KIMIA BAB 8

BAB 8 :
BAHAN BUATAN
DALAM INDUSTRI

8.1 ALOI DAN KEPENTINGANNYA
8.2 KOMPOSISI KIMIA DAN
KEGUNAANNYA

8.3 Komposisi seramik dan
kegunaannya

8.4 bahan komposisi dan
kegunaannya

SAYYIDATUL HUSNA
4 ELIT

8.1 ALOI & KEPENTINGANNYA

MAKSUD ALOI

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

Tujuan PENGALOIAN
➢ Untuk meningkatkan kekerasan & kekuatan .
➢ Untuk menghalanghakisan .
➢ Untuk memeperbaiki rupa .

CONTOH-CONTOH ALOI

KELULI NIKARAT DURALUMIN GANGSA
untuk membuat sudu untuk membuat badan untuk membuat
dan garpu kapal terbang pingat

LOYANG KELULI PIUTER
untuk membuat untuk membuat untuk membuat
kunci badan kereta cenderamata

PERBANDINGAN sifat ALOI DENGAN LOGAM
TULEN

ALOI PERBEZAAN LOGAM
TULEN

Berkilat Permukaan Pudar

Tahan kakisan Sifat tahan kakisan Mudah hakis

Keras Sifat kekerasan Kurang keras

Logam tulen terdiri daripada satu jenis atom yang bersaiz sama & disusun secara
teratur. Apabila dikenakan daya, lapisan atom logam tulen mudah menggelongsor dia
atas satu sama lain.Hal ini menyebabkan logam tulen bersifat mulur atau mudah
ditarik menjadi dawai halus.

Logam tulen juga bersifat boleh ditempa atau mudah dibentuk. Terdapat beberapa
ruang kosong diantara atom di dalam logam tulen. Apabila dikenakan daya, atom-atom
logam akan menggelongsor untuk mengisi ruang kosong & membentuk struktur
baharu.

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 menggelongsor di atas satu sama lain apabila dikenakan daya.

KOMPOSISI, SIFAT & DAN KEGUNAAN ALOI

ALOI KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN
▪ Lenih kuat daripada ▪ Badan kapal
DURALUMIN ▪ 93%
aluminium tulen terbang
Aluminium ▪ Ketumpatan rendah ▪ Kabel elektrik
▪ 3% Kuprum ▪ Tidak berkarat ▪ Basikal lumba
▪ 3%
▪ Lebih kuat daripada ▪ Pingat
Magnesium kuprum tulen ▪ Tugu
▪ 1% Mangan ▪ Piala
▪ Tidak berkarat
GANGSA ▪ 90% Kuprum ▪ Alatan muzik
▪ 10% Stanum ▪ Tombol pintu
▪ Kunci
LOYANG ▪ 70% Kuprum ▪ Lebih kuat daripada
▪ 30% Zink
kuprum tulen
▪ Tidak berkarat
▪ Berkilat

ALOI KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN
KELULI ▪ 98% Besi ▪ Keluli karbon ▪ Struktur bangunan
▪ 0.2-2% ▪ Lebih kuat & keras ▪ Landasan kereta api
KELULI ▪ Boleh tempa ▪ Badan kereta
NIKARAT Karbon ▪ Terdapat 3 jenis
▪ Sudu & garpu
PIUTER ▪ 73% Besi keluli: keluli karnom ▪ Singki
▪ 18% rendah, sederhana ▪ Alatan pembedahan
& tinggi
Kromium ▪ Lebih kuat daripada ▪ Barangan perhiasan
▪ 8% Nikel besi tulen ▪ Piala
▪ 1% ▪ Tahan kakisan ▪ Cenderamata

Karbon ▪ Lebih kuat daripada
▪ 95% stanum tulen

Stanum ▪ Tidak berkarat
▪ 3.5% ▪ Berkilat

Antimoni
▪ 1.5%

Kuprum

8.2 KOMPOSISI KIMIA &
KEGUNAANNYA

SIFAT-SIFAT ASAS Kaca

Keras tetapi rapuh Lengai secara kimia Lut sinar
Kalis air
Penebat elektrik Penebat haba

JENIS-JENIS KACA Kaca soda kapur

Kaca silika terlakur

Kaca borosilikat Kaca plumbum

KACA SILIKA TERLAKUR

❖Kaca silika terlakur dihasilkan daripada silika (silikon
dioksida, SIO₂) tanpa campuran bahan kimia lain .

❖Silika memerlukan suhu yang tinggi sekitar 1800˚C
untuk melebur.

❖Kaca silika terlakur mempunyai takat lebur yang tinggi.
❖Kaca ini tidak mengecut atau mengembang dengan

banyak di bawah perubahan suhu yang besar.
❖Sesuai digunakan untuk membuat kanta teleskop.

KACA SODA KAPUR

❖ Kaca soda kapur dihasilkan daripada silika(SIO₂), soda
(natrium karbonat,Na₂CO₃), & batu kapur(kalsium
karbonat,CaCO₃).

❖ Soda akan menurunkan takat lebur silika.
❖ Kaca soda kapur mempunyai takat lebur yang rendah

sekitar 1000˚C.
❖ Kaca ini mudah dibentuk & sesuai digunakan untuk

membuat bekas kaca seperti botol & jag.
❖ Kaca ini tidak tahan terhadap haba & mudah retak

apabila dikenakan perubahan suhu yang mendadak.

KACA BOROSILIKAT

❖ Kaca borosilikat dihasilkan daripada silika(SiO₂),
soda(Na₂CO₃), batu kapur(CaCO₃), boron oksida(B₂O₃) &
aluminium oksida(Al₂O₃).

❖ Banyak radas kaca makmal seperti bikar & kelalang kon
yang diperbuat daripada kaca borosilikat kerana sifat
rintangannya terhadap haba.

❖ Pekali perkembangannya yang rendah menyebabkan
peralatan kaca tidak mudah retak akibat dikenakan
tegangan terma.

❖ Kaca borosilikat boleh dikeluarkan dari peti sejuk & terus
dipanaskan tanpa berlaku peretakan.

KACA PLUMBUM

❖Kaca plumbum dihasilkan daripada silika(SiO₂),
soda(Na₂CO₃) & plumbum (II) oksida(PbO).

❖Plumbum menggantikan kalsium untuk menghasilkan
kaca yang lebih lembut & tumpat.

❖Kaca plumbum adalah lebih berat & mempunyai
indeks pembiasan yang tinggi.

❖Kaca ini sesuai digunakan untuk membuat prisma.

8.3 KOMPOSISI SERAMIK &
KEGUNAANNYA

o Seramik ialah pepejal yang diperbuat daripada bahan
bukan organik & bahan bukan logam.

o Juzuk utama dalam seramik ialah sebatian logam,
sebatian bukan logam atau sebatian separa logam.

Rintangan SIFAT ASAS Lengai
haba tinggi SERAMIK secara kimia

Penebat Keras & Penebat Mudah
haba kuat elektrik pecah

Seramik tradisonal- diperbuat daripada tanah liat seperti kaolin,
Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O.

KEGUNAAN SERAMIK TRADISONAL

CONTOH SIFAT SERAMIK KEGUNAAN

- Batu bata - Jubin - Keras - Kuat Bahan pembinaan
- Bumbung - Tahan lasak

- Singki - Mudah dibentuk Peralatan rumah tangga
- Tab mandi - Tahan lama
- Mangkuk tandas - Tidak berkarat

- Pinggan - Sudu - Lengai - Senang dicuci Peralatan dapur
- Mangkuk - Tidak berkarat

- Tembikar - Porselin - Menarik - Tidak berkarat Barang perhiasan
- Mudah dibentuk
- Pasu - Patung

- Cip mikro dalam - Bersifat sebagai Cip mikro
komputer semikonduktor

- Radio - Televisyen

Seramik tradisonal – diperbuatkan daripada bahan bukan organik,
menunjukkan sifat khusus seperti superkonduktiviti,
peningkatan ketahanan haba dan lelasan.

KEGUNAAN SeRAMIK TERMAJU

Contoh Sifat Kegunaan

Superkonduktor Kondyksi arus elektrik Membuat elektromagnet
(kuprum (II) oksida tanpa rintangan dan yang kuat,penjana
bercampur itrium oksida kehilangan tenaga elektrik elektrik,transformer dan
dan barium oksida) bahagian komputer
Kordierit (magnesium Mempunyai sifat
mangkin,ringan dan boleh Sebagai mangkin dalam
aluminat) tahan suhu tinggi pengubah bermangkin
dalam kenderaan untuk
Seramik zirkonia Lengai,tidak mengurangkan
rapuh,rintangan terhadap pencemaran asap ekzos
Silikon karbida lelasan dan geseran
Keras,kuat,tahan kejutan Digunakan dalam bidang
Tungsten karbida terma dan rintangan perubatan sebagai impalan
terhadap haba pergigian
Keras dan tahan terhadap
lelasan Digunakan untuk membuat
cakera pemotong dan
cakera brek

Digunakan untuk membuat
cincin tungsten karbida

8.4 BAHAN KOMPOSISI &
KEPENTINGANNYA

MAKSUD BAHAN KOMPOSIT & sifatnya

✓ Komposit ialah gabungan bahan yang mengandungi dua
atau lebih jenis bahan yang bukan homogen, iaitu bahan
matriks & bahan pengukuhan.

✓ Komposit terhasil merupakan bahan baru dengan sifat
fizik yang lebih baik daripada bahan asalnya.

✓ Bahan komposit adalah lebih kuat, lebih keras, lebih
ringan(ketumpatan lebih rendah ), lebih tahan haba &
hakisan serta memepunyai sifat khusus.

Contoh bahan komposit dan bahan asalnya

CONTOH BAHAN KOMPOSIT BAHAN ASAL
Konkrit diperkukuhkan
Tetulang keluli atau jejaring daawai
Superkonduktor (bahan pengukuhan) dan konkrit (bahan
Gentisn optik matriks)
Kaca gantian
Itrium oksida (Y₂O₃),batrium karbonat
Kaca fotokromik (BₐCO₃) ,kumprum (II) oksida (CuO)

Kaca silika (bahan pengukuhan) dan
salutan kaca atau plastik (bahan matriks)

Gentian kaca (bahan pengukuhan)dan
plastik(bahan matriks)

Argentum klorida dan kuprum (I) klorida
(bahan pengukuhan) dengan kaca (bahan
matriks)

Perbandingan sifat bahan komposit dengan
bahan asalnya

Konkrit dipekukuhkan

1. Konkrit adalah bahan terhasil daripada campuran pasir dan batu kecil dan simen.
2. Keluli karbon mempunyai regangan tinggi tetapi mahal dan mudah berkarat.
3. Konkrit diperkukuhkan dibuat dengan menambahkan konkrit kepada tetulang keluli

atau jejaring dawai.Bahan komposit terhasil apabila campuran ini menjadi keras dan
struktur ditetapkan.
4. Konkrit diperkukuhkan memepunyai kekuatan regangan tinggi, kekeuatan
mampatan tinggi dan tahan kakisan, menggabungkan kekeuatan mampatan konkrit
serta kekuatan regangan keluli.
5. Konkrit diperkukuhkan merupakan bahan pembinaan yang bagus untuk membuat
rangka lebuh raya, jambatan, platform minyak dan bangunan tinggi.

Superkonduktor

1. Rintangan wujud dalam konduktor biasa seperti logam kuprum lalu menyebabkan
tenaga elektrik bertukar kepada tenaga haba.

2. Superkonduktor ialah bahan yang dapat menkonduksi elektrik tanpa rintangan
3. Apabila satu campuran kuprum(II) oksida (CuO), intrium oksida (Y₂O₃) & barium

karbonat (Ba₂CO₃) dipanaskan, sejenis seramik, perovskit terbentuk.
4. Bahan asal adalah bukan konduktor dalam bentuk tulen, tetapi bertindak sebagai

superkonduktor apabila bergabung sebagai bahan komposit.
5. Elektromagnet yang sangat kuat & ringan dibuat dengan menggunakan

superkonduktor.
6. Superkonduktor terlibat dalam pembuatan penjana yang lebih cekap, pemecut

zarah, resonans magnet nukleus, mesin pengimejan resonans & bahagian
komputer.

Gentian optik

1. Gentian optik terdiri daripada 3 lapisan iaitu bahgian teras, lapisan salutan & jaket
pelindung.

2. Bahgian teras yang terdiri daripada gentian kaca silika (bahan pengukuhan) diselaputi oleh
lapisan kedua yang terdiri daripada salutan kaca atau plastik (bahan matriks) yang diselaputi
lapisan ketiga yang diperbuat daripada plastik (bahan matriks) & berfungsi sebagai jaket
pelindung.

3. Bahan teras & bahan matriks mempunyai indeks biasan yang berlainan yang membenarkan
penghantaran kapasiti data yang banyak tanpa gangguan elektromagnet.Data yang dihantar
dalam bentuk cahaya melalui saluran gentian oprik mengalami pantulan dalam penuh.

4. Gentian optik adalah bahan komposit yang membenarkan penghantaran data elektronik,
isyarat, suara & imej dalam format digital melalui satu salur halus dengan halaju cahaya.

5. Dalam bidang telekomunikasi, cahaya menggantikan elektron sebagai pembawa isyarat
dalam gentian optik (optoelektronik).

6. Dalam bidang perubatan,
-Laser yang disalurkan melalui gentian optik digunakan untuk membdah atau
membunuh tisu yang hendak disingkirkan.
-Dalam endeskop, gentian optik yang halus boleh dilentur dimasukkan ke dalam salur
pernafasan , hidung dan telinga untuk membolehkan doktor memeriksa organ dalaman.

Kaca gentian

1. Plastik adalah ringan tetapi rapuh & mudah terbakar.
2. Kaca pula adalah keras dan tahan mampatan tetapi rapuh & berat.
3. Kaca gentian terhasil daripada campuran gentian kaca (bahan pengukuhan) &

plastik (bahan matriks).
4. Bahan komposit ini ringan, kuat , tidak mudah terbakar, berdaya tahan serta

mempunyai kekeuatan regangan yang tinggi.
5. Kaca gentian adalah bahan yang sesuai untuk membuat tangki simpanan air, papan

litar tercetak, kolam renang, bot, rod pancing & topi keledar.

Kaca fotokromik

1. Kaca fotokromik ialah sejenis kaca yang peka kepada keamatan cahaya, iaitu menjadi gelap
dalam sinaran matahari yang terang tetapi menjadi cerah apabila keamatan cahaya
berkurang.

2. Kaca (bahan matriks) adalah lut sinar, tidak menyerap sinaran UV & tidak sensitif terhadap
cahaya. Argentum klorida (AgCl) adalah lut sinar terhadap cahaya nampak, menyerap
sinaran UV & sensitif terhadapa keamatan cahaya.

3. Dalam kaca fotokromik, Argentum klorida & sedikit kuprum(I) klorida terperangkap dalam
struktur kaca & bersifat lut sinar menyerap sinaran UV & menyerap sinaran UV bergantung
kepada keamatan cahaya.

4. Apabila terdedah kepada cahaya ultraungu, argentum klorida (AgCl) terurai kepada butiran
argentum yang berwarna hitam yang tersebar ke seluruh kaca yang menghalang laluan
cahaya yang melalui kaca yang lut sinar.
2AgCl → 2Ag + Cl₂

5. Apabila keamatan ultraungu berkurang, CuCl memangkinkan pembalikan proses
supaya atom-atom argentum & gas klorin berpadu semula kepada argentum klorida.

6. Kaca fotokromik mempunyai kebolehan bertukar menjadi warna gelap & menjadi
cerah mengikut keamatan cahaya secara automatik. Kaca fotokromik digunakan
untuk membuat kanta kamera, tingkap kereta, panel paparan maklumat, meter
kematan cahaya & suis optik.