Siapa yang tak kenal dengan logam yang satu ini, dari peralatan masak sehari hari sampai dengan keperluan teknologi tinggi, hampir semuanya memerlukan logam Alumunium. Oleh karena itu mari mengenal Alumunium.
Pada tahun 1809, Humprey Davy menemukan alumunium sebagai suatu unsur kimia. Alumunium termasuk logam ringan berwarna putih keperak-perakan, titik lelehnya terjadi pada temperatur 660 oC, tidak beracun, sulit dilas atau disambung, struktur kristal : fcc ( face centre cubic ), massa jenis 2,7×103 kg/m3 atau 1/3 dari besi, Modulus elastisitas 70,5×109 N/m2, Resistivitas listrik 2,66×10-8 Wm pada 20 oC, tahan korosi, tidak tahan aus, mudah diekstrusi, bahan baku yang sangat penting pada bidang electrical engineering. Kemampuan alumunium sangat tergantung pada kemurniannya. Logam ini biasa dicampur dengan Mg, Si, Cu, Zn, dan Mn.
[iklan]
Kekuatan mekanis paduan alumunium akan sangat meningkat setelah ditambahkan Mg, Cu, Mn. Paduan alumunium seperti ini disebut duralumunium yang mempunyai kekuatan sama dengan baja karbon struktur. Alumunium paduan mempunyai kemampuan menyerap pukulan tiga kali lebih besar dari pada baja, sehingga sangat banyak digunakan pada pesawat terbang, wagon kereta api, motor listrik, bangunan armada laut, panel, bolt, dan motor bakar. Alumunium juga bagus untuk peralatan instrumentasi seperti untuk photographi, radio, televisi, kamera, alat-alat pengolah: alkohol, oli, kapas, gliserin; dan alat-alat pemurnian gula, pengawet dan pembungkus makanan, serta peralatan dapur.
Pengolahan Bijih Alumunium
Pada tahun 1886, Paul Heroult di Perancis dan CM. Hall di Amerika secara terpisah memperoleh logam alumunium dari alumina, melalui proses elektrolisa. Sampai sekarang proses elektrolisa masih digunakan untuk mendapatkan alumunium murni. Alumunium ini dapat diperoleh dari berbagai macam bijih alumunium yang terdapat di alam, sekitar 250 macam, tetapi bijih alumunium yang dapat diolah antara lain:
- Bauxite Al2O32SiO22H2O
- Nephiline (NaK) Al2O3SiO2
- Alumite KSO4Al2(SO4)3 4Al(OH)3
- Cyanite Al2O3SiO2 I
Bauxite merupakan bijih alumunium yang banyak di alam. Bijih ini mengandung Hydrated Alumina Oxide Al2O32H2O, silica 2SiO2 dan kadang-kadang terdapat titania TiO2 maupun Iron Oxide Fe2O3. Bijih alumunium yang telah dihancurkan kemudian dimurnikan dengan Sodium Hydroxide panas. Jika campuran disaring pada waktu masih panas maka Titania, Iron Oxide dan silika akan terpisah. Selanjutnya akan menghasilkan Sodium aluminate 2NaAlO2, kemudian didinginkan dan didapatkan endapan Al2O32H2O dalam bentuk kristal. Selanjutnya untuk mendapatkan alumina murni, endapan tersebut dipanaskan pada temperatur 982 oC. Langkah selanjutnya adalah pemurnian alumina yang dilakukan secara elektrolisa dalam larutan Cryolite (Na3AlF6) pada temperatur 950 oC.
Macam-macam Paduan Alumunium
- Duralumunium
Paduan ini mempunyai komposisi kimia: 3,6 – 4,5% Cu, 0,4-0,7% Mn, 0,4-0,7% Mg, sisanya adalah alumunium. Duralumunium memiliki kekuatan maksimum setelah diberi perlakuan panas dan pengerasan (age hardening) selama 3 sampai 4 hari. Paduan ini banyak digunakan sebagai bahan komponen automobile dan pesawat terbang.
- Y-alloy
Logam Y-Alloy sering juga disebut sebagai copper alumunium alloy. Penambahan tembaga akan meninggikan kekuatan dan sifat mampu mesin Y-Alloy. Paduan ini mempunyai komposisi kimia : 3,5-4,5% Cu, 1,2 – 1,7% Mn, 1,8 – 2,3% Ni, 0,6% terdiri dari Si,Mg, dan Fe, sisanya alumunium. Logam Y-Alloy cocok untuk bahan coran atau tempa, mempunyai kekuatan lebih tinggi daripada duralumunium terutama pada temperatur tinggi. Oleh karena itu logam ini banyak digunakan untuk mesin pesawat terbang, silinder head dan piston.
- Magnalium
Paduan ini dapat dibuat dengan mencairkan alumunium yang mengandung 2-10% Mg di dalam kondisi vakum, kemudian didinginkan juga dalam kondisi vakum. Paduan ini juga mengandung 1,75% Cu.
- Hindalium
Paduan hindalium merupakan paduan antara alumunium dan magnesium serta sedikit chrom. Paduan ini adalah trade mark dari paduan alumunium yang dihasilkan oleh Hindustan Corporation Ltd.
Contoh Alumunium Paduan Standar
- Alumunium Paduan 2024
Logam paduan ini mampu menahan beban kejut dan tangguh terhadap tekanan. Komposisi kimianya adalah : 0,5% Si, 0,5% Fe, (3,8 – 4,9)% Cu, (0,3 – 0,9)% Mn, (1,2 – 1,8)% Mg, ),1%Cr, 0,25% Zn. Untuk Alumunium paduan 2024 T4 berkekuatan tarik sebesar: 0,4688 x 109 N/m2, dan berat jenis = 2905 kg/m3. Paduan ini sesuai untuk keperluan bahan struktur penerbangan.
- Alumunium Paduan 7075
Paduan ini bersifat tangguh untuk struktur penerbangan termasuk struktur roket. Logam ini mempunyai komposisi kimia sebagai berikut : 0,5 % Si, 0,7 % Fe, (1,2 – 2)% Cu, 0,3%Mn, (2,1 – 2,9)% Mg, (0,18 – 0,4)% Cr, (5,1 – 6,18)% Zn, 0,2% Ti. Kekuatan tarik bahan : 0,5035 x 109 N/m2, Berat jenis = 2934,6 kg/m3.
- Alumunium Paduan 7079
Paduan ini bersifat hampir sama dengan Alumunium paduan 7075, yaitu berkekuatan tarik bahan : 0.5378 x 109 N/m2. Komposisi kimia : 0,3 % Si, 0,4 % Fe, (0,4 ¸ 0,8)% Cu, (0,1 ¸0,3)% Mn, (2,9 ¸ 3,7)% Mg, (0,1 ¸ 0,25)% Cr, (3,8 ¸ 4,8)% Zn, 0,1% Ti dan berat jenis = 2934 kg/m3
Adapun penggunaan logam Alumunium untuk keperluan teknologi tinggi bidang Aerospace yakni berupa Pesawat terbang dan satelit, terlihat pada Gambar 3.
Dengan demikian Alumunium memang diperlukan untuk berbagai keperluan, dari teknologi sederhana sampai teknologi tinggi. (/AB).
—
*Tulisan ini sebagian besar materinya diambil dari buku Material Teknik sebagai Bahan Disain Struktur, Atik Bintoro, 2009, Massma Sikumbang, Jakarta, dan dilengkapi dengan materi dari berbagai sumber.
