PENGERTIAN KERAMIK

Pada awalnya, keramik berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk

dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Kamus dan ensiklopedi tahun 1950-an

mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari

tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng, porselin, dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak

semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua

bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat. (Yusuf, 1998:2).

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 strukturnya 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. Di

samping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai

kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.

Keramik menjadi material yang serba guna. Selain dapat dipergunakan untuk lantai,

keramik pun cocok untuk melapis dinding.

Area basah macam kamar mandi dan dapur memerlukan lapisan dinding yang kuat. Ini

disebabkan oleh efek dari aktivitas yang ada di sana. Tanpa pelapis dinding yang tepat, dinding

kamar mandi atau dapur dapat berubah lembap, kotor, dan menjadi tidak sehat. Tanpa pelapis

yang anti air, dinding dapat lebih cepat rusak. Keramik dapat menjadi solusi tepat.

Mengapa? Keramik punya pori yang kecil karena diproses melalui mesin. Selain kedap air, dia

juga memiliki lapisan luar yang kuat dan tidak mudah tergores.

Untuk mengetahui pengaruh temperatur sintering terhadap kekuatan mekanik dan bentuk

sturktur mikro komposit keramik insulator listrik dilakukan pada temperatur sinter;900 derajat C,

1000 derajat C, 1100 derajat C, dan 1200 derajat C. Bahan keramik dengan komposisi matrikclay

(Feld spar 26%, Kaolin / China clay 27% , dan Ball clay 14%) serta filler (Flint/kwarsa 33%.).

Keramik pada temperatur sinter ; 900 oC, 1000 oC, dan 1100 derajat C,berada di luar batas

grafik upper-lower bound, menunjukan tidak terjadi ikatan atar permukaan partikel yang

sempurna. Keramik pada temperatur sinter 1200 derajat C berada di dalam grafik upper-lower

bound, menunjukkan terjadi ikatan atar permukaan yang sempurna dengan nilai tegangan 63, 8

Mpa, regangan 2,1% dan besar modulus elastisitas 3,308 Gpa.

JENIS-JENIS KERAMIK

1. Traditional creramics, bahan keramik yang berasal dari umum, bahan baku alami

seperti mineral tanah liat dan pasir kuarsa. Melalui proses industri yang telah

dipraktekkan dalam beberapa bentuk selama berabad-abad, bahan ini dibuat menjadi

produk akrab seperti peralatan makan cina, batu bata dan genteng tanah liat, abrasive

industri dan lapisan tahan api, dan semen portland. Artikel ini menjelaskan karakteristik

dasar dari bahan baku yang biasa digunakan dalam keramik tradisional, dan survei proses

umum yang diikuti dalam pembuatan benda keramik yang paling tradisional. Dari survei

pembaca dapat dilanjutkan ke artikel yang lebih rinci pada masing-masing jenis produk

keramik, link yang disediakan pada akhir artikel ini.

2. Ceramic engineering adalah ilmu dan teknologi untuk menciptakan benda dari

anorganik, bahan non-logam. Hal ini dilakukan baik oleh aksi panas, atau pada suhu

yang lebih rendah menggunakan reaksi pengendapan dari larutan kimia kemurnian tinggi.

Istilah ini mencakup pemurnian bahan baku, studi dan produksi senyawa kimia yang

bersangkutan, pembentukan mereka menjadi komponen-komponen dan studi, komposisi

struktur dan sifat.

3. Glass ceramic terbagi banyak properti dengan kedua gelas dan keramik. Kaca-keramik

memiliki fase amorf dan fase kristalin satu atau lebih dan diproduksi oleh "kristalisasi

terkontrol" disebut kontras dengan kristalisasi spontan, yang biasanya tidak diinginkan

dalam pembuatan kaca. Kaca-keramik biasanya memiliki antara 30% [m / m] dan 90%

[m / m] kristalinitas dan menghasilkan array dari bahan dengan sifat termomekanis

menarik. Glass Ceramic yang sebagian besar diproduksi dalam dua langkah: Pertama,

kaca terbentuk oleh proses pembuatan kaca. Gelas didinginkan dan kemudian dipanaskan

pada langkah kedua. Dalam perlakuan panas kaca sebagian mengkristal. Dalam

kebanyakan kasus apa yang disebut agen nukleasi ditambahkan dengan komposisi dasar-

kaca keramik. Nukleasi ini agen bantuan dan mengontrol proses kristalisasi. Karena

biasanya tidak ada menekan dan sintering, kaca-keramik memiliki, tidak seperti keramik

disinter, tidak ada pori-pori.

KARAKTERISTIK STRUKTUR KERAMIK

Struktur Kramik

Sebagian besar senyawa anorganik berada dalam bentuk padatan dan padatan dapat

diklasifikasikan kembali menjadi padatan kristalin dan padatan amorf. Susunan atom atau ion

dalam struktur padatan dapat direpresentasikan dalam susunan yang berbeda dari bidang datar.

Bentuk atom yang biasanya dapat digunakan untuk mendeskripsikan padatan logam adalah atom

netral. Hal ini karena setiap kation pada atom netral masih lengkap dikelilingi oleh elektronnya.

Sebelum abad 20, para kimiawan mengalami kesulitan dalam menentukan struktur suatu

senyawa. Cara yang dilakukan pada masa itu adalah dengan membandingkan senyawa yang akan

ditentukan dengan senyawa yang sudah ada dimana kedua senyawa ini memiliki sifat kimia dan

fisika yang identik. Namun, cara ini tidak dapat digunakan dalam menentukan struktur dari

senyawa yang baru ditemukan dan tidak memiliki kemiripan dengan senyawa yang terdapat di

dalam literatur.

Salah satu metode awal yang digunakan dalam menentukan struktur senyawa adalah

dengan menggunakan spektrometri sedangkan untuk senyawa yang berwujud padatan kristalin

dapat digunakan metode difraksi sinar X. Metode difraksi sinar X pertama kali diperkenlakan

pada awal abad ke 20 oleh William Henry Bragg (1862-1942) dan anaknya William Laurence

Bragg (1890-1971). Bragg melakukan percobaan dengan menentukan struktur garam dan intan.

Proses analisis kristal dengan difraksi sinar X adalah terjadinya difraksi cahaya dalam zat yang

dianalisis jika jarak antarpartikel-partikel penyusunnya teratur. Pada proses ini, panjang

gelombang cahaya yang digunakan haruslah sebanding. Gelombang terdifraksi yang sefasa akan

saling menguatkan sedangkan gelombang yang tidak sefasa akan saling melemahkan. Pola

difraksi akan muncul bila kristal dikenai cahaya monokromatis.

Definisi Kristal

Konsep kristal adalah suatu paket yang diasumsikan sebagai bolabola keras. Kristal dapat

digambarkan sebagai pola berdimensi tiga yang strukturnya berulang. Bagian terkecil dari kristal

disebut sel satuan dan kumpulan dari sel satuan yang teratur membentuk suatu kisi kristal.

Cabang ilmu Kimia yang mempelajari hal ini adalah kristalografi.

Suatu kristal dapat digolongkan berdasarkan susunan partikelnya dan dapat pula berdasarkan

jenis partikel penyusunnya atau interaksi yang menggabungkan partikel tersebut.

Kristal Logam

Kristal dengan kisi yang terdiri atas atom logam yang terikat melalui ikatan logam. Atom

logam merupakan atom yang memiliki energi ionisasi kecil sehingga elektron valensinya

mudah lepas dan menyebabkan atom membentuk kation. Bila dua atom logam saling

mendekat, maka akan terjadi tumpah tindih antara orbital-orbitalnya sehingga

membentuk suatu orbital molekul. Semakin banyak atom logam yang saling berinteraksi,

maka akan semakin banyak terjadi tumpang tindih orbital sehingga membentuk suatu

orbital molekul baru. Terjadinya tumpang tindih orbital yang berulang-ulang

menyebabkan elektron-elektron pada kulit terluar setiap atom dipengaruhi oleh atom lain

sehingga dapat bergerak bebas di dalam kisi.

Salah satu sifat kristal logam adalah dapat ditempa. Sifat ini diperoleh dari ikatan logam

yang membentuknya. Dalam ikatan logam, terjadi interaksi antara atom/ion dengan

elektron bebas di sekitarnya sehingga dapat membuat logam mempertahankan

strukturnya bila diberikan suatu gaya yang kuat.

Kristal Ionik

Kristal ionik terbentuk karena adanya gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif.

Umumnya, kristal ionik memiliki titik leleh tinggi dan hantaran listrik yang rendah.

Contoh dari kristal ionik adalah NaCl. Kristal ionik tidak memiliki arah khusus seperti

kristal kovalen sehingga pada kristal NaCl misalnya, ion natrium akan berinteraksi

dengan semua ion klorida dengan intensitas interaksi yang beragam dan ion klorida akan

berinteraksi dengan seluruh ion natriumnya.

Kristal Kovalen

Atomatom penyusun kristal kovalen secara berulang terikat melalui suatu ikatan kovalen

membentuk suatu kristal dengan struktur yang mirip dengan polimer atau molekul

raksasa. Contoh kristal kovalen adalah intan dan silikon dioksida (SiO2) atau kuarsa.

Intan memiliki sifat kekerasan yang berasal dari terbentuknya ikatan kovalen orbital atom

karbon hibrida sp3.

Kristal Molekular

Pada umumnya, kristal terbentuk dari sutau jenis ikatan kimia antara atom atau ion.

Namun, pada kasus kristal molekular, kristal terbentuk tanpa bantuan ikatan, tetapi

melalui interaksi lemah antara molekulnya. Salah satu contoh dari kristal molekular

adalah kristal iodine

Penyusunan Keramik

Pada umumnya kristal menyusun partikel-partikelnya serapat mungkin sehingga sering

disebut sebagai struktur terjejal. Penyusunan yang paling sederhana adalah kubus sederhana

(simple cubic packing). Setiap atom bersentuhan dengan empat atom lainnya di setiap sisi dan

dua atom lain yang terletak di bawah dan di atasnya sehingga dapat dikatakan setiap atom

memiliki enam atom tetangga.

Kubus sederhana tidaklah terlalu padat dan hanya dikenal untuk penyusunan struktur

polonium dan beberapa struktur ionik. Oleh karena itu, ada alternatif penyusunan dimana lapisan

kedua dari atom ditempatkan di atas lubang-lubang lapisan pertama dan lapisan ketiga

ditempatkan tepat di atas lubang lapisan kedua. Cara penyusunan ini disebut kubus berpusat

badan (body centered cubic).Setiap atom bersentuhan dengan empat atom di atas dan empat atom

di bawahnya sehingga kubus berpusat badan memiliki delapan bilangan koordinasi.

Dua kemungkinan lainnya dalam penyusunan padatan adalah berdasarkan pada

penyusunan heksagonal pada setiap lapisan. Setiap atom pada susunan ini dikelilingi oleh enam

atom tetangga dan lubanglubang yang terbentuk menjadi lebih dekat satu sama lainnya

dibandingkan dengan susunan kubus. Ketika lapisan heksagonal kedua ditempatkan di atas

lapisan pertama, sangat tidak mungkin lubang lapisan pertama dapat tertutupi secara

keseluruhan, tetapi hanya setengah dari lubang tersebut yang dapat tertutupi. Jika lapisan ketiga

ditempatkan di atas lubang pada lapisan kedua dengan pola susunan yang sama dengan lapisan

pertama dan lapisan keempat memiliki pola yang sama dengan lapisan kedua, maka susunan ini

dikenal pula dengan nama susunan abab.

Penataan heksagonal lainnya adalah menempatkan lapisan ketiga di atas lubang pada

lapisan pertama dan lapisan kedua. Selanjutnya lapisan keempat mengikuti pola yang sama

dengan lapisan pertama. Pola ini dikenal dengan susuna abcabc dan diaplikasikan dalam cubic

closepacked (ccp) atau facecentered cubic (fcc). Kedua susunan heksagonal ini memiliki 12

bilangan koordinasi.

SIFAT-SIFAT KERAMIK

Struktur kristal keramik (terdiri dari berbagai ukuran atom yang berbeda atau minimal

terdiri dari 2 jenis unsur) merupakan salah satu yang paling kompleks dari semua struktur bahan.

Ikatan antara atom-atom ini umumnya ikatan kovalen (berbagi elektron, sehingga ikatan ini kuat)

atau ion (terutama ikatanantara ion bermuatan, sehingga ikatan ini kuat). Ikatan ini jauh lebih

kuat daripada ikatan logam. Akibatnya, sifat-sifat seperti kekerasan dan ketahanan panas dan

listrik secara signifikan lebih tinggi keramik dari pada logam.

Keramik dapat berikatan kristal tunggal ataudalam bentuk polikristalin. Ukuran butir

mempunyai pengaruh besar terhadap kekuatan dan sifat-sifat keramik; ukuran butir yang halus

(sehingga dikatakan keramik halus), semakin tinggi kekuatan dan ketangguhannya.

Kebanyakan bahan pembentuk keramik memiliki ikatan ion, ikatan kovalen dan

ikatanantara. Sebagai missal, bagian ikatan ion dalam sistem Mg-O, Al-O, Zn-O dan Si-O dapat

dikatakan masing-masing 70%, 60%, 60% dan 50%. Yang sangat menarik adalah bahwa pada

ReO3,V2O3 dan TiO, yang merupakan oksida dan tidak pernah menunjukkan sifat liat

ataudapat di deformasikan, tetapi memiliki hantaran listrik yang relatif dapat disamakan

dengan logam biasa. Dalam Kristal yang rumit, berbagai macam atom berperan dan ikatannya

merupakan ikatan campuran dalam banyak hal. Struktur Kristal demikian dapat dimengerti

apabila mengingat bahwa Kristal tersusun oleh kombinasi dari polyhedron koordinasi, dimana

satuan kecil dari kation dikelilingi oleh beberapa anion. Salah satu contoh adalah silikat yang

merupakan bahan baku penting bagi keramik.

Sifat-sifat keramik

Secara umum kramik merupakan paduan antara logam dan non logam , senyawa paduan

tersebut memiliki ikatan ionik dan ikatan kovalen . untuk lebih jelasnya mengenai sifat-sifat

kramik berikut ini akan dijelaskan lebih detail.

a. Sifat Mekanik

Keramik merupakan material yang kuat, keras dan juga tahan korosi. Selain itu

keramik memiliki kerapatan yang rendah dan juga titik lelehnya yang tinggi.

Keterbatasan utama keramik adalah kerapuhannya, yakni kecenderungan untuk patah

tiba-tiba dengan deformasi plastik yang sedikit. Di dalam keramik, karena kombinasi dari

ikatan ion dan kovalen, partikel-partikelnya tidak mudah bergeser.

Faktor  rapuh terjadi bila pembentukan dan propagasi keretakan yang

cepat.Dalam padatan kristalin, retakan tumbuh melalui butiran (trans granular) dan

sepanjang bidang cleavage (keretakan) dalam kristalnya. Permukaan tempat putusyang

dihasilkan mungkin memiliki tekstur yang penuh butiran atau kasar. Material yang amorf

tidak memiliki butiran dan bidang kristal yang teratur, sehingga permukaan putus

kemungkinan besar terjadi. Kekuatan tekan penting untuk keramik yang digunakan untuk

struktur seperti bangunan. Kekuatan tekan keramik biasanya lebih besar dari kekuatan

tariknya. Untuk memperbaiki sifat ini biasanya keramik di-pretekan dalam keadaan

tertekan

b. Sifat Termal

Sifat termal bahan keramik adalah kapasitas panas, koefisien ekspansitermal, dan

konduktivitas termal. Kapasitas panas bahan adalah kemampuan bahan untuk

mengabsorbsi panas dari lingkungan. Panas yang diserap disimpan olehpadatan antara

lain dalam bentuk vibrasi (getaran) atom/ion penyusun padatantersebut.

Keramik biasanya memiliki ikatan yang kuat dan atom-atom yang ringan.

Jadigetaran-getaran atom-atomnya akan berfrekuensi tinggi dan karena ikatannya kuat

maka getaran yang besar tidak akan menimbulkan gangguan yang terlalu banyak padakisi

kristalnya.

Sebagian besar keramik memiliki titik leleh yang tinggi, artinya walaupun pada

temperatur yang tinggi material ini dapat bertahan dari deformasi dan dapat bertahan

dibawah tekanan tinggi. Akan tetapi perubahan temperatur yang besar dan tiba-tiba dapat

melemahkan keramik. Kontraksi dan ekspansi pada perubahan temperatur tersebutlah

yang dapat membuat keramik pecah.

c. Sifat elektrik

Sifat listrik bahan keramik sangat bervariasi. Keramik dikenal sangat baik sebagai

solator. Beberapa isolator keramik (seperti BaTiO 3) dapat dipolarisasi dan digunakan

ebagai  kapasitor.  Keramik  lain  menghantarkan  elektron  bila  energi  ambangnya

dicapai, dan oleh karena itu disebut semikonduktor. Tahun 1986, keramik jenis baru,

yakni superkonduktor temperatur kritis tinggi ditemukan. Bahan jenis ini di bawah suhu 

kritisnya  memiliki  hambatan  = 0.  Akhirnya,  keramik  yang  disebut  sebagai

piezoelektrik  dapat  menghasilkan  respons  listrik  akibat  tekanan  mekanik  atau

sebaliknya.

Elektron valensi dalam keramik tidak berada di pita konduksi,sehingga sebagian

besar keramik adalah isolator. Namun, konduktivitas keramik dapat ditingkatkan dengan

memberikan ketakmurnian. Energi termal juga akanmempromosikan elektron ke pita

konduksi, sehingga dalam keramik, konduktivitasmeningkat (hambatan menurun) dengan

kenaikan suhu.

Beberapa keramik memiliki sifat piezoelektrik, atau kelistrikan tekan. Sifat ini merupakan bagian

bahan “canggih” yang sering digunakan sebagai sensor. Dalambahan piezoelektrik, penerapan

gaya atau tekanan dipermukaannya akan menginduksipolarisasi dan akan terjadi medan listrik,

jadi bahan tersebut mengubah tekananmekanis menjadi tegangan listrik. Bahan piezoelektrik

digunakan untuk tranduser,yang ditemui pada mikrofon, dan sebagainya.

Dalam bahan keramik, muatan listrik dapat juga dihantarkan oleh ion-ion. Sifat ini dapat diubah-

ubah dengan merubah komposisi, dan merupakan dasar banyakaplikasi komersial, dari sensor zat

kimia sampai generator daya listrik skala besar.Salah satu teknologi yang paling prominen adalah

sel bahan bakar.

d. Sifat Optik

Bila cahaya mengenai suatu obyek cahaya dapat ditransmisikan, diabsorbsi,

ataudipantulkan. Bahan bervariasi dalam kemampuan untuk mentransmisikan cahaya,

danbiasanya dideskripsikan sebagai transparan, translusen, atau opaque. Material yang

transparan, seperti gelas,mentransmisikan cahaya dengan difus, seperti gelasterfrosted,

disebut bahan translusen. Batuan yang opaque tidak mentransmisikan cahaya.Dua

mekanisme penting interaksi cahaya dengan partikel dalam padatan adalahpolarisasi

elektronik dan transisi elektron antar tingkat energi. Polarisasi adalahdistorsi awan

elektron atom oleh medan listrik dari cahaya. Sebagai akibat polarisasi,sebagian energi

dikonversikan menjadi deformasi elastik (fonon), dan selanjutnya panas.

e. Sifat kimia

Salah  satu  sifat  khas  dari  keramik  adalah  kestabilan  kimia.  Sifat  kimia  dari

permukaan keramik dapat dimanfaatkan secara positif. Karbon aktif, silika gel, zeolit,

dsb, mempunyai luas permukaan besar dan dipakai sebagai bahan pengabsorb. Kalau

oksida logam dipanaskan pada kira-kira 500 C, permukaannya menjadi bersifat asam atau

bersifat basa. Alumina g , zeolit, lempung asam atau S 2O 2 – TiO 2 demikian juga

berbagai oksida biner dipakai sebagai katalis, yang memanfaatkan aksi katalitik dari titik

bersifat asam dan basa pada permukaan.

f. Sifat fisik

Sebagian besar keramik adalah ikatan dari karbon, oksigen atau nitrogen dengan

material lain seperti logam ringan dan semilogam. Hal ini menyebabkan keramik

biasanya memiliki densitas yang kecil. Sebagian keramik yang ringan mungkin dapat

sekeras logam yang berat. Keramik yang keras juga tahan terhadap gesekan. Senyawa

keramik yang paling keras adalah berlian, diikuti boron nitrida pada urutan kedua dalam

bentuk kristal kubusnya. Aluminum oksida dan silikon karbida biasa digunakan untuk

memotong, menggiling, menghaluskan dan menghaluskan material-material keras lain.

Aplikasi Keramik dalam Teknik

Mengetahui struktur benda padat melalui pendekatan model-model yang ada akan

memudahkan seseorang untuk memprediksi sifat-sifat dari suatu jenis benda padat, bahkan

dengan memodifikasi komponen-komponen penyusun suatu zat padat sesuai dengan yang

diinginkan akan menghasilkan bahah-bahan yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang

kehidupan di antaranya adalah:

I.Ceramic Armor

Sejak perang dunia kedua berakhir, ancaman serangan militer mulai sedikit berkurang namun

ancaman dari teroris maupun organisasi 13elative yang ada mengalami peningkatan, dari fakta

itulah pasukan seperti kepolisian maupun militer diharuskan untuk beradaptasi dengan

meningkatnya serangan yang ada dengan meningkatkan pertahanan untuk menahan

meningkatnya firepower dari teroris maupun organisasi 13elative. Untuk menunjang hal tersebut

militer maupun pihak yang berwenang meningkatkan armor untuk kendaraan keramik maupun

untuk personal. Armor untuk kendaraan lapis baja digunakan untuk menahan Improved

Explosive Devices (IED’s) dan Explosively Formed Projectiles (EFP’s) yang sangat sering

dialami oleh pasukan-pasukan penjaga kedamaian PBB. Untuk personal, biasanya keramik

matriks composite digunakan sebagai bahan dasar dari rompi anti peluru yang berguna untuk

melindungi sebagian anggota badan dari pemakainya.

I.a. Keramik sebagai Proteksi Balistik pada Kendaraan Tempur

Kendaraan lapis baja diera perang dunia kedua banyak menggunakan high streng armor plate

steel. Namun, high strength armor plate steel memiliki kekurangan yang cukup mencolok yakni

berat dari armor plate steel yang memaksa mesin kendaraan bekerja lebih sedangkan pada

beberapa decade terakhir telah dikembangkan ceramic composites untuk menggantikan armor

plate steel, hal ini lebih dikarenakan ceramic composite memiliki berat jenis yang jauh lebih

rendah dan memiliki harga impak yang lebih tinggi akibat dari serat kompositnya.

penggunaan keramik material saat ini banyak menggunakan Alumina (Al2O3), Silicon Carbide

(SiC), dan Boron Carbide (BC). Yang kepentingannya tergantung jenis kendaraan, misalnya

untuk Alumina digunakan pada helicopter seperti MI-28 karena lebih ringan, sedangkatn Boron

Carbide lebih banyak digunakan untuk Main Battle Tank seperti Merkava IV milik Israel.

Seiring meningkatnya penggunaan keramik komposit sebagai proteksi balistik, beberapa material

seperti Silicon Nitride (SN), Titanium Boride (TiB2), Aluminium Nitride (AlN), SIALON

(Silicon Aluminium Oxynitride), Fibre-reinforced Ceramic, dan CMC.

Secara umum, proteksi balistik pada kendaraan tempur terdiri dari empat lapisan seperti Splinter

Foil, Keramik, Adhesive, dan backing. Pada sistem Armor Komposite biasanya secara teknik uji

coba maupun ekspektasi proyektil akan tegak lurus dengan lapisan armor agar dapat diperkirakan

seberapa besar lapisan-lapisan tersebut dapat menahan laju dari proyektil yang diarahkan.

Mekanisme Penetrasi dari proyektil merupakan salah satu cara mengurangi energi dari proyektil

tersebut dengan menyebarkan energi merata ke permukaan pada lapisan armor. Saat proyektil

menabrak permukaan dari keramik, akan terjadi pengurangan secara signifikan energi kinetic

dari proyektik tanpa adanya penetrasi lebih lanjut pada keramik hal ini diakibatkan adanya efek

dwell. Pada saat hal itu terjadi keramik akan mengalami deformasi ductile yang sangat besar

yang memanfaatkan energi dari proyektil kemudian energi yang masih tersisa selanjutnya akn

diserap oleh backling.

Gambar 1. Armor Kendaraan Lapis Baja

Pemilihan Material merupakan hal yang penting karena pemilihan material mempengaruhi sifat

mekanis itu sendiri. Sifat mekanis dari bahan keramik adalah pertimbangan terbesar tunggal

untuk efisiensi balistik tinggi. Keramik yang digunakan sebagai armor dapat ditunjukkan oleh

strukturmikronya dengan stabilitas ukuran butir tinggi dikombinasikan dengan homogenitas

tinggi. Meskipun penyelidikan ilmiah yang signifikan telah dilakukan, itu belum mungkin untuk

membangun hubungan yang tepat antara sifat keramik dan efisiensi balistik. Namun, tidak bisa

dibantah bahwa kekerasan tinggi dan kecepatan ultrasonic diperlukan untuk efisiensi balistik hal

ini terlihat dari tingkat kekerasan dari beberapa material yang telah digunakan sebagai armor

pada table dibawah.

Modulus elastisitas yang tinggi dan kepadatan energi tinggi adalah prasyarat untuk kecepatan

ultrasonic. Hal ini belum dipahami apa bagian kekuatan mekanik (tekanan, tikungan dan

ketahanan geser) dan bermain resistensi fraktur dalam kinerja keseluruhan dari keramik

dibandingkan dengan sifat-sifat lainnya dalam secara balistik.

Gambar 2. Reduksi Energi Proteksi

Tabel 1. Sifat Mekanik dari Keramik

II. Dye Sensitized Solar Cells

Sel surya dye-sensitized (DSSC) adalah jenis efisien film tipis sel fotovoltaik. Modern sel surya

dye-sensitized, atau sel Grätzel, didasarkan pada konsep diciptakan pada tahun 1988 oleh Brian

O’Regan dan Michael Grätzel, tapi konsep tanggal kembali ke 1960-an dan 70-an.

DSSCs mudah untuk memproduksi dengan teknik roll-pencetakan tradisional, dan semi-

transparan dan semi-fleksibel, yang memungkinkan berbagai manfaat yang tidak berlaku untuk

sistem fotovoltaik kaku.

Sebagian besar bahan yang digunakan adalah murah, namun beberapa bahan yang lebih mahal

yang diperlukan, seperti ruthenium dan platinum. Ada tantangan praktis yang signifikan yang

terlibat dalam merancang cairan elektrolit untuk DSSCs, yang harus mampu tetap dalam fase cair

dalam semua jenis kondisi cuaca.

Meskipun efisiensi konversi sel PV dye-sensitized lebih rendah dibandingkan beberapa sel tipis-

film lainnya, harga keramik untuk rasio kinerja cukup untuk membuat keramik pemain penting

di pasar surya, khususnya di photovoltaic bangunan-terpadu (BIPV) aplikasi.

II.1. Keuntungan DSSC

Keuntungan dari DSSCs tercantum di bawah ini:

DSSC adalah yang paling efisien generasi ketiga teknologi surya yang tersedia, menyerap

lebih banyak sinar matahari per luas permukaan dari panel surya berbasis silikon standar.

DSSCs merupakan pengganti yang menarik untuk teknologi saat ini dalam aplikasi

kepadatan rendah seperti atap kolektor surya, di mana bobot yang ringan dan ketahanan

mekanik dari sel dicetak adalah keuntungan kunci.

Ini mungkin tidak menarik untuk penyebaran skala besar di mana efisiensi tinggi, biaya

tinggi sel lebih cocok. Namun, bahkan meningkat di masa depan minimal dalam efisiensi

konversi DSSC dapat membuatnya cocok untuk beberapa aplikasi.

DSSCs bekerja bahkan dalam kondisi cahaya rendah seperti sinar matahari tidak

langsung dan langit mendung.

DSSC termasuk ekonomis, mudah untuk diproduksi dan dibangun dari bahan sumber

daya yang melimpah dan stabil.

Ketangguhan mekanik DSSC mengarah langsung ke efisiensi yang lebih tinggi pada

kisaran suhu. Biasanya, DSSCs dibangun hanya dengan konduktif plastik lapisan atas

tipis, membantu panas yang dipancarkan jauh lebih mudah dan karenanya beroperasi

pada suhu internal yang rendah.

II.2 DSSC Hari ini

Saat ini, Insinyur dari University of Pennsylvania dan Universitas Drexel menggunakan

pemodelan matematika dan nanoteknologi untuk merancang sel fotolistrik baru yang lebih tahan

lama, efisien dan ekonomis. Tim ini mengevaluasi panel surya dye-sensitized untuk

merampingkan proses transfer elektron di dalam panel surya sehingga efisien mengubah radiasi

menjadi listrik.

Saat ini, panel surya dye-sensitized mengkonversi sekitar 11 – 12% sinar matahari memukul

keramik menjadi listrik. Para peneliti berusaha untuk meningkatkan efisiensi dan membuatnya

sebanding dengan panel surya berbasis silikon.

Para peneliti mengantisipasi bahwa menambahkan nanotube karbon akan meningkatkan efisiensi

pengumpulan biaya keseluruhan sel surya jauh. Bagian selanjutnya dari penelitian ini ditujukan

Gambar 3. Mekanisme DSSC

untuk menggantikan larutan elektrolit, memisahkan elektroda dalam sel surya dengan bahan

polimer lebih efisien. Para peneliti percaya bahwa ini juga akan meningkatkan efisiensi sel surya.

Northwestern University peneliti telah melaporkan perangkat inovatif yang menghilangkan

korosif dan rawan kebocoran cairan elektrolit khas DSSCs. Bahan ilmuwan Robert Chang,

kimiawan Mercouri Kanatzidis, dan dua mahasiswa pascasarjana menggantikan cairan elektrolit

sel dye ‘dengan semikonduktor berbasis yodium yang solid. Desain ini benar-benar

meningkatkan kinerja sebagai semikonduktor caesium-timah-iodine yang berfungsi sebagai

pengganti cairan elektrolit juga membantu sel menyerap cahaya.

III.Ceramic Sensor

Sensor merupakan elemen kunci dalam berkembang pesatnya pengukuran, instrumentasi, dan

sistem otomatis. Kemajuan terbaru yang dibuat dalam meningkatkan kemampuan dalam sensor

serta menurunkan biaya mikroprosesor dan sirkuit-sirkuit interface yang semuanya telah

menghasilkan permintaan yang lebih tinggi untuk sensor. Fungsi dan beberapa material yang

berbeda telah diteliti, dan beberapa perangkat telah diletakkan di pasar atau telah menjadi bagian

dari instrumentasi yang canggih.

Di antara bahan-bahan ini, keramik fungsional telah memainkan peran utama karena

karakteristik intrinsik keramik, yaitu keramik lebih unggul dalam kekuatan mekanik dan

ketahanan kimia di lingkungan yang paling dan reproduksibilitas sifat listrik. Keramik juga telah

banyak digunakan untuk memenuhi beragam kebutuhan untuk perangkat sensor dan hasil yang

konsisten telah diperoleh di bidang sensor atmosfer seperti suhu, kelembaban, dan sensor gas.

Penyusuan masal keramik oleh suatu proses yang relatif sederhana yang terdiri dari bahan baku

pencampuran, membentuk bagian, dan sintering. Keramik ditandai oleh struktur keramik yang

unik terdiri dari butiran kristal, batas butir dan, ketika keramik berpori, dengan permukaan intra

dan inter-butiran pori-pori besar. Kedua kepadatan tinggi dan keramik berpori yang mudah

diproduksi dengan mengontrol kompak membentuk, dan kondisi sintering. Selanjutnya, pada

bahan keramik, larutan padat atau doping dapat dengan mudah dibentuk dan properti meningkat

relatif mudah untuk mendapatkan. Sensitive Ceramic Thick Film dapat diperoleh dengan layar

percetakan dan menembak teknik, sedangkan puttering, deposisi uap kimia, dan proses sol-gel

memungkinkan seseorang untuk menyimpan film keramik tipis pada substrat yang berbeda.

Pada Tabel I (Ceramic sensor) menunjukkan beberapa bahan keramik dengan properti sensor dan

fungsinya. Dalam keramik berpori, permukaan dan pori-pori terbuka cenderung untuk

mengumpulkan uap air dan gas melalui kimia dan adsorpsi fisik dan melalui kondensasi.

Terutama di keramik semikonduktor, sifat listrik sebagian besar terkait dengan ukuran butir dan

distribusi ukuran pori pori-pori terbuka. Pori perubahan konduktivitas permukaan dengan variasi

bahkan kecil dalam kelembaban atau dengan adsorpsi berbagai gas. Keramik Porositas

dikendalikan cocok untuk penginderaan atmosfer seperti kelembaban dan sensor gas.

Seperti disebutkan di atas, sensor kelembaban atau gas biasanya terkena kondisi atmosfer yang

mengandung berbagai komponen lainnya. Keramik cenderung kehilangan sifat sensitif yang

melekat selama penggunaan karena sejumlah proses fisik dan kimia yang rumit terjadi antara

komponen dan material. Upaya penelitian utama yang diarahkan pada pengembangan bahan

keramik sangat fungsional. Selain itu, sebagian keramik tidak tunggal fungsional tapi

Tabel 2. Keramik dan fungsi pada

multifungsi. Oleh karena itu, kunci keberhasilan dalam mengembangkan bahan fungsional

tunggal adalah teknologi yang tidak memiliki fungsi yang tidak diinginkan.

Tidak adanya selektivitas dianggap membatasi untuk mempekerjakan beberapa keramik sebagai

sensor. Teknologi elektronik hari ini membuat penuh penggunaan fungsi beberapa intrinsik dari

perangkat sensor dan multifungsi sekarang sedang dikembangkan. Perangkat ini dapat

melakukan berbagai fungsi dengan elemen tunggal. Sebagai contoh, di atmosfer-jenis sensor, ada

peningkatan permintaan untuk sensor multifungsi yang secara simultan dan independen dapat

mengukur kedua kelembaban dan gas lain, atau kelembaban dan suhu. Jadi, upaya untuk

membuat perangkat multifungsi diarahkan memanfaatkan aktif intrinsik beberapa fungsi bahan.

Dalam mengembangkan perangkat multifungsi, penting untuk membangun teknologi yang dapat

membedakan sinyal tanpa cross-talk, di tempat teknologi masking konvensional. Baru-baru ini,

teknologi sensor array melalui analisis multi-komponen telah dikembangkan. Teknik ini

memanfaatkan metode pengenalan pola di mana selektivitas dapat diperoleh dengan

membandingkan vektor sinyal diukur dengan vektor sesuai kelompok sensor, yang diperoleh

dengan kalibrasi independen.

Sensor tekanan, kimia dan gas akan memiliki rasio pertumbuhan tertinggi (sekitar 2,5) pada

tahun 2000. Peningkatan bidang penerapan teknologi sensor, di Eropa, akan menjadi

pembangunan pabrik dan teknologi proses, mobil dan kendaraan transportasi dan teknologi

konstruksi dan keselamatan. Kami telah mengembangkan sebuah sensor kelembaban

berdasarkan mikro berpori a-FeO3 dan prototipe kelembaban meter telah dipasang dan diuji.

Sensitivitas multifungsi dari-Fe203 kelembaban dan karbon monoksida sekarang sedang

digunakan untuk menghasilkan perangkat multifungsi mampu mendeteksi gas tersebut dalam

kondisi lingkungan. Dalam laporan ini, state-of-the-art keramik sensor kelembaban dibahas dan

hasil eksperimen meringkas upaya kita pada-FeO3 kelembaban dan sensitivitas CO disajikan.

IV. Keramik Refraktori

Refraktori atau batu tahan api adalah suatu material inorganik baik natural (langsung dari alam)

umumnya senyawa oksida, maupun sintetis, yang mampu mempertahankan sifat mekanis dan

kimianya terhadap beban temperatur diatas 15000C tanpa terjadi perubahan bentuk atau melebur.

Dengan demikian, salah satu syarat material refraktori adalah pada temperatur tinggi dan

berbagai kondisi material ini masih mampu mempertahankan bentuk dan mampu

mempertahankan kekuatan.

IV.1 Refraktori Semen Tahan Api ( Batu Tahan Api )

Batubata tahan api merupakan bentuk yang umum dari bahan refraktori. Bahan ini digunakan

secara luas dalam industri besi dan baja, metalurgi non-besi, industri kaca, kiln barang tembikar,

industri semen, dan masih banyak yang lainnya. Refraktori semen tahan api, seperti batu bata

tahan api, semen tahan api silika dan refraktori tanah liat alumunium dengan kandungan

silika (SiO2) yang bervariasi sampai mencapai 78 % dan kandungan Al2O3 sampai mencapai

44 %. Tabel 4.2. memperlihatkan bahwa titik leleh (PCE) batu bata tahan api berkurang

dengan meningkatnya bahan pencemar dan menurunkan Al2O3. Bahan ini seringkali

digunakan dalam tungku, kiln dan kompor sebab bahan tersebut tersedia banyak dan relatif tidak

mahal.

Jenis batu bata Persentase

SiO2

Persentase

Al2O3

Persentase

kandungan

lainnya

PCE oC

Super Duty 49-53 40-44 5-7 1745-1760

High Duty 50-80 35-40 5-9 1690-1745

Menengah 60-70 26-36 5-9 1640-1680

Jenis batu bata Persentase

SiO2

Persentase

Al2O3

Persentase

kandungan

lainnya

PCE oC

Super Duty 49-53 40-44 5-7 1745-1760

High Duty 50-80 35-40 5-9 1690-1745

Menengah 60-70 26-36 5-9 1640-1680

IV.2 Refraktori Alumina Tinggi

Refraktori silika alumina yang mengandung lebih dari 45 % alumina biasanya dikatakan

sebagai bahan-bahan alumina tinggi. Konsentrasi alumina berkisar dari 45 sampai 100 %.

Tabel 3. Batu Bata Refraktori

Penerapan refraktori alumina tinggi meliputi perapian dan batang as tungku hembus, kiln

keramik, kiln semen, tangki kaca dan wadah tempat melebur berbagai jenis logam.

IV.3 Batu Bata Silika

Batu bata silica merupakan suatu refraktori yang mengandung paling sedikit 93 % SiO2.

Bahan bakunya merupakan batu yang berkualitas. Batu bata silika berbagai kelas memiliki

penggunaan yang luas dalam tungku pelelehan besi dan baja dan industri kaca. Sebagai tambahan

terhadap refraktori jenis multi dengan titik fusi yang tinggi, sifat penting lainnya adalah

ketahanannya yang tinggi terhadap kejutan panas (spalling) dan kerefraktoriannya. Sifat batu

bata silika yang terkemuka adalah bahwa bahan ini tidak melunak pada beban tinggi sampai

titik fusi terdekati. Sifat ini sangat berlawanan dengan beberapa refraktori lainnya, contohnya

bahan silikat alumina, yang mulai berfusi dan retak pada suhu jauh lebih rendah dari suhu

fusinya. Keuntungan lainnya adalah tahanan flux dan stag, stabilitas volum dan tahanan spalling

tinggi.

IV.4 Magnesit

Refraktori magnesit merupakan bahan baku kimia, yang mengandung paling sedikit 85 %

magnesium oksida. Tersusun dari magnesit alami (MgCO3). Sifat-sifat refraktori magnesit

tergantung pada konsentrasi ikatan silikat pada suhu operasi. Magnesit kualitas bagus biasanya

dihasilkan dari perbandingan CaO-SiO2 yang kurang dari dua, dengan konsentrasi ferrit yang

minimum, terutama jika tungku yang dilapisi refraktori beroperasi pada kondisi oksidasi dan

reduksi. Perlawanan terak sangat tinggi terutama terhadap kapur dan terak yang kaya dengan

besi.

IV.5 Refraktori Khromit

Dibedakan menjadi dua jenis refraktori khromit antara lain :

Refraktori Khrom-magnesit, yang biasanya mengandung 15-35% Cr2O3 dan 42-50%

MgO. Senyawa-senayawa tersebut dibuat dengan kualitas yang bermacam- macam dan di-

gunakan untuk membentuk bagian-bagian kritis pada tungku bersuhu tinggi. Bahan terse-

but dapat tahan terhadap terak dan gas yang korosif dan memiliki sifat refaktori yang

tinggi.

Refraktori Magnesit-khromit, yang mengandung paling sedikit 60 % MgO dan 8-18

%Cr2 O3. Bahan tersebut cocok untuk pelayanan pada suhu paling tinggi dan untuk

kontak dengan terak/slag yang sangat dasar yang digunakan dalam peleburan baja. Mag-

nesit khromit biasanya memiliki tahanan spalling yang lebih baik daripada khrom- mag-

nesit.

IV.6 Refraktori Zirkonia

Zirkonium dioksida (ZrO2) merupakan bahan polymorphic. Penting untuk menstabilkan

bahan ini sebelum penggunaannya sebagai refraktori, yang dicapai dengan mencampurkan

sejumlah kecil kalsium, magnesium dan cerium oksida, dll. Sifatnya tergantung terutama pada

derajat stabilisasi, jumlah penstabil/stabiliser dan jumlah bahan baku orisinalnya. Refraktori

zirkonia memiliki kekuatan yang sangat tinggi pada suhu kamar, yang dicapai sampai suhu

setinggi 15000C. Oleh karenanya bahan tersebut berguna sebagai bahan konstruksi bersuhu

tinggi dalam tungku dan kiln.

Konduktivitas panas zirkonium dioksid lebih rendah dari kebanyakan refraktori oleh karena

itu bahan ini digunakan sebagai refraktori isolasi suhu tinggi. Zirkonia memperlihatkan

kehilangan panas yang sangat rendah dan tidak bereaksi dengan logam cair, dan terutama

berguna untuk pembuatan wadah tempat melebur logam pada refraktori dan tempat lainnya

untuk keperluan metalurgi. Tungku kaca menggunakan zirkonia sebab bahan ini tidak mudah

basah oleh kaca yang meleleh dan tidak mudah bereaksi dengan kaca.

IV.7 Refraktori Oksida (Alumina)

Bahan refraktori alumina yang terdiri dari alumunium oksida dengan sedikit kotoran dikenal

sebagai alumina murni. Alumina merupakan satu dari bahan kimia oksida yang dikenal paling

stabil. Bahan ini secara mekanis sangat kuat, tidak dapat larut dalam air, steam lewat jenuh, dan

hampir semua asam inorganik dan alkali. Sifatnya membuatnya cocok untuk pembentukan

wadah tempat melebur logam untuk fusi sodium karbonat, sodium hidroksida dan sodium

peroksida. Bahan ini memiliki tahanan tinggi dalam oksidasi dan reduksi pada kondisi atmosfir.

Alumina digunakan dalam industri dengan proses panas. Alumina yang sangat berpori digunakan

untuk melapisi tungku dengan suhu operasi sampai mencapai 1850oC.

IV.8 Monolitik

Refraktori monolitik adalah sebuah cetakan tunggal dalam pembentukan peralatan, seperti

sendok besar. Refraktori ini secara cepat menggantikan refraktori jenis kovensional dalam

banyak digunakan termasuk tungku-tungku industri. Keuntungan utama monolitik adalah:

Penghilangan sambungan yang merupakan titik kelemahan

Metoda penggunaannya lebih cepat

Tidak diperlukan keakhlian khusus untuk pemasangannya

Mudah dalam penanganan dan pengangkutan

Cakupan yang lebih baik untuk mengurangi waktu penghentian dalam perbaikan

Cakupannya sungguh mengurangi tempat penyimpanan dan menghilangkan bentuk

khusus

Penghematan panas

Tahanan spalling yang lebih baik

Stabilitas volum yang lebih besar

Penempatan monolitik menggunakan berbagai macam metoda, seperti ramming, penuangan,

gunniting, penyemprotan, dan sand slinging. Ramming memerlukan tool yang baik dan

kebanyakan digunakan pada penggunaan dingin dimana penggabungan bahan merupakan hal

yang penting. Dikarenakan semen kalsium aluminat merupakan bahan pengikat, maka bahan ini

harus disimpan secara benar untuk mencegah penyerapan kadar air. Kekuatannya mulai

berkurang setelah 6 sampai 12 bulan.

V. Ceramic Cutting Tools

Penggunaan material keramik pada cutting tools biasanya hanya digunakan sebagai coating

untuk memperkeras permukaan dari cutting tools, material keramik yang banyak digunakan

antara lain keramik dari alumina, Ceramic Matrix Composite, dan silicon nitridea. Hal ini

dikarenakan karena sifat dari material keramik memiliki kekerasan yang cukup tinggi sehingga

kemampuan dalam memotong material lain ikut meningkat, bukan serta merta alas an kekerasan

dari keramik melainkan alasan suhu operasional juga menjadi bahan pertimbangan penting untuk

keramik sebagai coating maupun sepenuhnya menggunakan keramik. Dapat dilihat bahwa

sebagai cutting tools keramik dibagi menjadi tiga, yaitu keramik oksida, keramik nitride, dan

Ceramic Matrix Composite.

Keramik oksida merupakan keramik yang memiliki Oksi didalam rumusnya (merupakan lapisan

pasif) yang memiliki kekerasan yang lebih tinggi daripada normal namun ductilitas yang rendah.

Keramik Nitride mempunyai ketangguhan yang tinggi dan digunakan untuk memotong besi

tuang yang berada dalam kondisi kasar. Sedangkan Ceramic Matrix Composite atau lebih sering

disingkat dengan CMC terdiri dari keramik dan material keras lain seperti titanium dan sementit

karbida. Terkadang penguatan dengan whiskers dilakukan untuk meningkatkan ketahanan aus

dan ketangguhan dalam kondisi panas.Whiskers yang ditambahkan biasanya SiC. Alumina yang

dikuatkan dengan SiC merupakan material tertangguh dan paling tahan panas mendadak di

antara material keramik berbasis oksida lain. Hal ini terjadi karena whiskers SiC mempunyai

kekuatan yang sangat tinggi.

Pengembangan yang dilakukan pada cutting tools berbasis keramik adalah menggunakan

komposisi baru berbasis serbuk keramik murni (biasanya Al2O3) dengan penguat whiskers

karbida SiC dan komposit matriks.Hal ini dapat meningkatkan kemampuan ceramic tools dan

memperlebar cakupan aplikasinya. Proses serbuk ini akan menghasilkan ukuran butir yang halus

sehingga ketahanan ausnya lebih tinggi dan pemotongan yang lebih halus.

VI. Keramik Otomotif

Pada aplikasi otomotif, keramik banyak digunakan seperti sebagai sensor, katalis gas

pembuangan, mesin yang menggunakan silikon nitrida, dan lain-lain. Selain itu, kontribusi

keramik untuk potensi di masa mendatang telah dipikirkan seperti sebagai sumber energi (fuel

cell), turbin gas keramik, kendaraan listrik, dan lain-lain.[12]Sifat-sifat keramik yang dibutuhkan

adalah keringanan material, stabilitas termal dan kimia pada suhu tinggi, kekuatan dan ketahanan

ausnya.[13]Berikut adalah penggunaan keramik pada beberapa aplikasi otomotif:

Knock sensor

Knock sensor merupakan material piezo-ceramic yang dapat memberikan sinyal getaran halus

yang dialami oleh material. Knock sensor membuat engnine beroperasi dengan kondisi yang

efisien.

Valve system

Silikon nitride banyak digunakan untuk sistem katup ini karena mempunyai ketahanan aus yang

sempurna sehingga cocok untuk penggunaan yang berulang-ulang dan meminimalisir seringnya

penggantian. Selain itu, material seperti karbon yang seperti intan (diamond-like carbon) dapat

merendahkan gaya friksi sehingga cocok untuk melapisi katup.

Sensor oksigen

Sensor oksigen dibutuhkan untuk mengetahui kehadiran oksigen yang terkait dengan rekasi gas-

gas mudah terbakar dengan NOx.Sensor oksigen ini terbuat dari zirconia yang dipasang di pipa

pembuangan.

Sumber tenaga

Contohnya seperti fuel cell yang terbuat dari elektroda Li-oksida atau serat karbon.

Penggunaan silicon nitride

Silikon nitride banyak digunakan untuk bagian dari kendaraan seperti plug pada mesin diesel,

plug panas pada mesin diesel, rocker arm pads, tappets untuk mesin diesel. Penggunaan keramik

pada plug pada mesin diesel menyebabkan permulaan mesin yan cepat, sedangkan pada plug

panas, keramik mengurangi suara berisik dan bahan bakar yang tidak terbakar. Pada rocker arm

pads dan tappets pada mesin diesel, keramik meningkatkan ketahanan aus.

VII. Ceramic Fuel Cells / SOFC

Fuel Cell mengubah tenaga gas seperti hydrogen, gas alam dan gas batubara melalui proses

elektrokimia langsung menjadi listrik. Efisiensinya tidak hanya sebatas oleh siklus karnot dari

mesin, dan hasil polusi dari fuel sel merupakan efek yang cukup kecil dari teknologi yang

didapatkan. Fuel Cell beroperasi seperti baterai, namun tidak dibutuhkan pengisian kembali, dan

terus menerus memproduksi power ketika disuplai dengan fuel dan oksidant.

Pengembangan Fuel sel sebagai sumber tenaga telah dilakukan selama bertahun-tahun. Awalnya

dikembangkan untuk keperluan NASA maupun aplikasi dibidang pertahanan. Namun, seiring

dengan meningkatnya kebutuhan akan efisiensi dan energy yang ramah lingkungan memaksa

fuel cell dikembangkan untuk keperluan sipil.

Keuntungan SOFC

Selain keuntungna dari fuel cell secara umum seperti ramah lingkungan, SOFC merupakan fuel

cell yang sangat flexible dan dapat beropersai pada multiple fuel contohnya carbon-based fuels.

Hal ini menghasilkan potensial rata-rata yang cukup tinggi dari fuel ke listrik sekitar 60% untuk

satu siklus lebih efisien.

SOFC Stack Design

Untuk mendapatkan output yang bagus, mengkombinasikan beberapa sel saat ini telah menjadi

pilihan, hal ini disebut sebagai fuel cell stack.

Gambar 4. Cara Kerja CFC

Gambar 5. SOFC Design