BAB 8 KIMIA TINGKATAN 4

BAB 8 :

BAHAN BUATAN
DALAM INDUSTRI

NOR AMALIA BT MUHD NAZIRUN
4 ELIT

KANDUNGAN

1. 8.1) Aloi dan Kepentingannya
2. 8.2) Komposisi Kaca dan Kegunaannya
3. 8.3) Komposisi Seramik dan Kegunaannya
4. 8.4) Bahan Komposit dan Kepentingannya

ALOI

APAKAH ITU ALOI?

 Aloi merupakan campuran dua atau lebih unsur yang mana unsur utama ialah logam.
 Aloi adalah homogen dan mengekalkan sifat logam, walaupun terdapat bahan bukan

logam dan bahan logam dalam komposisinya .
 Aloi mengkristal apabila disejukkan ke dalam larutan pepejal, campuran atau

sebatian antara logam.
 Komponen aloi tidak dapat dipisahkan dengan menggunakan kaedah fizikal.
 Tujuan pengaloian adalah untuk menambah kekuatan dan kekerasa logam tulen,

mencegah kakisan logam, dan membaiki rupa bentuk logam supaya menjadi berkilat.

TUJUAN PENGALOIAN

Meningkatkan kekerasan Meningkatkan rupa Mencegah kakisan

dan kekuatan logam logam logam

• Logam adalah mulur dan boleh • Permukaan logam yang berkilau • Atom – atom logam mudah
bertukar pudar akibat pembentukan
ditempa lapisan oksida logam. teroksida untuk membentuk
• Aloi mempunyai kekerasan dan permukaan oksida yang porus.
• Aloi mempunyai permukaan licin, • Kekuatan logam menurun
kekuatan yang lebih tinggi berkilau dan bersinar. apabila terkakis
• Contoh : Penambahan karbon ke • Unsur kromium yang
• Contoh : Penambahan zink ke
dalam ferum menyebabkan keluli dalam kuprum menghasilkan aloi ditambahkan ke dalam keluli
Loyang yang mempunyai bagi membantu mencegah
lebih keras dan kuat daripada ferum permukaan bersinar dan berwarna kakisa.
tulen. keemasan. • Penambahan kromium ke dalam
• Penambah kuprum, magnesium dan keluli aloi keluli nirkarat yang
mangan ke dalam aluminium
menghasilkan aloi duralumin mempunyai permukaan yang
berkilau dan tidak berkarat.
menghasilkan aloi duralumin yang
ringan dan mempunyai kekuatan
tegangan yang tinggi.

CONTOH & KEPENTINGAN ALOI

1. Duralumin untuk membuat badan kapal terbang.
2. Piuter untuk membuat cenderamata.
3. Keluli nirkarat untuk membuat sudu & garpu
4. Keluli untuk membuat badan kereta
5. Loyang untuk membuat kunci
6. Gangsa untuk membuat pingat.

PERBANDINGAN SIFAT ALOI
DENGAN LOGAM TULEN

ALOI PERBEZAAN LOGAM TULEN

Berkilat PERMUKAAN Pudar
Tahan hakisan SIFAT TAHAN KAKISAN Mudah kakis
Kurang keras
Keras SIFAT KEKERASAN Boleh ditempa
Tidak boleh ditempa KETERTEMPAAN
KEMULURAN Mulur
Tidak mulur

Mengapa logam tulen bersifat mulur?

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

Mengapa logam tulen bersifat boleh tempa?

 Logam tulen bersifat boleh ditempa atau mudah terbentuk kerana
terdapat beberapa ruang kosong di antara atom di dalam logam
tulen. Apabila dikenakan daya, atom – atom logam akan
menggelongsor untuk mengisi ruang kosong dan membentuk struktur
baharu.

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 atom logam tulen akan
terganggu. Hal ini menyebabkan lapisanatom di dalam
aloi sukar menggelongsor diatas satu sama lain apabila
dikenakan daya.

KOMPOSISI, SIFAT & KEGUNAAN ALOI

ALOI KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN

Duralumin • 93% Aluminium • Lebih kuat daripada aluminium • Badan kapal terbang
• 3% Kuprum tulen • Kabel elektrik
Gangsa • 3% magnesiu, • Basikal lumba
• 1% Mangan • Ketumpatan rendah
• Tidak berkarat • Pingat
• 90% Kuprum • Tugu
• 10% Stanum • Lebih kuat daripada kuprum • Piala
tulen

• Tidak berkarat

Loyang • 70% Kuprum • Lebih kuat daripada kuprum • Alatan muzik
• 30% Zink
• Tidak berkarat • Tombol pintu
• Berkilat • Kunci

Magnalium • 70% Aluminium • Ringan • Tungku kaki tiga kamera
• 30% Magnesium • Kuat • Rim kereta lumba

KOMPOSISI, SIFAT & KEGUNAAN ALOI

ALOI KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN

Keluli • 73% Besi • Dikenali sebagai keluli karbon • Struktur bangunan
• 18% Kromium • Lebih kuat dan keras • Landasan kereta api
• 8% Nikel • Boleh tempa • Badan kereat
• 1% Karbon
• Lebih kuat daripada besi tulen • Sudu dan garpu
Keluli nirkarat • 73% Besi • Tahan kakisan • Singki
• Alatan pembedahan
• 18% Kromium • Lebih kuat daripada stanum tulen
• 8% Nikel • Tidak berkarat • Barangan perhiasan
• 1% Karbon • Berkilat • Piala
• Cenderamata
Piuter • 95% Stanum • Keras dan kuat
• Tahan kakisan • Duit syiling
• 3.5% Antimoni • Berkilau
• 1.5% Kuprum

Kupronikel • 75% kuprum
• 25% Nikel

KOMPOSISI KACA & KEGUNAANNYA

 Kaca merupakan bahan keras lutsinar yang dihasilkan apabila silika yang lakur
disejukkan dengan cepat.

 Silikon dioksida (SiO2) merupakan komponen utama dalam kaca.

 Pasir halus yang digunakan dalam pembuatan kaca dikenali sebagai pasir silica
kerana kaya dengan sebatian silica atau silicon dioksida (SiO2).

 Apabila silika dipanaskan bersama – sama bahan kimia lain, pelbagai jenis kaca
dengan sifat berbeza akan terhasil. Namun, semua jenis kaca mempunyai sifat asas
yang sama.

 Sifat fizik kaca bergantung kepada komposisi silika yang hadir dalam kaca.

SIFAT – SIFAT KACA

Penebat haba Lut sinar

Penebat elektrik Kekuatan mampatan tinggi

Kalis air Konduktor haba yang lemah

Lengai secara Mudah dikitar semula
kimia sepenuhnya

Tahan terhadap Takat lebur yang tinggi tetapi mempunyai
kakisan pekali pengembangan yang tinggi

JENIS KACA

KACA SILIKA TERLAKUR

 Komposisi

 Silika, SiO2

 Sifat

 Takat lebur yang tinggi sebanyak (1800°C)
 Tidak mengecut atau mengembang dengan banyak di bawah perubahan suhu

yang besar.
 Mempunyai ketulenan dan kejernihan yang sangat tinggi.
 Pekali pengembangan sifar membolehkannya mempunyai rintangan terhadap

kejutan haba.

 Kegunaan

 Membuat kanta teleskop
 Membuat radas kaca makmal
 Membuat kanta cermin mata
 Membuat kanta mikroskop

KACA SODA KAPUR

Komposisi

 Silika, SiO2 (70%)
 Natrium karbonat, Na2CO3 (15%)
 Kalsium karbonat, CaCO3 (10%)
 Lain- lain (5%)

Sifat

 Takat lebur yang rendah (1000ºC) kerana soda (Na2CO3) akan menurunkan takat
lebur silica (SiO2).

 Mudah dibentuk
 Tidak tahan haba
 Mudah retak apabila dikenakan perubahan suhu yang mendadak

Kegunaan

 Membuat bekas kaca seperti botol dan jag
 Membuat mentol
 Membuat cermin tingkap
 Membuat cermin muka

KACA BOROSILIKAT

Komposisi

 Silika, SiO2 (80%)
 Soda, NaCO3 (3%)
 Batu kapur, CaCO3
 Boron oksida, B2O3 (15%)
 Aluminium oksida, Al2O3 (1%)

Sifat

 Takat lebur tinggi (1723ºC)
 Kurang tumpat berbanding dengan kaca kapur soda
 Pekali pengembangan yang rendah menyebabkan ia tidak mudah retak akibat dikenakan

tegangan terma.
 Mempunyai rintangan kejutan haba yang tinggi.
 Boleh dikeluarkan dari peti sejuk dan terus dipanaskan tanpa berlaku peretakan.

Kegunaan

 Membuat radas kaca makmal
 Membuat periuk memasak kaca
 Membuat kaca lampu kereta

KACA PLUMBUM

 Komposisi

 Silika, SiO2 (55%)
 Soda, NaCO3 (15%)
 Plumbum (II) oksida, PbO (30%)

 Sifat

 Takat lebur yang rendah (600ºC)
 Lembut dan tumpat
 Berat
 Indeks pembiasan tinggi menyebabkan kaca plumbum kelihatan bersinar apabila

dipancar dengan cahaya
 Pekali pengembangan yang tinggi mengakibatkannya mudah retak jika mengalami

kejutan haba.

 Kegunaan

 Membuat prisma
 Membuat barangan hiasan kaca

KOMPOSISI SERAMIK & KEGUNAANNYA

 Seramik merupakan pepejal yang terdiri daripada bahan bukan organic dan
bahan bukan logam.

 Bahan seramik terhasil melalui proses pembentukan dan pengerasan
menggunakan kaedah pemanasan pada suhu yang tinggi.

 Kebanyakkan komposisi seramik terdiri daripada sebatian logam, sebatian
bukan logam dan sebatian separa logam.

 Seramik dikelakskan berdasarkan komposisi dan kaedah pembuatan. Terdapat
dua kelas seramik, iaitu seramik tradisional dan seramik termaju.

Rintangan haba tinggi

Penebat haba SIFAT ASAS Mudah pecah
Keras dan kuat SERAMIK Lengai secara kimia

Penebat elektrik

SIFAT ATOM DALAM SERAMIK

 Atom di dalam seramik diikat oleh ikatan kovalen dan ikatan ion yang kuat. Oleh itu,
seramik hanya melebur pada suhu yang tinggi, keras dan tahan terhadap mampatan.
Apabila dikenakan daya, atom di dalam seramik tidak dapat menggelongsor di atas
satu sama lain kerana atom ini diikat dengan kuat dalam susunan yang tidak teratur.
Tenaga daripada daya itu akan digunakan untuk memecahkan ikatan antara logam.
Oleh itu, seramik bersifat rapuh dan lemah terhadap regangan. Elektron di dalam
seramik pula tidak bebas bergerak untuk mengkonduksikan elektrik atau haba.

SERAMIK

Seramik Tradisional Seramik Termaju

 Seramik yang diperbuat daripada mineral  Diperbuat daripada bahan bukan organik seperti oksida,

semula jadi seperti silikat, tanaHh liat, silika, karbida dan nitrida.
kaolin, Al2O3.2SiO₂.2H₂O dan lain – lain lagi.  Diperbuat dengan mencampurkan bahan buatan Al2O3,
 Tanah liat dicampurkan dengan air untuk
ZrO2, Si3N4, SiC, SiAION dan lain – lain ke dalam
menghasilkan campuran yang lembut dan mineral semula jadi seperti silikat, tanah liat, silika,

mudah dibentuk. Campuran ini kemudiannya kaolin dan lain- lain.
 Dihasilkan melalui proses baharu dan aplikasi teknologi
dibakar pada suhu yang tinggi.
 Pada kebiasaannya, seramik tradisional moden dalam bidang sains bahan.
 Mempunyai rintangan haba dan lelasan yang lebih tinggi,
digunakan dalam pembuatan batu – bata,
lebih lengai secara kimia serta memiliki sifat
tembikar dan pinggan mangkuk.
superkonduktiviti.
 Silikon karbida digunakan untuk membuat cakera

pemotong kerana sifatnya yang keras dan kuat dan untuk

membuat cakera brek kerana sifatnya yang tahan kejutan

terma dan rintangan tinggi terhadap haba.
 Turut digunakan untuk membuat cincin tungsten karbida

kerana sifatnya yang keras dan tahan kepada lelasan.

Lengai secara kimia Kuat dan keras
menjadikannya sesuai dalam menjadikannya sesuai sebagai
pembuatan pinggan mangkuk,
bekas air dan peralatan gigi. bahan binaan rumah dan
bangunan seperti jubin, bata

dan konkrit.

Sifat – sifat
asas Seramik
Tradisional &
Kegunaannya

Tidak mengkonduksikan Takat lebur yang tinggi
elektrik menjadikannya sesuai menjadikannya sesuai dalam
pembuatan periuk tanah liat,
sebagai penebat elektrik mangkuk pijar, penebat haba
dalam sistem penghantaran dalam ketuhar dan blok enjin.

elektrik berkuasa tingi.

Semikonduktor Penebat haba Penukar pemangkin ekzos kereta
Litium silicon oksida mempunyai
Seramik termaju yang rintangan haba yang sangat tinggi (catalytic converter)
mengandungi aluminium oksida , digunakan sebagai penebat haba Aluminium oksida Al2O3 digunakan
Al2O3 dan silika, SiO2 digunakan
pada muncung roket untuk mengurangkan gas 0- gas
dalam pembuatan cip mikro beracun dan bahan pencemar udara

yang dibebaskan.

Zirkonium oksida (Zirkonia) Contoh- contoh, sifat- Elektroseramik yang mengandungi
Sangat keras, tidak mudah tumpul sifat dan kegunaan silikon karbida mengkonduksikan
seramik termaju
dan lengai secara kimia me elektrik dengan baik digunakan
njadikannya sesuai dalam dalam kapasitor, sensor magnet dan
pembuatan pisau seramik
modulator optik.
dan lesung

Silikon karbida & tungsten karbida Boron karbida, B4C
sangat keras, mempunyai pekali Adalah seramik termaju paling keras men
jadikannya sesuai dalam pembuatan baju
pengembangan haba yang rendah, dan
tahan terhadap kejutan haba perisai, manga antipotong, muncung
menjadikannya alat pemotong letupan (grit blasting nozzle) dan bebola
berprestasi tinggi
(bearing)

Aplikasi Penggunaan Seramik

Perubatan  Seramik zirconia digunakan dalam implan gigi.
 Seramik alumina digunakan dalam perubatan tulang
Contoh
aplikasi lutut.
penggunaan  Seramik digunakan dalam mesin pengimejan resonans
seramik
magnetik (Magnetic Resonance Imaging, MRI) kerana

memiliki sifat superkonduktiviti.

Pengangkutan  Komponen enjin di dalam kapal terbang jet diperbuat
Penjanaan tenaga daripada seramik.

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

BAHAN KOMPOSIT & KEPENTINGANNYA

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

Bahan matriks Bahan pengukuhan Bahan komposit

Lignin Gentian selulosa Kayu

 Kedua- dua komponen bahan komposit mempunyai sifat fizik atau sifat kimia yang berlainan.

Apabila digabungkan, bahan komposit yang terhasil akan mempunyai sifat yang lebih baik daripada

komponen asal.
 Dalam bahan komposit, bahan matriks mengelilingi dan mengikat bahan pengukuhan.
 Bahan komposit memiliki sifat kimia atau sifat fizik yang berlainan.
 Bahan – bahan komposit memiliki gabungan kekuatan komponen – komponen asalnya dan men

jadikannya lebih baik
 Bahan komposit dihasilkan bertujuan untuk mengatasi masalah penggunaan bahan – bahan buatan

industry yang terhad disebabkan oleh kelemahan – kelemahan yang sedia ada pada bahan tersebut.

Konkrit Gentian optik
diperkukuhkan

Kaca gentian ➠ Contoh ➠ Kaca fotokromik
Bahan

Komposit

➠

Superkonduktor

KONKRIT DIPERKUKUHKAN

Komposisi

 Bahan matriks : Konkrit
Bahan pengukuhan : Keluli atau jejaring dawai

Kegunaan

 Digunakan dalam bahan industri pembinaan
jambatan, empangan dan bangunan

Jambatan Bangunan Empangan

KACA GENTIAN

Komposisi
 Bahan matriks : Plastik
 Bahan pengukuhan : gentian kaca

Kegunaan
 Membuat topi keledar
 Membuat bampar kereta
 Membuat papan litar tercetak

Topi keledar Bampar kereta Papan litar cetak

GENTIAN OPTIK Gentian optik
Kamera video
Komposisi

 Bahan matriks : Salutan kaca atau plastik (lapisan kedua), plastik sebagai jaket
pelindung (lapisan ketiga)

 Bahan pengukuhan : gentian kaca silika (lapisan pertama)

Penerangan

 Gentian optik digunakan untuk menghantar maklumat dan data dalam bentuk
cahaya. Cahaya bergerak melalui gentian kaca (bahagian teras) secara satu siri
pantulan dalam yang penuh. Bahan teras dan bahan matriks mempunyai indeks
biasan yang berlainan membolehkannya membawa data dalam kapasiti yang
banyak dan tidak terjejas oleh gangguan elektromagnet.

 Bahan komposit ini menggantikan wayar kuprum di dalam kamera video dan
menghubungkan komputer dalam Local Area network, LAN (Rangkaian
Kawasan Setempat).

Perkabelan rangkaian komputer

KACA FOTOKROMIK Tingkap
bangunan
Komposisi
Tingkap kereta
 Bahan matriks : Kaca
 Bahan pengukuhan : Argentum klorida, AgCl dan kuprum(I)

klorida, CuCl

Sifat

 Apabila dideahkan kepada cahaya matahari, ia akan menjadi gekap.
Hal ini disebabkan pembentukan atom argentum, Ag yang
menghalang laluan cahaya. Apabila keadaan menjadi malap,
kuprum(I) klorida, CuCl di dalam kaca fotokromik memangkinkan
pembalikan proses supaya kaca menjadi lut sinar semula.

Kegunaan

 Digunakan untuk membuat tingkap kereta, tingkap bangunan dan
kanta kereta kerana melindungi pengguna daripada sinaran UV.

Kamera

SUPERKONDUKTOR Pengimejan
Resonans magnetic
Komposisi
(MRI)
 Itrium barium kuprum oksida (YBCO) yang bersifat superkonduktiviti seperti
aloi. Resonans Magnet
Nukleus (NMR)
Kegunaan
Pemecut Zarah
 Digunakan untuk membuat electromagnet, iaitu magnet superkonduktor atau
supermagnet.

 Magnet superkonduktor ringan dan mempunyai daya magnet yang kuat.
 Magnet superkonduktor digunakan dalam pemecut zarah dan terlibat di

dalam peralatan mesin resonans magnet nucleus (Nuclear Magnetic
Resonance,NMR) serta mesin pengimejan resonans magnet (Magnetik
Resonance Imaging, MRI)

Penerangan

 Superkonduktiviti adalah satu fenomena keupayaan suatu bahan untuk
mengalirkan arus elektrik dengan rintangan sifar.

 Superkonduktor adalah barang yang mempunyai rintangan sifar pada suhu
tertentu (iaitu suhu yang rendah).

 Superkonduktor boleh mengkonduksi elektrik tanpa melibatkan kehilangan
tenaga

PERBANDINGAN & PERBEZAAN SIFAT BAHAN KOMPOSIT DENGAN
KOMPONEN ASAL

a) Konkrit yang diperkukuhkan

Konkrit

Kekuatan Kelemahan

Tahap mampatan Tidak tahan regangan

Tahan kakisan Rapuh Sifat

Telulang keluli atau jejaring dawai Konkrit yang  Kekuatan mampatan tinggi
diperkukuhkan  Kekuatan regangan tinggi
 Tahan kakisan
 Mudah dibentuk

Kekuatan Kelemahan

Tahan regangan Mudah berkarat

b) Kaca gentian

Plastik

Kekuatan Kelemahan

 Tahan kakisan  Kekuatan regangan Sifat

 Tahan lasak rendah  Ringan
 Ringan  Kekonduksian haba  Nipis
 Kenyal  Kekuatan regangan dan
 Mudah dibentuk rendah
 Kekonduksian elektrik mampatan tinggi
 Tahan kakisan
rendah  Tahan lasak
 Takat lebur rendah  Mudah dibentuk

Kekuatan Gentian kaca Filamen kaca
digabungkan
 Lut sinar Kelemahan dengan polimer
 Keras
 Kekuatan  Kekonduksian haba dan plastik
elektrik rendah
regangan
tinggi  Rapuh
 Berat
 Sukar diacu dan dibentuk

c) Gentian optik

Plastik

Kekuatan Kelemahan

 Kelenturan tinggi  Tidak membiaskan Sifat
 Kekuatan mampatan cahaya
 Kekuatan mampatan tinggi
tinggi  Fleksibel
 Fleksibel  Indeks pembiasan cahay tinggi
 Penyerakkan cahaya dihalang
Kaca Gentian optik  Perambatan cahaya dan

Kekuatan Kelemahan kelajuan penghantaran data

 Indeks pembiasan  Penyerakan cahaya yang sangat tinggi
cahaya tinggi berlaku

 Keras  Mudah pecah
 Kekuatan mampatan

rendah

d) Kaca fotokromik

Kekuatan Kaca
 Lut sinar
Kelemahan
Sifat
 Tidak menapis dan
menyerap sinaran  Lut sinar
ultraungu (UV)  Menyerap sinaran UV
 Penyerapan sinaran UV
 Tidak sensitif
terhadap cahaya bergantung pada keamatan
cahaya
Kaca
Fotokromik

Argentum klorida

Kekuatan Kelemahan

 Menyerap dan  Lut sinar kepada
peka terhadap cahaya nampak
sinaran UV

 Sensitif terhadap
keamatan cahaya

e) Superkonduktor
Itrium(III) karbonat

Sifat Kuprum (II) karbonat Superkonduktor Sifat
 Rintangan Barium karbonat (YBCO)  Tiada rintangan

elektrik yang elektrik pada suhu
tinggi pada
suhu bilik yang sangat rendah

Oksigen

Thanks!

Do you have any questions?
[email protected]
+91 620 421 838
yourcompany.com

CREDITS: This presentation template was
created by Slidesgo, including icons by

Flaticon, and infographics & images by Freepik

Please keep this slide for attribution