BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Alloy (Panduan)

Alloy adalah campuran unsur yang mempunyai sifat-sifat logam, yang terdiri dari dua atau lebih unsur, dan sekurang-kurangnya satu unsur utamanya adalah logam. Sistem paduan adalah suatu sistem yang terdiri dari semua paduan yang dapat terbentuk dari beberapa unsur dengan semua macam komposisi yang mungkin dapat dibuat. Paduan dapat diklasifikasikan menurut srukturnya, dan sitem paduan diklasifikasikan menurut diagram kesetimbangannya (diagram fase). Suatu paduan dapat berupa susunan yang homogen apabila terdiri dari fase tunggal, atau campuran (mixture) apabila terdiri dari fase.

Gambar 2.1 Tabel Periodik

2.2 Kristal

Kristal tebentuk dari komposisi atom-atom, ion-ion atau molekul-molekul zat padat yang memiliki susunan berulang dan jarak yang teratur dalam tiga dimensi. Pada hubungan lokal yang teratur, suatu kristal harus memiliki rantang yang panjang pada koordinasi atom-atom atau ion dalam pola tiga dimensi sehingga menghasilakan rentang yang panjang sebagai karakteristik dari bentuk kristal tersebut.

Ditinjau dari struktur atom penyusunnya, bahan padat dibedakan menjadi tiga yaitu kristal tunngal (monocrystal), nanokristal (polycrystal), dan amorf (Smallman, 2000: 13). Pada kristal tunggal, atom atau penyusunnya mempunyai struktur tetap karena atom-atom atu molekul-molekul penyusunnya tersusun secara teratur dalam pola tiga dimensi dan pola- pola ini berulang secara periodik dalam rentang yang panjang tak berhingga. Polikristal dapat didenfinisikan sebagai kumpulan dari kristal-kristal tunggal yang memiliki ukuran sangat kecil dan saling menumpuk yang membentuk benda padat.

Pada hakikatnya semua logam, sebagian besar material keramik, dan beberapa polimer tertentu berkristalisasi ketika mereka memadat. Bagi orang awam, kata kristal mengandung makna suatu material yang memiliki permukaan, transparan, bahkan bernilai tinggi. Namun demikian, fasa kristalin memiliki satu karateristik yang lebih mendasar lagi, yang harus kita telaah jika kita ingin memahami struktur internal dari logam dan material-material lain.

Kristal mempunyai periodisitas sehingga menghasilkan tataan rentang-panjang (long-lange order). Maksudnya adalah susunan atomik lokalnya berulang dengan interval yang tertentu jutaan kali dalam ketiga dimensi ruang.

Tataan yang dijumpai pada kistal dapat digambarkan sebagian dengan menggunakan koordinasi-koordinasi atomik yang sketsanya diperhatikan pada gambar 2.2 : (1) setiap ion Na⁺ hanya memiliki ion-ion Cl^- sebagai tetangga terdeka, dan setiap ion Cl^- hanya memiliki ion-ion Na⁺ ; (2) jarak tetangga-tetangga terdekat pada NaCl sudah tepat dengan kata lain, ( 𝑟_𝑁𝑎⁺+ 𝑅_𝐶𝑙⁻ ) selalu sama dengan 0,0097 nm + 0,181 nm, atau 0,278 nm; (3) tetangga-tetangga dari setiap ion indifidual selalu ditemukan pada arah yang indentik, begitu juga tetangga untuk ion-ion yang yang serupa.

Meskipun semua hubungan lokal ini penting, yang lebih pentin lagi adalah bahwa salah satu perpanjangan dari koordinasi-koordinasi atomik atau ionik dalam tiga dimensi ini menghasilkan periodisitas rentang-panjang yang kas itu. Perpanjangan ini ditunjukan dengan sketsa garis dan titik pada gambar 2.2, yang menggabarkan extrapolasi yang tak terbatas. Atom atau ion dari suatu volume yang berukuran kecil yang di sebut sel satuan/

unit cell berulang pada interval yang spesifik. Semua sel satuan didalam suatu kristal indetik. Jika kita mendeskripsikan semuanya. Ini akan mempermudah proses analisis dan deskripsi struktur internal kita nanti nya.

2.2.1 Struktur Kristal

Susunan khas atom-atom dalam kristal disebut struktur kristal. Struktur kristal dibangun oleh sel satuan (unit cell) yang merupakan sekumpulan atom yang tersusun secara khusus, secara periodik berulang dalam tiga dimensi dalam suatu kristal (crystal lattice).

Geometri kristal dalam ruang dimensi tiga yang merupakan karakteristik kristal memiliki pola yang berdeba-beda. Suatu kristal yang terdiri dari jutaan atom dapat dinyatakan dengan ukuran, bentuk, dan susunan sel satuan yang berulang dengan pola pengulangan yang menjadi ciri khas dari suatu kristal.

Gambar 2.2 Sumbu dan sudut antar sumbu kristal (Edi Istiyono, 2000: 6) 2.2.2 Sistem Kristal

Periodisitas tiga dimensional, yang merupakan karakteristik kristal, dapat dipahami dengan menggunakan geometri yang berbeda. Sel satuan pada gambar 2.2 adalah sel kubik: ketiga dimensinya sama dana saling tegak lurus sesamanya. Kristal seperti ini di golongkan kedalam sisitem kubik.

Sebelum membahas sistem-sistem kristal yang lain, kita harus memmilih kerangka referensi. Sesuai konvensi, kita menemptkan sumbu x, y, dan z beserta titik asalanya pada sudut belakang kiri bawah. Sudur-sudut aksial diberi dengan huruf Yinani, alpha (α), beta (β), dan gamma (γ). Juga sesuai konvensi, dimensi-dimensi sel-satuannya masin-masing dinamai sebagai a, b,dan c untuk ketiga arah sumbu. Jika perlu untuk mempermudah perhitungan, kita bisa mengganti titik asal dan orientansi. Variasi –variasi sudut kristal dan variasi ukuran relatif dari dimensi a, b, dan c akan menghasilkan tujuh sistem kristal.

Gambar. 2.3 Arah Kristal

2.2.3 Bidang Kristal

Arah dalam latis kristal ditentukan relatif terhadap eksisnya yang didefinisikan oleh unit vektor dari unit sel. Indeks dari arah suatu kristal dituliskan dalam kurung [ ]. Arah dari kristal adalah suatu vektor yang dapat dinyatakan dalam unit vektor a, b, dan c. Secara umum indeks dari arah diberikan dalam bentuk [uvw] dimana u, v, dan w adlah bilangan bulat yang terkecil. Untuk vektor berarah negatif maka dituliskan dengan menambahkan garis diatas u, v, atau w. Contoh beberapa arah kristal pada sistem cubic dijelaskan dalam gambar dibawah ini:

Gambar 2.4 Bidang Kristal

Karena irisan dari sebuah kristal merupakan objek dua dimensi, maka garis normal dari bidang irisan tersebut digunakan untuk mendiskripsikan

bidang tadi. Miller indeks biasa digunakan untuk menetukan bidang irisan didalam kristal. Satu sel bidang yang paralel dengan jarak yang seragam memilki indeks yang sama. Indeks untuk bidang irisan dituliskan dalam kurung ( ). Biasa dipakai tiga bilangan bulat h, k dan l sehingga dituliskan (hkl). Jika sebuah bidang sejajar dengan suatu aksis maka indeks untuk aksis ini nilainya 0. Jika arah dari suatu bidang bernilai negatif, maka indeks diberi tanda garis diatasnya. Contoh dari penamaan bidang irisan kristal ditunjukan pada gambar berikut ini:

Gambar 2.5 Kubik Kristal

2.3 Sel Unit

Susunan spatial atom-atom yang mengekor secara tiga dimensi untuk menggambarkan kristalnya. Posisi atom dalam sel unit digambarkan sebagai unit asimetri atau basis, sekumpulan posisi atom 𝑥𝑖, 𝑦_𝑖,𝑧_𝑖 yang diukur dari suatu titik kisi. Setiap struktur kristal memiliki sel unit konvensional yang biasanya dipilih agar kisi yang

dihasilkan sesimetris mungkin. Suatau sel unit primitif dari struktur kristal merupakan sel unit terkecil yang mungkin yang dapat di bangun akan mengisi ruangan secara sempurna.

2.3.1 Face Cetered Cubic (FCC)

Gambar 2.6 FCC

a. Gambar 2a menunjukan model bola pejal sel satuan FCC.

b. Gambar 2b pusat-pusat atom digambarkan dengan pola padat kecil.

c. Sel satuan FCC yang berulang dalam padatan kristalin sama seperti yang ditungjukan pada gambar 1.

d. Struktur FCC mempunyai sebuah atom pada pusat sisi kubus dan sebuah atom pada setiap titik sudut kubus. Beberapa logam yang memiliki struktur kristal FCC yaitu tembaga, aluminium, perak, dan emas.

e. Sel satuan FCC mempunyai empat 4 buah atom, yang diperoleh dari jumlah delapan seperdelapan atom pada delapan titik sudutnya plus enam setengah atom pada enam sisi kubus (8 1/8 + 6 1/2).

f. Atom-atom atau inti ion bersentuhan satu nama lain sepanjang diagonal sisi.

Hubungan panjang sisi kristal FCC, a dengan jari-jari atomnya.

Tiap atom sel satuan FCC ini dikelilingi oleh 12 atom tetangga, hal ini berlaku untuk setiap atom, baik yang terletak pada titik sudut maupun atom dipusat sel satuan. Jumlah atom tetangga yang mengelilingi setiap atom dalam struktur kristal FCC yang nilainya sama untuk setiap atom disebut

dengan bilangan koordinasi (coordinasi number), bilangan koordinasi struktur FCC adalah 12. Faktor tumpukan oleh bola-bola padat, seperti persamaan berikut:

𝐴𝑃𝐹 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑠𝑒𝑙 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑠𝑒𝑙 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛

2.3.2 Body Centered Cubic (BCC)

Gambar 2.7 BCC

a. Logam-logam dengan struktrur BCC mempunyai sebuah atom pada pusat kubus dan sebuah atom pada setiap titik sudut kubus.

b. Sel satuan BCC mempunyai 2 buah atom, yang diperoleh dari jumlah delapan seperdelapan atom pada delapan titik sudutnya plus satu atom pada pusat kubus (8 1/8 +1).

c. Atom-atom atau inti ion bersentuhan satu sama lain sepanjang diagonal ruang. Hubungan panjang sisi kristal BCC, a dengan jari-jari.

Tiap atom dalam sel BCC ini dikelilingi oleh 8 atom tetangga, sebagai akibatnya bilangan struktur BCC adalah 8. Karena struktur BCC mempunyai bilangan koordinasi lebih kecil dibandingkan dengan bilangan FCC, maka faktor tumpukan atom struktur BCC, yang bernilai

0.68, adalah juga lebih kecil dibandingkan dengan faktor tumoukan atom FCC.

2.3.3 Hexagonal Close Packed (HCP)

Gambar 2.8 HCP

Gambar struktur krisatal heksagonal tumpukan padat (HCP), (a) sel satuan HCP digambarkan dengan bola padat kecil, (b) sel satuan HCP yang berulang dalam padatan kristalin.

a. Ciri khas logam-logam dengan struktur HCP adalah setiap atom dalam lapiasan tertentu terletak tepat diatas atau dibawah sela antara tiga atom pada lapisan.

b. Sel satuan HCP mempunyai 6 bauh atom, yang diperoleh dari jumlah dua-belas seperenam atom pada dua belas titik sudut lapisan atas dan bawah plus dau setengah atom pada pusat lapisan atas dan bawah plus tiga atom pada lapisan sela/tengah (12 1/6 + 2 ½ + 3).

c. Jika a dan c merupakan dimensi sel satuan yang panjang dan pendek maka rasio c/a umumnya adalah 1.633. akan tetapi untuk beberapa logam HCP, nilai rasio ini berubah dari idealnya.

d. Bilangan koordinasi struktur HCP dan faktor tumpukannya sama dengan struktur FCC, yaitu 12 untuk bilangan koordinasi dan 0.74 untuk faktor tumpukan.

2.4 Arah Kristal

Pabila kita membuat kolerasi antara berbagai sifat dengan struktur kristal, kita perlu mengidentifikasi arah kristal spesifik, karena banyak sifat bergantungan pada arah. Sebagai contoh, modulus elastis dari besi bcc dalam arah paralel dengan diagonal ruang lebih besar dari pada modulus elastis dalam arah rusuk kubus.

Sebaliknya, permeabilitas megnetik besi memiliki nilai terbesar dalam arah paralel dengan rusuk sel satuan.

2.4.1 Indeks arah

Semua arah paralel menggunakan penandaan atau indeks yang sama. Oleh karena itu, untuk menandai suatu arah, ambil garis paralel yang memulai titik asal, yaitu 0,0,0. Arah diberi tanda dengan koefisien dari suatu titik pada garis tersebut.

Akan tetapi, karena jumlah titik pada pada garis tak terhingga banyaknya, kita secara khusus memiliki titik dengan set bilang bulat terkecil. Jadi , arah [111]

bergerak 0,0,0 melewati 1,1,1. Namun perlu dicatat bahwa arah ini juga melalui

1 2,¹

2,¹

2 (dan 2,2,2). Begitu pula [112] melalui ¹₂,¹

2, 1, tetapi demi kemudahan, kita menggunakan notasi bilangan bulat. Untuk indeks arah digunakan tanda kurung siku [uvw], dan huruf u, v, w adalah koefisien yang berasal dari tiga arah utama x, y, dan z. Arah paralel selalu memiliki indeks yang sama. Akhirnya, perhatikanlah bahwa kita mungkin saja memiliki koefisien negatif, yang kita beri tanda garis atas, arah [111] memiliki komponen dalam arah minus-z.

Gambar 2.9 Arah Indeks 2.5 Mechanical Alloying

Mechanical alloying adalah sebuah metode reaksi padatan (solid state reaction) dari pencampuran beberapa logam dengan memanfaatkan proses deformasi untuk membentuk suatu paduan dimana proses pencampuran serbuk berupa proses penghancuran partikel serbuk pada energi tinggi ball mill yang dihasilkan dari tumbukkan dari bola-bola. Proses sebenernya dari mechanical alloying (MA) adalah mencampurkan serbuk dan medium gerinda (biasanya bola besi/baja). Campuran ini kemudian dimilling beberapa lama sehingga keadaan tetap dari serbuk tercapai dimana komposisi serbuk semuanya sama seperti ukuran elemen-elemen pada awal pencampuran serbuk. Bagian- bagian terpenting dari proses mechanical alloying adalah bahan baku, tipe milling dan variabel proses milling.

2.6 Proses Mixing Dan Milling

Milling adalah salah satu metode untuk mencampurkan material. Jika ada dua serbuk atau lebih yang dicampurkan disebut dengan mechanical alloying. Selain itu untuk mencampurkan milling juga berfungsi untuk mengurai ukuran butir. Semakin lama waktu milling maka semakain kecil ukuran pertikel. Pada saat proses milling berlangsung,

pertikel terjebak dan saling tertumbukan dengan bola-bola milling sehingga mengakibatkan patahan, retakan dan menghancurkan partikel serta mampu mengubah bentuk ukuran, kerapatan serbuk, dan tingkat kemurnian dari material serbuk (Qodri Fitrothul khasanah,2012)

Ada dua macam Pencampuran, yaitu:

1. Pencampuran Basah (wet mixing)

Yaitu proses pencampuran dimana serbuk matrik dan filter di campur terlebih dahulu dengan pelarut polar. Metode ini dipakai apabila material (matrik filler) yang digunakan untuk mengalami oksidasi. Tujuan pemberian pelarut polar adalah adalah untuk mempermudah proses pencampuran material yang digunakan dan untuk melapisi permukaan material supaya tidak berhubungan dengan udara luar sehingga mencegah terjadinya oksidasi pada material yang digunakan.

2. Pencampuran Kering (dry mixing)

Yaitu proses pencampuran yang dilakukan tanpa menggunakanpelarut untuk membantu melarutkan dan dilakukan di udara luar. Metode ini dipakai apabila material yang digunakan tidak mudah mengalami oksidasi.

2.7 Pengertian X-Ray Diffraction (XRD)

Sinar X ditemukan pertama kali oleh Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895.

Karena asalnya tidak diketahui waktu itu maka disebut sinar-X. Sinar X digunakan untuk tujuan pemeriksaan yang tidak merusak pada material maupun manusia. Disamping itu, sinar X dapat juga digunakan untuk menghasilkan pola difraksi tertentu yang dapat digunakan dalam analisis kualitatif dan kuantitatif material.

Pada waktu suatu material dikenai sinar X, maka intensitas sinar yang ditransmisikan lebih rendah dari intensitas sinar datang. Hal ini disebabkan adanya penyerapan oleh material dan juga penghamburan oleh atom-atom dalam material tersabut. Berkas sinar X yang dihamburkan tersebut ada yang saling menghilangkan karena fasanya berdeba dan ada juga yang saling menguatkan karena fasanya sama.

Berkas sinar X yang saling menguatkan itulah yang sebut sebagai berkas difraksi. Gambar dibawah akan menjelaksan pengertian tersebut.

Gambar 2.11 XRD

XRD atau X-Ray Diffraction merupakan salah satu alat yang memanfaatkan prinsip tersebut dengan mengunakan metode karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran pertikel.

Difraksi sinar X digunakan untuk mengidentifikasi struktur kristal suata padatn dengan membandingkan nilai jarak d (bidang kristal) dan intensitas puncak difraksi dengan data standar. Sinar X merupakan radiasi elektromagnetik dangan panjang gelombang 100 pm yang dihasilkan dari penembakan logam dengan elekron berenergi

tinggi. Melalaui analisis XRD diketahui dimensi kisi (d = jarak antar bidang dalam struktur mineral.

2.8 Prinsip Kerja XRD

Dasar dari prinsip pendifraksi sinar X yaitu difraksi sinar-X yang terjadi pada hamburan elastis foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik. Hamburan monokromatis dalam fasa tersebut memberikan interferensi yang konstruktif. Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi kristal adalah persamaan Bragg:

n.λ = 2.d sin Ө Dengan: d = jarak antar bidang

Ө = sudut pengukuran (sudut difraksi) λ = panjang gelombang sinar X

Berdasarkan persamaan Bragg, jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sianr-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel. Makin kuat intensitas pembiasan yang dihasikannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga diemnsi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar- X untuk hampir sama semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS.

Prinsip kerja XRD secara umum adalah sebagai berikut: XRD terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar-X, tempat objek yang diteliti, dan detektor sinar X. Sinar

X dihasilakan dari tabung sinar X yang berisi katoda memanaskan filamen, sehingga menghasilkan elektron. Perbedaan tegangan menyebabkan percepatan elektron akan menembaki objek. Ketika elektron mempunyai tingkat tinggi energi dan menabrak elektron dalam objek sehingga dihasikan pancaran sinar X. 0bjek dan detektor berputar untuk menangkap dan merekan intensitas refleksi sinar X. Detektro merkam dan memproses sinyal sinar X dan mengolahnya dalam bentuk grafik.

2.9 Kelebihan Dan Kekurangan XRD

Kelebihan penggunaan sinar-X dalam karakterisasi material adalah kemampuan pennetrasinya, sebab sinar-X memiliki energi sangat tinggi akibat penjang gelombangnya yang pendek.

Sedangkan kekurangannya adalah untuk objek berupa kristal tunggal dangat sulit mendapatkan senyawa dalam bentuk kristalnya. Sedangkan untuk objek yang berupa bubuk (powder) sulit untuk mentukan srukturnya.

2.10 Prinsip Difraksi Sinar-X

Ketika seberkas sinar-X monokromatik dengan panjang gelombang λ jatuh pada bidang kristal dengan sudut θB, disebut sudut Bragg, sinar-X datang akan menembus beberapa juta lapisan atom, dan pada setiap bidang atom direfleksikan oleh bidang tertentu. Sinar-X dibelokan dari bidang paralel dan membuat interferensi kontruktif ketika perbedaan lapisan Δ1 adalah sama dengan seluruh nomor bidang paralel n dikali panjang gelombang sinar-X. Interferebsi kontruktif hanya terjadi bila n λ = AB + BC tapi AB=BC maka n λ = 2AB sehingga Sin θ = AB/d menghasilkan (θ=θB).

Ketika sinar-X datang merambat dengan sudut hanya sedikit berbeda dari θB, maka yang teramati adalah interferensi destruktif.

Gambar 2.12 Diagram Skematika 2.11 Difraksi Bragg

Menurut Bragg berkas yang terdifraksi oleh kristal terjadi jika pemantulan oleh bidang sejajar atom menghasilakan interferensi konrukitif.

Pemantulan sinar-X oleh sekelompok bidang paralel dalam kristal pada hakekatnya merupakan gambaran dari difraksi atom-atom kristal. Difraksi atom- atom kristal sebagai pantulan sinar-X oleh sekelompok bidang-bidang paralel dalam kristal seperti terlihat pada gambar 2.10. arah difraksi sangat ditentukan oleh geometri kisi, yang tergantung pada orientansi dan jarak antar bidang kristal.

Gambar 2.14 Difraksi Bragg (Arthur Beise, 199: 68)

Pada bidang pertama da B pada bidang berikutnya. Jarak antara bidang A dengan bidang B adalah d, sedangkan θ adalah sudut difraksi. Berkas-berkas tersebut mempunyai panjang gelombang λ, dan jatuh pada bidang kristal dengan jarak d dan sudut θ. Agar mengalami interferensi konstruktif, kedua berkas tersebut harus memiliki beda jarak nλ. Sedangkan beda jarak lintang kedua berkas adalah 2d sin θ.

Interferensi konstruktif terjadi jika beda jalan sinar adalah kelipatan bulat panjang gelombang λ.

Pernyataan ini adalah hukun Bragg. Pemantulan Bragg dapat terjadi jika λ≤ 2d, karena itu tidak dapat menggunakan cahaya kasat mata, dengan n adalah bulat = 1,2,3,...(Arthur Beiser, 1996: 66)

Arah berkas yang dipantulkan oleh atom dalam kristal ditentukan oleh geometri dari kisi kristal yang bergantung pada orientansi dan jarak bidang kristal. Suatu kristal yang memiliki simetri kubik (a = b = c, α = β = γ = 90⁰) dengan ukuran parameter kisi, a = b = c, maka sudut-sudut berkas yang didifraksikan dari bidang- bidang kristal (hkl) dapat dihitung dengan rumus jarak antar bidang sebagai berikut:

1

𝑑² = (ℎ²+ 𝑘²+ 𝑙² 𝑎²

Struktur kristal ditentukan dengan difraksi sinar-X. Jarak interplanar dapat dihitung hingga empat atau lebih angka signifikan dengan mengukur sudut difraksi.

Ini merupakan dasar untuk menentukan jarak interatomik da menghitung jari-jari (Lawrence H. Van Vlack, 2004: 94).

Penetuan orientansi kristal dilakukan dengan mengamati pola berkas difraksi sinar-X yang dipantulkan oleh kristal. Untuk XRD, pola difraksi diamati sebagai

fungsi sudut 2θ. Pola difraksi yang terjadi kemudian dibandingkan dengan JCPDS sebagai data standar (Dwi Feifiana K, 2010:24 )

2.12 Besi (Fe)

Besi merupakan logam kedua yang paling banyak di bumi ini yang membentuk 5% dari kerak bumi. Karakter endapan besi ini berupa endapan yang terdiri sendiri namun seringkali ditemukan berasosiasi dengan mineral logam lainya. Kadang besi sebagai kandungan logam tanah (residual), namun jarang memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Kebanyakan besi ini hadir dalam berbagai jenis senyawa oksida, endapan besi yang ekonomis umumnya berupa magnetite, hematite, limonite, dan siderite. Dari mineral-mineral bijih besi magnetite adalah mineral dengan kandungan Fe paling tinggi, tetapi terdapat dalam jumlah kecil. Semantara hematite merupakan mineral bijih utama yang dibutuhkan dalam industri besi.

2.13 Mangan Oksida (MnO)

Mamgan oksida adalah bahan yang mudah menyerap tadiasi gelombang mikro dielektrik kontsan, untuk itu dilaporkan sekitar 10.000 oksida mangan disintesis menggunakan sebuah furnace microwave. Baru-baru ini terjadi peningkatan jumlah artikel yang diterbitkan mengenai penggunaan microwave untuk sintesis bahan-bahan anorganik dengan kristalinitas yang lebih besar dalam waktu singkat, dan dengan minimalisasi produk samping yang berkaitan dengan konvesional. Kenyataan bahwa waktu yang lebih pendek yang digunakan untuk menghasilkan bahan kristalin memiliki banyak efek samping.

2.14 Mangan (Mn)

Semua baja menggunakan mangan karena sangat dibutuhkan dalam proses pembuatan baja. Kandungan mangan kurang lebih 0,6% tidak mempengaruhi sifat

baja, dengan kata lain mangan tidak memberikan pengaruh besar pada struktur baja dalam jumlah yang rendah. Penambahan unsur mangan dalam baja menaikkan kuat tarik tanpa mengurangi atau sedikit mengurangi regangan, sehingga baja dengan penambahan mangan memilki sifat kuat dan ulet.

2.15 Aluminium (Al)

Aluminium berasal dari biji aluminium alam, yang dijumpai sebagai tambang bauksit yang mengandung kandungan utama aluminium oksida (alumina). Bauksit diolah dalam dapur listrik yang menghasikan ingot aluminium. Aluminium tahan karat karena di udara membentuk paduan aluminium aluminium aksida hasil reaksi antara 02 di udara dengan permukaan logam aluminium. Lapisan aluminium ini berisi oksida yang cukup kedap udara dan tidak dapat terhembus dan ini menghambat terjadinya perangkaratan. Agar aluminium ini tahan terhadap karat perlu dilakukan finishing lebih lanjut dengan menggunakan anodisasi/anodixing. Lapisan oksida aluminium terbentuk secara alami amat tipis ini membuat daya tahan meningkat, lapisan ini dapat dipertebal dengan proses anodiasi. Dengan cara menempatkan aluminium ke dalam larutan elektrolit yang kemudian dialirkan arus listrik.

(Wargandinata, 2002)