. Senyawa ini terjadi dengan komposisi kimia sedemikian rupa sehingga mendekati perbandingan jumlah elektron valensi dengan jumlah atom yang tertentu. Senyawa ini sifatnya sudah mendekati larutan padat, seperti komposisi yang bervariasi, keuletan tinggi, kekerasan rendah. AgCd, AgZn, AuMg, FeAl, Cu2Sn, Ag2Cd.

           Gambar 1. Mekanisme senyawa compound (http://sites.google.com/site/httpwwwdiecastpediacocc/...)

Untuk membentuk  senyawa  fluorida  lithium, sebuah atom  dari  elemen  lithium  menggabungkan  dengan sebuah atom dari unsur fluor. Atom lithium transfer tunggal yang luar shell elektron untuk mengisi kulit terluar atom fluor, menciptakan suatu kation Li + dan F-anion dalam proses. Gaya elektrostatik yang membuat ion lithium dan fluor bersama di fluoride lithium senyawa  ikatan ion.

3. Atomic bond

Obligasi ionik - ionik : Ketika  sebuah elemen  menyerah  atau menerima elektron di kulit terluarnya ION adalah terbentuk Jika elemen menyerahelektron, yang kemudian ditinggalkan dengan di net + 1 biaya, dan disebut ION POSITIF. Contoh :  ikatan ionik dapat dilihat antara lithium dan fluorin :

                            

                              Gambar 2. Ionic Bonding                                                Gambar 3. Covalent Bond

                  (http://sites.google.com/sites/httpwwwdiecastpediacocc/...)

Larutan Padat  (Solid Solution)

Suatu larutan terdiri dari dua bagian, yaitu solute (terlarut) dan solvent (pelarut). Solute merupakan bagian yang lebih sedikit, sedangkan solvent adalah bagian yang lebih banyak.

Ada tiga kemungkinan kondisi larutan, yaitu :

1.      Unsaturated (tidak jenuh), bila jumlah solute yang terlarut masih dibawah jumlah yang mampu dilarutkan oleh solvent pada tekanan dan temperatur tertentu.

2.      Saturated (jenuh), bila jumlah solute yang terlarut tepat mencapai batas kelarutannya dalam  solvent.

3.      Supersaturated (super jenuh), bila jumlah solute yang larut telah melewati batas kelarutannya pada temperatur dan tekanan tertentu.

                      

BEBERAPA CONTOH ALLOY :

      Kuningan

Kuningan adalah paduan logam tembaga dan logam seng dengan kadar tembaga antara 60-96% massa. Dalam perdagangan dikenal 2 jenis kuningan, yaitu:

§  Kawat kuningan (brass wire) kadar tembaga antara 62-95%

§  Pipa kuningan (seamless brass tube) kadar tembaga antara 60-90% (Sumber: Dep.PU, 1985)

§  Plat k

§  Kuningan (brass sheet) kadar tembaga antara 60-90%

Tembaga dalam kuningan membuat kuningan bersifat antiseptik, melewati efek oligodinamis. Contohnya, gagang pintu yang terbuat dari kuningan dapat mendisinfeksi diri dari banyak bakteri dalam waktu 8 jam.^[1] Efek ini penting dalam rumah sakit, dan berguna dalam banyak konteks.

    Baja tahan karat

Baja tahan karat atau lebih dikenal dengan Stainless Steel adalah senyawa besi yang mengandung setidaknya 10,5% Kromiumuntuk mencegah proses korosi (pengkaratan logam). Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksidaKromium, dimana lapisan oksida ini menghalangi proses oksidasi besi (Ferum).

Klasifikasi :

1.     12-14% Kromium(Cr), dimana sifat mekanik bajanya sangat tergantung dari kandungan unsur karbon (C).

2.     Baja dengan pengerasan lanjut, 10-12% Kromium(Cr), 0.12% Karbon (C) dengan sedikit tambahan unsur-unsur Mo, V, Nb, Ni dengan kekuatan tekanan mencapai 927 Mpa dipergunakan untuk bilah turbin gas.

3.     Baja Kromium tinggi, 17%Cr, 2,5% Ni. Memiliki ketahanan korosi yang sangat tinggi. Dipergunakan untuk poros pompa, katup dan fitting yang bekerja pada tekanan dan temperatur tinggi tetapi tidak cocok untuk kondisi asam.

4.     magnet tidak dapat menempel pada bahan stainless steel

    Perunggu

Pedang perunggu, peninggalan dariZaman Perunggu.

Perunggu adalah campuran tembaga dengan unsur kimia lain, biasanya dengan timah, walaupun bisa juga dengan unsur-unsur lain seperti fosfor, mangan, alumunium, atau silikon. Perunggu bersifat keras dan digunakan secara luas dalam industri. Perunggu sangat penting pada masa lampau, bahkan pernah suatu masa disebut sebagai Zaman Perunggu.

 

Sejarah

Ditemukannya perunggu membuat manusia bisa menciptakan benda-benda perunggu yang lebih baik daripada segala benda yang diciptakan pada zaman sebelumnya. Alat-alat, senjata, dan material bangunan lainnya yang dibuat dari perunggu bisa lebih keras dan lebih tahan daripada peralatan sebelumnya yang terbuat dari batu dan tembaga. Pada awalnya perunggu dicampur dengan arsenik untuk membentuk  perunggu arsenik. Berikutnya  timah yang digunakan, dan timah menggantikan posisi arsen di akhir abad ke-3 sebelum masehi. Perunggu timah lebih unggul dibandingkan perunggu arsenik karena proses pembentukan dan pembuatannya lebih mudah. Selain itu, timah juga tidak beracun, jika dibandingkan dengan arsen yang beracun.

Perunggu dari timah yang tertua diperkirakan berasal dari sejak milenium ke-4 sebelum masehi di Susa (Iran) dan beberapa situs kuno lainnya di China, Luristan (Iran) dan Mesopotamia (Iraq).