TEKNIK MATERIAL

MENGENAL ALUMINIUM Aluminium (atau aluminum, alumunium, dan

almunium) dalam sistem periodik ialah unsur kimia yang terletak pada golongan 13 periode 3. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13.

STRUKTUR ATOMJumlah Aras tenaga: 3

Aras tenaga Pertama: 2

Aras tenaga Ke dua : 8

Aras tenaga Ketiga: 3

DATA TEKNIS Lambang : Al

Nomor-Atom : 13

Massa-Atom : 26.981539 amu

Titik-Lebur : 660.37 ° C (1220.666 ° F)

Mendidih Titik : 2467.0 ° C (4472.6 ° F)

Jumlah Protons/Electrons: 13

Jumlah Netron : 14

Struktur hablur : Berbentuk kubus

Kepadatan@ 293 K 2.702 g/cm3

Warna : Perak

ASAL USUL ALUMINIUM

Aluminium ditemukan oleh Sir Humprey Davy pada tahun 1809 sebagai suatu unsur, dan pertama kali direduksi sebagai logam oleh Hans Christian Oesterd pada tahun 1825. Dari segi industrial, pada tahun 1886, Paul Heroult di Prancis dan C. M. Hall di Amerika Serikat, secara terpisah telah memperoleh logam aluminium dari alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi

KARAKTERISTIK ALUMINIUMRingan : memiliki bobot sekitar 1/3 dari bobot besi

dan baja, atautembaga. Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³)

Sangat reaktif terhadap oksigen akan membentuklapisan oksidasi yang tipis bila diletakkan di udarabebas.

Konduktor panas : sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada mesin-mesin / alat-alat pemindah panas sehingga dapat memberikan penghematanenergi

Memiliki sel satuan FCC (Face Centre Cubic) dan tidak mengalami perubahan sel satuan

KARAKTERISTIK ALUMINIUM

Konduktor listrik : setiap satu kilogram aluminium dapat menghantarkan arus listrik dua kali lebih besar jika dibandingkan dengan tembaga. Karena aluminium relatif tidak mahal dan ringan, maka aluminium sangat baik untuk kabel-kabel listrik overhead maupun bawah tanah.

Tak beracun : dan karenanya sangat baik untuk penggunaan pada industry makanan, minuman, danobat-batanyaituuntukpetikemasdanpembungkus

Mudah di-fabrikasi/ dibentuk dengan semua proses pengerjaan logam.

Sulit di las

Nonmagnetic dan nonsparking

PROSES PENGOLAHAN ALUMINIUMMeliputi :

Proses Penambangan AluminiumProses Pemurnian AluminiumProses Peleburan Aluminium

Bijih Alumunium

Aluminium dapat diekstak dari biji bauxite, Kaolinite or nepheline.

30-50% Alumina (Al2O3)

Bauxite:

Kaolinite

Nepheline

3-13% Silica (SiO2) 10-18% Titanium oxide (TiO2) Balanced water (H2O)

30-32% Alumina (Al2O3) Balanced Silica (SiO2) and water (H2O)

30% Alumina (Al2O3) 40% Silica (SiO2) 20% Na2O + K2O

ProsesPenambanganAluminium Aluminium ditambang dari biji bauksit yang banyak

terdapat dipermukaan bumi, kemudiandilakukan

proses pemanasan untuk mengurangi kadar air

yang ada dari penambangan dipermukaan bumi.

Bauksit yang ditambang untuk keperluan industri

mempunyai kadar aluminium sekitar 40 – 60 %.

Setelah ditambang biji bauksit digiling dan

dihancurkan supaya halus dan merata. Selanjutnya

bauksit mengalami proses pemurnian

Proses Pemurnian Aluminium Pengolahan aluminium menjadi aluminium murni

dapat dilakukan melalui Proses pemurnian dengan

metode Bayer. Proses Bayer adalah sarana industri

utama bauksit pemurnian untuk menghasilkan

alumina. Bauksit, bijih paling penting dari aluminium,

berisi alumina hanya 30-54 %, Al2O3, sisanya

menjadi campuran dari silika (SiO2), oksida besi

(Fe2O3), dan titanium dioksida (TiO2) dan. Caranya

adalah dengan melarutkan bauksit dalam larutan

natrium hidroksida (NaOH),

Bayer Siklus Proses Bayer adalah satu siklus dan sering disebut

Bayer siklus. Ini melibatkan empat langkah:

Digestion (peluruhan),

Clarification (klarifikasi),

Precipitation (pengendapan), dan

Calcination (kalsinasi).

Digestion (Peluruhan) Pada langkah pertama, bauksit adalah tanah, slurried

dengan larutan soda kostik (natriumhidroksida), dan dipompa ke tank tekanan besar disebut digester, dikontrol mengalami panas uap 175 °C dan tekanan. natrium hidroksida bereaksi dengan mineral alumina bauksit untuk membentuk solusi jenuh natrium aluminat; pengotor tak larut, disebut lumpur merah (RM) , tetap dalam suspensi dan dipisahkan pada langkah klarifikasi. Proses Bayer menurut persamaankimia :

Clarification (klarifikasi) pengotor tak larut yang disebut lumpur merah /Red

Mud (RM) , tetap dalam suspensidan dipisahkan dengan menyaring dari kotoran padat, selanjutnya didinginkan di exchangers panas, untuk meningkatkan derajat jenuh dari alumina terlarut, dan dipompa menujutempat yang lebih tinggi yaitu presipitator silolike untuk proses Precipitation (pengendapan)

Precipitation (pengendapan) Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya

dengan cara mengalirkan gas CO2 dan pengenceran.

Campuran dari kotoran padat disebut lumpur merah, dan menyajikan masalah pembuangan. Selanjutnya, solusi hidroksida didinginkan, dan aluminium hidroksida dilarutkan presipitat sebagai putih solid halus.

Calcination (kalsinasi) Larutan aluminium hidroksida dipanaskan sampai

1050 °C (dikalsinasi).

Aluminium hidroksida terurai menjadi alumina, memancarkan uap air dalam proses:

Dan dihasilkan aluminium oksida murni (Al2O3) yang selanjutnyamenujuprosespeleburan dengan proses Hall-Héroult untuk menghasilkan material aluminium.

ProsesPeleburanAluminium Proses pembuatan Al pada tahap selanjutnya adalah

proses hall-heroult. Ini merupakan proses metode elektrolisis yang ditemukan oleh Charles M. Hall dan Paul Heroult. Berikut tahapan proses Hall-Heroult :

Proses Hall-Heroult Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida Al2O3

dilarutkan dalam larutan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katoda (-). Sebagai anoda (+) digunakan batang grafit.Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950 oC. Dalam proses elektrolisis dihasilkan aluminium di katoda dan di anoda terbentuk gas O2 dan CO2.

Reaksi yang terjadi: Al2O3 Al3+ + 3O2-

Katode (-) : Al3+ + 3e Al x 4Anode (+) : 2O2 O2 + 4e x 34Al3 + 6O2 4Al + 3O2Lalu O2 bereaksi dengan C menjadi C02. Jadi hasil akhirnya adalah3C(s) + 4Al3+ + 6O2 4Al(l) + 3CO2 (s)

Aluminium yang terbentuk berupa cairan dan terkumpul didasar wadah lalu dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapat kan aluminium batangan (ingot). Jadi, selama elektrolisis, Anode grafit terus menerus dihabiskan karena bereaksi dengan O2 sehingga harus diganti dalam jangka waktu tertentu. Rata-rata untuk mendapat 1 Kg Al dihabiskan 0,44 kg anode grafit

KLASIFIKASI ALUMINIUM

Pengruh proses pengerjaan terhadap struktur mikro aluminium

APLIKASI ALUMINIUM DAN PADUANNYA