BAB8 _ Bahan buatan dalam industri

KIMIA

BAB 8: Bahan Buatan dalam
Industri

ANUN AISYAHTUL AISA BINTI ADNAN
(4STA)

8.1 : Aloi & Kepentingannya

ALOI

MAKSUD: TUJUAN:
Aloi merupakan meningkatkan kekuatan

campuran dua atau & kekerasan logam
lebih unsur yang untuk mengelakkan
mana unsur yang
pengaratan besi
utama ialah logam untuk membaiki rupa

logam

PERBANDINGAN

ALOI LOGAM TULEN

BERKILAT PERMUKAAN PUDAR
TAHAN SIFATTAHAN MUDAH
KAKISAN KAKISAN
KERAS KAKISAN KURANG KERAS
SIFATKEKERASAN

8.1 : Aloi & Kepentingannya

Kekuatan dan
kekerasan aloi adalah
berdasarkan susunan

zarah

PERBEZAAN

LOGAM TULEN ALOI

Zarah tersusun dengan Zarah asing bertaburan secara
padat dan teratur rawak & teselit antara zarah-


zarah logam tulen
Lapisan zarah mudah

menggelongsor di atas
Tiada lapisan struktur lapisan
lapisan yang lain zarah . Tiada lapisan yang

akan tergelongsor apabila
daya dikenakan
Mulur & boleh ditempa

Lebih keras, kurang mulur &
tidak boleh ditempa

8.1 : Aloi & Kepentingannya

Komposisi , sifat & kegunan aloi

DURALUMIN

KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN

93% Aluminium Lebih kuat Badan

3% Kuprum daripada kapal
3% Magnesium aluminium terbang
1% Mangan tulen Kabel
Ketumpatan elektrik
rendah Basikal
Tidak lumba

berkarat

GANGSA

KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN
90% Kuprum
10% Stanum Lebih kuat Pingat
daripada Tugu
kuprum Piala

tulen

Tidak

berkarat

10% Stanum

8.1 : Aloi & Kepentingannya

LOYANG KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN
Alatan
70% Kuprum Lebih kuat muzik
daripada Tombol
30% Zink pintu
kuprum Kunci

tulen

Tidak

berkarat

Berkilat

KELULI KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN
Juga dikenali sebagai Struktur
98% Besi keluli karbon bangunan
0.2-2% Lebih kuat & keras Landasan
Karbon Boleh tempa kereta api
Badan
Terapat 3 jenis keluli , kereta

keluli karbon rendah ,

keluli karbon sederhana

, keluli karbon tinggi

KEKULI NIRKARAT KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN

73% Besi Lebih kuat Sudu & garpu

18% daripada Singki

Kromium besi tulen Alatan
8% NIkel Tahan pembedahan

1% Karbon kakisan

8.1 : Aloi & Kepentingannya

PIUTER

KOMPOSISI SIFAT KEGUNAAN
Barangan
95% Stanum Lebih kuat

3.5% Antimoni daripada perhiasan

1.5% Kuprum stanum tulen Piala
cenderamata
Tidak

berkarat

Berkilat

Superkonduktor merupakan
contoh aloi yang digunakan
dalam pengakutan elektrik
Superkondukter tidak mempunyai
rintangan elektrik pada suhu
yang sangat rendah
Aloi ini digunakan untuk membuat
magnet yang boleh
mengapungkan gerabak &
menggerakkannya pada kelajuan
yang sangat tiggi

8.2 : Komposisi kaca & Kegunaannya

Keras Lengai
tapi secara
rapuh kimia

Penebat Sifat asas kaca Lut sinar
elektrik

Penebat Kalis air
haba

Apabila silika dipanaskan bersama
bahan-bahan kimia yang lain , pelbagai

jenis sifat & kaca yang terhasil



Semua jenis kaca memiliki sifat asas
yang sama

8.2 : Komposisi kaca & Kegunaannya

JENIS KACA

Kaca silika terlakur

kanta
teleskop,

radas
makmal,
Kanta optik

KOMPOSISI
Dihasilkan daripada silika (Silikon dioksida ,SiO2)
tanpa campuran bahan kimia lain .
Silika (SiO2) memerlukan suhu yang tinggi sekitar
1800C untuk melebur

SIFAT
Takat lebur yang tinggi
Tidak mengecut atau mengembang dengan banyak
di bawah perubahan suhu yang besar

8.2 : Komposisi kaca & Kegunaannya

JENIS KACA

Kaca soda kapur

Botol, bekas
kaca, pinggan

mangkuk,
cermin,
mentol

KOMPOSISI
Silika (Silikon dioksida ,SiO2)
Soda ( Natrium karbonat , Na2CO3)
Batur kapur (Kalsium karbonat,CaCO3)

SIFAT
Takat lebur rendah ( soda menurunkan takat lebur
silika )
Mudah dibentuk ( botol & jag)
Tidak tahan haba
Mudah retak apabila dikenakan perubahan suhu
yang mendadak

8.2 : Komposisi kaca & Kegunaannya

JENIS KACA

Kaca boroslikat

Radas
makmal,
peralatan
memasak

KOMPOSISI
Silika (Silikon dioksida ,SiO2)
Soda ( Natrium karbonat , Na2CO3)
Batur kapur (Kalsium karbonat,CaCO3)
Boron oksida (B2O3)
Aluminium oksida (Al2O3)

SIFAT
Rintangan terhadap haba
Pekali pengembangan yang rendah (kaca tidak
mudah retak apabila dikenakan tegangan terma.
Boleh terus dipanaskan selepas keluar dari peti sejuk
tanpa berlaku peretakan

8.2 : Komposisi kaca & Kegunaannya

JENIS KACA

Kaca plumbum

kaca kristal
, prisma ,
kanta

KOMPOSISI
Silika (Silikon dioksida ,SiO2)
Soda ( Natrium karbonat , Na2CO3)
Plumbum(ii) oksida (PbO)

SIFAT
Plumbum (Pb) menggantikan kalsium (Ca) untuk
menghasilkan kaca yang lembut & tumpat
Kaca Plumbum lebih berat & mempunyai indeks
pembiasan yang tinggi . Kaca ini sesuai digunakan untuk
membuat prisma

8.3 : Komposisi seramik & Kegunaannya

SERAMIK Seramik merupakan pepejal yang
terdiri daripada bahan bukan organik &
bahan bukan logam

Bahan seramik terhasil melalui proses
pembentukan & pengerasan
menggunakan kaedah pemanasan
pada suhu yang tinggi

Kebanyakkan komposisi seramik terdiri
daripada sebatian logam ,sebatian
bukan logam & sebatian separa logam

CONTOH BAHAN YANG MEMBENTUK
SERAMIK

Aluminium Titanium Silikon
oksida , karbida , karbida,
Al2O3
TiC SiC

8.3 : Komposisi seramik & Kegunaannya

Lengai Rintangan
secara haba tinggi
kimia

Penebat SIFAT ASAS SERAMIK Mudah
elektrik pecah

Penebat Keras &
haba kuat

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

8.3 : Komposisi seramik & Kegunaannya

JENIS SERAMIK

SERAMIK TRADISIONAL SERAMIK TERMAJU

Diperbuat daripada tanah Diperbuat daripada
liat seperti kaolin . Al2O3 bahan bukan organik
.2SiO2 .2H2O seperti oksida , karbida &
Tanah liat dicampurkan nitrida
dengan air untuk Mempunyai rintangan
menghasilkan campuran haba & lelasan yang lebih
yang lembut & mudah tinggi , lebih lengai secara
dibentuk kimia serta memiliki sifat
Campuran ini kemudian superkonduktiviti
dibakar pada suhu yang Silikon karbida digunakan
tinggi untuk membuat cakera
Digunakan untuk pemotong kerana
pembuatan batu batan , sifatnya yang tahan
tembikar & pingan kejutan terma &
mangkuk rintangan tinggi terhadap
haba

8.3 : Komposisi seramik & Kegunaannya

APLIKASI & PENGGUNAAN
SERAMIK

PERUBATAN PENJANAAN TENAGA
Seranik zirnokia digunakan Seramik digunakan

dalam implan gigi sebagai bahan penebat
Seramik alumin digunakan elektrik di kawasan
dalam pembuatan tulang lutut yang mempunyai
Seramik digunakan di dalam voltan yang tinggi
mesin pengimejan resonans seperti di kawasan
magnetik kerana memiliki sifat stesen jana kuasa

superkonduktiviti

PENGAKUTAN
Komponen enjin di

dalam kapal
terbang jet
diperbuat
daripada seramik

8.4 : Bahan komposit & Kepentingannya

BAHAN KOMPOSIT Bahan komposit merupakan
bahan yang terdiri daripada
gabungn dua atau lebih bahan
yang bukan homogen , iaitu bahan
matriks & bahan pengukuhan
Bahan komposit adalah lebih kuat
, lebih keras , lebih ringan
(ketumpatannya lebih
rendah),lebih tahan terhadap
haba & hakisan serta mempunyai
sifat-sifat khusus

PEMBENTUKAN BAHAN
KOMPOSIT

BAHAN BAHAN BAHAN
MATRIKS PENGUKUHAN KOMPOSIT

Bahan matriks berfungsi
untuk mengikat &mengelilingi
bahan pengukuhan bersama

bagi membentuk bahan
komposit

8.4 : Bahan komposit & Kepentingannya

CONTOH BAHAN
KOMPOSIT

KONKRIT Komposisi
DIPERKUKUHKAN konkrit (campuran
simen , batu
Terhasil apabila telulang kerikir,pasir &air)
keluli atau jejaring dawai Keluli (aloi)

( bahan pengukuhan)
dibenamkan kedalam

konkrit

KACA GENTIAN

Terhasil apabila plastik(
bahan matriks)

dipewrkukuhkan dengan
gentian kaca (bahan
pengukuhan)

8.4 : Bahan komposit & Kepentingannya

CONTOH BAHAN
KOMPOSIT

GENTIAN OPTIK

Terdiri daripada 3 lapisan . Lapisan 1
terdiri daripada kaca silika (bahan

pengukuhan) . Lapisan 2 terdiri
daripada salutan kaca atau plastik
(bahan matriks) . Lapisan 3 diperbuat

daripada plastik yang bertindak
sebagai jaket pelindung (bahan

matriks)

PENGGUNAAN GENTIAN OPTIK



Digunakan untuk menghantar
maklumat & data dalam bentuk

cahaya . Cahaya bergerak
melalui gentian kaca ( bahagian
teras) secarasatu siri pantulan
dalam yang penuh . Bahan teras

& bahan matriks mempunyai
indeks biasan yang berlainan
membolehkan data dibawa
dalam kapasiti yang banyak &
tidak terjejas oleh gangguan

elektromagnet

8.4 : Bahan komposit & Kepentingannya

CONTOH BAHAN
KOMPOSIT

SUPERKONDUKTOR

Superkonduktor seperti
seramik itrium barium
kuprum oksida , YBCO
merupakan bahan komposit

yang memiliki sifat
konduktiviti selain aloi

KACA FOTOKROMIK

Terhasil apabila kaca (bahan
matriks) digabungkan

bersama-sama argentum
klorida , AgCl & kuprum(i)

klorida , CuCl ( bahan
pengukuhan)

8.4 : Bahan komposit & Kepentingannya

PERBANDINGAN & PERBEZAAN SIFAT
BAHAN KOMPOSIT DENGAN KOMPONEN

ASAL

Konkrit dapat menampung daya mampatan yang tinggi
tetapi pecah jikan dikenakan daya regangan yang tinggi
Gabungan ini membolehkan konkrit untuk menahan daya
regangan

Konkrit Telulang Konkrit
keluli/ jejari diperkuk
uhkan
dawai

SIFAT SIFAT SIFAT
Kekuatan kekuatan Ketahanan
mampatan tegangan mampatan,regang
an,tegangan tinggi
tinggi tinggi Pengaratan keluli
kekuatan mudah dicegah kerana
tegangan berkarat tidak terdedah
kepada air & udara
rendah Dapat dibentuk
tahan
kakisan
keras
rapuh

8.4 : Bahan komposit & Kepentingannya

PERBANDINGAN & PERBEZAAN SIFAT
BAHAN KOMPOSIT DENGAN KOMPONEN

ASAL

Martriks plastik terdiri daripada plastik yang bersifat lemah
,lembut & mudah terbakar
Filamen kaca digabungkan dengan polimer plastik

Plastik Gentian Kaca
kaca gentian

SIFAT SIFAT SIFAT
Kekonduksian haba Kekonduksian haba Penebat haba &

& elektrik rendah & elektrik rendah elektrik
kekuatan regangan kekuatan regangan kekuatan regangan

rendah tinggi tinggi
tahan kakisan lut sinar & keras tahan kakisan
Tahan lasak
tahan lasak Rapuh Nipis tetapi kuat
Ringan,kenyal & susah diacuan &
mudah dibentuk mudah dibentuk Ringan
dapat menghasilkan
Berat
pelbagai bentuk

8.4 : Bahan komposit & Kepentingannya

PERBANDINGAN & PERBEZAAN SIFAT
BAHAN KOMPOSIT DENGAN KOMPONEN

ASAL

Gentian optik mempunyai kekuatan mampatan yang tinggi
walaupun bahan asal , iaitu gentian kaca bersifat rapuh

Plastik Gentian Gentian
kaca optik

SIFAT SIFAT SIFAT
kekuatan kekuatan kekuatan
mampatan mampatan mampatan

tinggi rendah tinggi
Fleksibel Keras Fleksibel

8.4 : Bahan komposit & Kepentingannya

PERBANDINGAN & PERBEZAAN SIFAT
BAHAN KOMPOSIT DENGAN KOMPONEN

ASAL

Kaca bersifat lutsinar , iaitu tidak menyerap sinaran UV
Hablur garam argentum halida seperti garam Argentum
klorida ,AgCl pula bersifat lut sinar kepada cahaya nampak &
menyerap sinaran UV pada masa yang sama

Kaca Argentum Kaca
klorida fotokromik

SIFAT SIFAT SIFAT
Lut sinar Lut sinar Lut sinar
kepada Menyerap
Tidak cahaya sinar UV
menyerap nampak PEnyerapan
sinaran UV menyerapsin sinar UV
aran UV bergantung
Tidak sensitif kepada
sensitif terhadap keamatan
terhadap keamatan cahaya
cahaya cahaya

8.4 : Bahan komposit & Kepentingannya

PERBANDINGAN & PERBEZAAN SIFAT
BAHAN KOMPOSIT DENGAN KOMPONEN

ASAL

Superkonduktor boleh mengalirkan arus elektrik tanpa
rintngan pada suhu yang sangat rendah manakala bahan
asal bersifat sebaliknya

Itrium(iii) Barium Superkond
karbonat + karbonat + uktor
Kuprum (ii) (YBCO)
karbonat oksigen

SIFAT SIFAT
Rintangan Tiada
elektrikyang
tinggi pada rintangan
suhu bilik elektrik

pada suhu
yang sangat

rendah