Bab 8 Kimia

BAHAN 8
BUATAN DALAM INDUSTRI

8.1 Aloi Dan Kepentingan

• Aloi merupakan campuran dua atau lebih unsur yang
mana unsur yang utama ialah logam.

1. Logam tulen A + logam tulen B = aloi
2. Logam tulen A + Bukan logam = aloi
3. Logam tulen B + Bukan logam = aloi

• Contoh logam tulen = aluminium,magnesium,besi
• Contoh bukan logam = karbon

Contoh Aloi

• Piuter untuk membuat cenderamata
• Keluli nirkarat untuk membuat sudu dan garpu
• Keluli untuk membuat badan kereta
• Loyang untuk membuat kunci
• Gangsa untuk membuat pingat
• Duralumin untuk membuat badan kapal terbang

Perbandingan sifat aloi dengan logam
tulen

ALOI LOGAM TULEN

BERKILAT PERMUKAAN PUDAR

TAHAN KAKISAN SIFAT TAHAN KAKISAN MUDAH KAKIS

KERAS SIFAT KEKERASAN KURANG KERAS

Logam tulen bersifat mulur
&

Logam tulen bersifat boleh tempa

LOGAM TULEN BERSIFAT MULUR LOGAM TULEN BERSIFAT BOLEH
TEMPA

• Disusun secara teratur • Terdapat beberapa ruang
kosong di antara atom di
• Apabila dikenakan daya , dalam logam tulen
lapisan logam tulen mudah
menggelongsar di atas satu • Apabila dikenakan daya ,
sama lain atom-atom logam akan
menggelongsarkan untuk
• Menyebabkan logam tulen mengisi ruang kosong dan
mudah ditarik menjadi membentuk struktur baharu
dawai halus

Susunan atom di dalam aloi

• Aloi terbentuk apabila atom-atom asing dicampurkan bersama-sama
logam tulen.

• Atom-atom asing mempunyai saiz yang berlainan daripada atom logam
tulen.

• Oleh itu , susunan teratur logam tulen akan terganggu

• Hal ini menyebabkan lapisan atom di dalam aloi sukar menggelongsar
di atas satu sama lain apabila dikenakan daya

Komposisi, sifat dan kegunaan aloi

ALOI KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN

Duralumin • 93% Aluminium • Lebih kuat daripada aluminium • Badan kapal terbang
Gangsa • 3% Kuprum tulen • Kabel elektrik
Loyang • 3% Magnesium • ketumpatan rendah • Basikal lumba
Keluli • 1% Mangan • tidak berkarat
• 90% Kuprum • Pingat
Keluli nirkarat • 10% Stanum • Lebih kuat daripada kuprum • Tugu
Piuter tulen • Piala
• 70% Kuprum • Tidak berkarat
• 30% Zink
• Lebih kuat daripada kuprum • Alatan muzik
• 98% Besi tulen • Tombol pintu
• 0.2-2% Karbon • tidak berkarat • Kunci
• Berkilat
• 73% Besi • Struktur bangunan
• 18% Kromium • Juga dikenali sebagai keluli • Landasan kereta api
• 8% Nikel karbon • Badan kereta
• 1% Karbon • lebih kuat dan keras
• 95% Stanum • Boleh tempa • Sudu dan garpu
• 3.5% Antimoni • Terdapat 3 jenis keluli,iaitu • Singki
• 1.5% Kuprum keluli karbon rendah,keluli • Alatan pembedahan
karbon sederhana dan keluli
karbon tinggi

• Lebih kuat daripada besi tulen
• Tahan kakisan

• Lebih kuat daripada stanum • Barangan perhiasan
• Piala
tulen • Cenderamata
• Tidak berkarat
• Berkilat

8.2 Komposisi Kaca dan Kegunaannya

Keras tetapi rapuh
Penebat elektrik

Penebat haba
Kalis air
Lut sinar

Lengai secara kimia

Jenis kaca

Kaca silika Kaca soda

terlaku kapur

Kaca Kaca
borosilikat plumbum

Kaca silika terlaku

• dihasilkan daripada silika (silikon
dioksida, SiO2) tanpa campuran bahan
kimia lain.

• memerlukan suhu yang tinggi – 1800
C untuk melebur

• mempunyai takat lebur yang tinggi
• tidak mengecut atau mengembang

dengan banyak di bawah perubahan
suhu yang besar.
• sesuai digunakan untuk membuat
kanta teleskop.

Kaca soda kapur

• dihasilkan daripada silika (SiO2) , soda (natrium karbonat , Na2CO3)
dan batu kapur (kalsium karbonat , CaCO3).

• soda (Na2CO3) akan menurunkan takat lebur silika (SiO4).
• mempunyai takat lebur yang rendah sekitar 1000C.
• muda dibentuk
• sesuai digunakan untuk membuat bekas kaca seperti botol dan jag.
• tidak tahan terhadap haba dan mudah retak apabila dikenakan

perubahan suhu yang mendadak.

Kaca borosilikat

• dihasilkan daripada silika (SiO2) , soda (Na2CO3) , batu kapur
(CaCO3) , boron oksida (B2O3) dan aluminium oksida (Al2O3).

• sesuai digunakan untuk membuat radas kaca makmal seperti
kelalang dan bikar.

• pekali pengembangan yang rendah menyebabkan peralatan
kaca tidak mudah retak

• boleh dikeluarkan dari peti sejuk dan terus dipanaskan tanpa

berlaku peretakan.

Kaca plumbum

• dihasilkan daripada silika (SiO2) , soda (Na2CO3) dan plumbum(II)
oksida (PbO).

• menggantikan kalsium (Ca) untuk menghasilkan kaca yang lebih
lembut dan tumpat.

• berat
• mempunyai indeks pembiasan yang tinggi
• sesuai digunakan untuk membuat prisma.

8.3 Komposisi Seramik dan Kegunaannya

• Seramik merupakan pepejal yang terdiri daripada
bahan bukan organik dan bahan bukan logam.

• Bahan seramik terhasil melalui proses pembentukan
dan pergerasan menggunakan kaedah pemanasan
pada suhu yang tinggi.

• Kebanyakan komposisi seramik terdiri daripada
sebatian logam,sebatian bukan logam atau sebatian
separa logam.

Contoh bahan yang membentuk seramik

Sebatian logam Sebatian bukan Sebatian separa
logam logam
aluminium
oksida,Al2O3 Titanium Silikon karbida,SiC
karbida,TiC

Sifat asas seramik

• Semua seramik mempunyai sifat asas yang sama.
• Atom dalam seramik diikat oleh ikatan kovalen dan ikatan ion

yang kuat.
• Hanya melebur pada suhu yang tinggi,keras dan tahan

terhadap mampatan
• Tenaga daripada daya akan digunakan untuk memecahkan

ikatan antara atom.
• Seramik bersifat rapuh dan lemah terhadap regangan.
• Elektron di dalam seramik tidak bebas bergerak untuk

mengkonduksikan elektrik atau haba

Rintangan
haba
tinggi

Mudah SIFAT Penebat
pecah haba

Lengai ASAS
secara
kimia SERAMIK
Keras dan
kuat

Penebat
elektrik

Jenis Seramik

SERAMIK TRADISIONAL SERAMIK TERMAJU

• diperbuat daripada tanah liat • diperbuat daripada bahan bukan
seperti kaolin organik seperti oksida,karbiba
dan nitrida
• tanah liat dicampurkan bersama
air untuk menghasilkan campuran • mempunyai rintangan haba dan
yang lembut dan mudah dibentuk lelasan yang lebih tinggi,lebih
lengai secara kimia serta memiliki
• digunakan dalam pembuatan sifat superkonduktiviti
batu-bata,tembikar dan pinggan
mangkuk • digunakan dalam pembuatan
cakera pemotong,cakera brek dan
cincin tungsten karbida

Aplikasi Penggunaan Seramik

Contoh PERUBATAN • Seramik zirkonia digunakan dalam
aplikasi
penggunaan implan gigi
seramik • Seramik alumina digunakan dalam

pembuatan tulang lutut
• Seramik digunakan di dalam mesin

pengimejan resonans mangnetik

kerana memiliki sifat

superkonduktiviti

PENGANGKUTAN • Komponen enjin di dalam kapal
PENJANAAN TENAGA terbang jet diperbuat daripada
seramik

• Seramik digunakan sebagai bahan
penebat elektrik di kawasan yang
mempunyai voltan yang tinggi seperti
di kawasan stesen jana kuasa

8.4 Bahan Komposit dan Kepentingannya

• Bahan komposit merupakan bahan yang terdiri
daripada gabungan dua atau lebih bahan yang bukan
homogen , iaitu bahan matriks dan bahan
pengukuhan.

• Bahan matriks berfungsi untuk mengelilingi dan
mengikat bahan pengukuhan bersama.

• Kayu merupakan bahan komposit semula jadi yang
kuat dan kukuh.

BAHAN BAHAN BAHAN
MATRIKS PENGUKUHAN KOMPOSIT

Bahan Komposit dan Kegunaanya

• Bahan komposit digunakan secara meluas dalam

pembangunan dan perkembangan teknologi pada masa kini.

KONKRIT DIPERKUKUHKAN

• Terhasil apabila tetulang keluli atau jejaring
dawai (bahan pengukuhan) dibenamkan ke
dalam konkrit (bahan matriks).
• Banyak digunakan dalam industri pembinaan
jambatan,empangan dan bangunan.

KACA GENTIAN

• Terhasil apabila plastik (bahan metriks)
diperkukuhkan dengan gentian kaca (bahan
pengukuhan).

• Digunakan dalam pembuatan topi keledar,bamper
kereta dan papan litar tercetak.

GENTIAN OPTIK

• Terdiri daripada tiga lapisan
• Lapisan 1 merupakan bahagian teras yang terdiri daripada

gentian kaca silika (bahan pengukuhan)
• Lapisan 2 terdiri daripada salutan kaca atau plastik (bahan

metriks)
• Lapisan 3 diperbuat daripada plastik yang bertindak sebagai

jaket pelindung (bahan matriks)
• Menggantikan wayar kuprum di dalam kamera video dan

menghubungkan komputer dalam Local Area Network,LAN
(Rangkaian Kawasan Setempat)

KACA FOTOKROMIK

• Terhasil apabila kaca (bahan matriks) digabungkan

bersama argentum klorida,AgCl dan kuprum(I)
klorida,CuCl (bahan pengukuhan)
• Sesuai digunakan untuk membuat tingkap
kereta,tingkap bangunan dan kanta kamera

SUPERKONDUKTOR

• Seperti seramik itrium barium kuprum oksida,YBCO merupakan
bahan komposit yang memiliki sifat superkonduktiviti selain
aloi.

• Digunakan untuk membuat elektromagnet , iaitu magnet
superkonduktor atau supermagnet.

• Digunakan di dalam pemecut zarah dan terlibat di dalam
peralatan mesin resonans magnet nukleus (Nuclear Magnetic
Resonance,NMR) serta mesin pengimejan resonans magnet
(Magnetic Resonance Imaging,MRI).

Perbandingan dan Perbezaan Sifat Bahan
Komposit dengan Komponen Asal

• Bahan komposit mempunyai sifat yang berlainan

dengan komponen asalnya.

PERBANDINGAN SIFAT KONKRIT DIPERKUKUHKAN
DENGAN BAHAN ASAL

PERBANDINGAN SIFAT KACA GENTIAN DENGAN
BAHAN ASAL

PERBANDINGAN SIFAT GENTIAN OPTIK DENGAN
BAHAN ASAL

PERBANDINGAN SIFAT KACA FOTOKROMIK
DENGAN BAHAN ASAL

PERBANDINGAN SIFAT SUPERKONDUKTOR
DENGAN BAHAN ASAL

SU RUO XUAN
4E