A. Pengertian Heat Treatment
Perlakuan Panas (Heat Treatment) adalah pemanasan dikontrol dan pendinginan logam untuk mengubah sifat fisik dan mekanik mereka tanpa mengubah bentuk produk. Heat treatment is sometimes done inadvertently due to manufacturing processes that either heat or cool the metal such as welding or forming. perlakuan panas kadang-kadang dilakukan secara tidak sengaja karena proses manufaktur yang baik panas atau dingin logam seperti pengelasan atau membentuk.
(http://www.efunda.com/processes/heat_treat/introduction/heat_treatments.cfm)
B. Proses-proses Heat Treatment
Bahan dari logam terdiri dari mikro kecil kristal yang disebut "butir" atau kristal . Sifat butir (butir yaitu ukuran dan komposisi) adalah salah satu faktor paling efektif yang dapat menentukan perilaku mekanis logam keseluruhan. perlakuan panas memberikan cara yang efisien untuk memanipulasi sifat dari logam dengan pengaturan laju difusi , dan laju pendinginan dalam struktur mikro.
mengobati panas jadwal Kompleks sering dibuat oleh metallurgists ke sifat mekanik paduan's mengoptimalkan. Dalam dirgantara industri, sebuah superalloy mungkin
mengalami lima atau lebih mengobati panas operasi yang berbeda untuk mengembangkan sifat yang diinginkan. Hal ini dapat mengakibatkan masalah kualitas tergantung pada keakuratan kontrol suhu tungku dan timer.
- .Quenching ( pengerasan )
- Proses quenching atau pengerasan baja adalah suatu proses pemanasan logam sehingga mencapai batas austenit yang homogen. Untuk mendapatkan kehomogenan ini maka audtenit perlu waktu pemanasan yang cukup. Selanjutnya secara cepat baja tersebut dicelupkan ke dalam media pendingin cairan, tergantung pada kecepatan pendingin yang kita inginkan untuk mencapai kekerasan baja.
Pada waktu pendinginan yang cepat pada fase austenit tidak sempat berubah menjadi ferit atau perlit karena tidak ada kesempatan bagi atom-atom karbon yang telah larut dalam austenite untuk mengadakan pergerakan difusi dan bentuk sementitoleh karena itu terjadi fase lalu yang mertensit, imi berupa fase yang sangat keras dan bergantung pada keadaan karbon.
b. Anneling
Proses anneling atau melunakkan baja adalah prose pemanasan baja di atas
temperature kritis ( 723 °C )selanjutnya dibiarkan bebrapa lama sampai temperature merata disusul dengan pendinginan secara perlahan-lahan sambil dijaga agar
temperature bagian luar dan dalam kira-kira samahingga diperoleh struktur yang diinginkan dengan menggunakan media pendingin udara (tungku).
Tujuan proses anneling : 1. Melunakkan material logam
2. Menghilangkan tegangan dalam / sisa 3. Memperbaiki butir-butir logam.
c. Normalizing
Normalizing adalah suatu proses pemanasan logam hingga mencapai fase austenite yang kemudian diinginkan secara perlahan-lahan dalam media pendingin udara. Hasil
pendingin ini berupa perlit dan ferit namunhasilnya jauh lebih mulus dari anneling. Prinsip dari proses normalizing adalah untuk melunakkan logam. Namun pada baja karbon tinggi atau baja paduan tertentu dengan proses ini belum tentu memperoleh baja yang lunak. Mungkin berupa pengerasan dan ini tergantung dari kadar karbon. d. Tempering
Proses tempering adalah pemanasan baja sampai temperature sedikit di bawah temperature kritis, kemudian didiamkan dalam tungku dan suhunya dipertahankan sampai merata selama 15 menit. Selanjutnya didinginkan dalam media pendingin. Jika kekerasan turun, maka kekuatan tarik turun pula. Dalamhal ini keuletan dan
ketangguhan baja akan meningkat. Meskipun proses ini akan menghasilkan baja yang lebih lemah. Proses ini berbeda dengan anneling karena dengan proses ini belum tentu memperoleh baja yang lunak, mungkin berupa pengerasan dan ini tergantung oleh kadar karbon.
e. Hardening dan tempering adalah sebuah logam (biasanya baja atau besi tuang) harus dipanaskan ke dalam austenitik fase kristal dan lalu cepat-cepat didinginkan. Tergantung pada paduan dan pertimbangan lainnya (seperti kepedulian terhadap kekerasan
maksimum vs cracking dan distorsi), pendinginan dapat dilakukan dengan paksa udara atau gas (seperti nitrogen ), minyak , polimer dilarutkan dalam air , atau air garam . Setelah yang cepat didinginkan, sebagian dari austenit (tergantung pada komposisi paduan) akan mengubah untuk martensit , sebuah rapuh, struktur kristal keras. Kekerasan dikuens logam tergantung pada komposisi kimia dan metode pendinginan. kecepatan pendingin, dari tercepat untuk paling lambat, pergi dari polimer (yaitu silikon ), air garam, air segar, minyak, dan udara paksa. Namun, quenching baja tertentu terlalu cepat dapat menyebabkan keretakan, yang mengapa-tarik baja tinggi seperti AISI 4140 harus dipadamkan dalam minyak, alat baja seperti ISO 1,2767 atau baja H13 tool kerja panas harus dipadamkan di udara paksa, dan baja paduan rendah atau menengah-tarik seperti XK1320 atau AISI 1040 harus dipadamkan dalam air garam atau air. Namun, logam seperti baja stainless austenitic (, 304 316), dan tembaga, menghasilkan efek sebaliknya pada saat dipadamkan: mereka anil. baja tahan karat Austenitic harus memuaskan-anil untuk menjadi sepenuhnya tahan korosi, karena mereka bekerja-mengeras secara signifikan. (http://rickyrackasiwi.blogspot.com)
C. Jenis- jenis pengerasan permukaan 1. karburasi
Cara ini sudah lama dikenaloleh orang sejak dulu. Dalam cara ini, besi dipanaskan di atas suhu dalam lingkungan yang mengandung karbon, baik dalan bentuk padat, cair ataupun gas. Beberapa bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padat, kaburasi cair dan karburasi gas.
2. karbonitiding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dan terjadi penyerapan karbon dan nitrogen. Keuntungan
karbonitiding adalah kemampuan pengerasan lapisan luar meningkat bila ditambahkan nitrogen sehingga dapat diamfaatkan baja yang relative murah ketebalan lapisan yang tahan antara 0,80 sampai 0,75 mm.
3. cyaniding
Adalah proses dimana terjadi absobsi karbon dan nitrogen untuk memperoleh specimen yang keras pada baja karbon rendah yang sulit dikeraskan.
4. Nitriding
adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai ± 510°c dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu. (http://rickyrackasiwi.blogspot.com)
D. Hal-hal yang mempengaruhi kecepatan pendinginan media pendingin 1. Air Garam
Air garam memiliki Viskositas yang rendah sehingga laju pendinginannyacepat. Massa jenisnya juga lebih besar dibandingkan dengan media pendinginlain seperi air, solar, oli dan udara.
2. Air
Air memiliki Massa jenis yang besar tetapilebih kecil dari air garam,kekentalannya rendah , sama dengan air garam, tetapi laju pendinginannya lebih lambat dari air garam.
3. Solar
Memiliki Viskositas yang tinggi dibandingkandengan air dan massa jenisnyalebih rendah dibandingkan air sehingga laju pendinginannya lebih lambat.
4. Oli
Oli memiliki Viskositas atau kekentalan yang tinggi dibandingkan dengan media pendingin lainnya dan massa jenis yang rendah sehingga laju pendinginannya lambat.
5. Udara
Udara tidak memiliki Viskositas tetapi hanya memiliki massa jenisnyasehingga laju pendinginaannya sangat lambat.
http://www.scribd.com/doc/45119330/He-a-Treatment-Test
E. Diagram Fe-Fe3C
Jika suatu baja didinginkan dari suhu yang lebih tinggi dan kemudian ditahan pada suhu yang lebih rendah selama waktu tertentu, maka akan menghasilkan struktur mikro yang berbeda. Hal ini dapat dilihat pada diagram: Isothermal Tranformation Diagram.
Penjelasan diagram:
1. Pada kandungan karbon mencapai 6.67% terbentuk struktur mikro dinamakan Sementit Fe3C (dapat dilihat pada garis vertical paling kanan).
• Sifat ± sifat cementitte: sangat keras dan sangat getas
2. Pada sisi kiri diagram dimana pada kandungan karbon yang sangat rendah, pada suhu kamar terbentuk struktur mikro ferit
3. Pada baja dengan kadar karbon 0.83%, struktur mikro yang terbentuk adalah Perlit kondisi suhu dan kadar karbon ini dinamakan titik Eutectoid.
4. Pada baja dengan kandungan karbon rendah sampai dengan titik eutectoid, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara ferit dan perlit.
5. Pada baja dengan kandungan titik eutectoid sampai dengan 6.67%, struktur mikro yangterbentuk adalah campuran antara perlit dan sementit.
6. Pada saat pendinginan dari suhu leleh baja dengan kadar karbon rendah, akan terbentuk struktur mikro Ferit Delta lalu menjadi struktur mikro Austenit
7. Pada baja dengan kadar karbon yang lebih tinggi, suhu leleh turun dengan naiknya kadar karbon, peralihan bentuk langsung dari leleh menjadi Austenit
Dari diagram diatas dapat kita lihat bahwa pada proses pendinginan perubahan ± perubahanpada struktur kristal dan struktur mikro sangat bergantung pada komposisi
kimia.Beberapa istilah dalam diagram kesetimbangan Fe-Fe3C dan fasa-fasa yang terdapatdidalamnya akan dijelaskan dibawah ini. Berikut adalah batas-batas temperatur kritis padadiagram Fe-Fe3C :
A1, adalah temperatur reaksi eutektoid yaitu perubahan fasa menjadi +Fe3C (perlit) untuk baja hypo eutektoid. Hypo eutektoid adalah baja yang mengandung kadar karbon < 0,8 %.
A2, adalah titik Currie (pada temperatur 769 C), dimana sifat magnetik besi berubah dariferomagnetik menjadi paramagnetik.
A3, adalah temperatur transformasi dari fasa menjadi (ferit) yang ditandai puladengan naiknya batas kelarutan karbon seiring dengan turunnya temperatur.
Acm, adalah temperatur transformasi dari fasa menjadi Fe3C (sementit) yang ditandaipula dengan penurunan batas kelarutan karbon seiring dengan turunnya temperatur.
A13, adalah temperatur transformasi menjadi +Fe3C (perlit) untuk baja hiper etektoid. Hiper eutektoid adalah baja yang m,engandung kadar karbon > 0,8 %
Garis Liquidus ialah garis yang menunjukan awal dari proses pendinginan (pembekuan). Garis Solidus ialah garis yang menunjukan akhir dari proses pembekuan (pendinginan).
F. Diagram TTT
T (Time) T (Suhu) T (Transformasi) diagram adalah plot suhu versus logaritma waktu untuk baja paduan komposisi tertentu. Hal ini digunakan untuk menentukan kapan transformasi mulai dan akhir untuk perawatan (suhu konstan) panas isotermal dari sebuah paduan austenitized sebelumnya. Ketika austenit didinginkan perlahan ke suhu di bawah LCT (Lower Suhu Kritis), struktur yang terbentuk adalah perlit. Dengan meningkatnya laju pendinginan, suhu transformasi perlit akan lebih rendah. Struktur mikro material diubah secara signifikan
dengan meningkatnya laju pendinginan. Dengan pemanasan dan pendinginan serangkaian contoh, sejarah transformasi austenit dapat dicatat. Diagram TTT menunjukkan kapan sebuah transformasi tertentu mulai dan berakhir dan ia juga menampilkan berapa persen transformasi austenit pada suhu tertentu tercapai.
Tingkat Pendinginan dalam urutan peningkatan keparahan dicapai oleh pendinginan dari temperatur tinggi sebagai berikut: pendinginan tungku, pendingin udara, pendinginan minyak, garam cair, pendinginan air, dan air garam. Jika kurva pendinginan ditumpangkan pada diagram TTT, struktur produk akhir dan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan transformasi dapat ditemukan.
Dalam Gambar area di sebelah kiri dari kurva transformasi mewakili daerah austenit. Austenit stabil pada suhu di atas LCT tetapi tidak stabil di bawah ini LCT. Waktu
menunjukkan kurva awal transformasi dan kurva kanan mewakili akhir dari transformasi. Daerah antara kedua kurva menunjukkan transformasi dari austenit ke berbagai jenis struktur kristal. (Austenite untuk perlit, austenit untuk martensit, austenit untuk transformasi bainit). (
G. Diagram CCT
Dalam prakteknya proses pendinginan pada pembuatan material baja dilakukan secara menerus mulai dari suhu yang lebih tinggi sampai dengan suhu rendah.
Pengaruh kecepatan pendinginan manerus terhadap struktur mikro yang terbentuk dapat dilihat dari diagram Continuos Cooling Transformation Diagram.
Penjelasan diagram:
Pada proses pendinginan secara perlahan seperti pada garis (a) akan menghasilkan struktur mikro perlit dan ferlit.
Pada proses pendinginan sedang, seperti, pada garis (b) akan menghasilkan struktur mikro perlit dan bainit.
Pada proses pendinginan cepat, seperti garis ( c ) akan menghasilkan struktur mikro martensit.
Dalam prakteknya ada 3 heat treatment dalam pembuatan baja:
· Pelunakan (Annealing) : pemanasan produk setengah jadi pada suhu 850 - 9500 C dalam waktu yang tertentu, lalu didinginkan secara perlahan (seperti garis-a diagram diatas). Proses ini berlangsung didapur (furnace). Butiran yang dihasilkan umumnya besar/kasar.
· Normalizing : pemanasan produk setengah jadi pada suhu 875 – 9800C disusul dengan pendinginan udara terbuka (seperti garis-b diagram diatas). Butiran yang dihasilkan umumnya berlangsung bersamaan dengan pelaksanaan penggilingan kondisi panas (rolling).
· Quenching : system pendinginan produk baja secara cepat dengan cara penyemprotan air pada pencelupan serta perendaman produk yang masih panas kedalam media air atau oli. Sistem pendinginan ini seperti garis-c diagram diatas. (http://pengelasan-sulee.blogspot.com)
H. Unsur-unsur Paduan - Kromium dan nikel:
Kromium adalah elemen yang membuat stainless steel stainless. Hal ini penting dalam membentuk lapisan pasif. unsur lain dapat mempengaruhi efektivitas dari kromium dalam membentuk atau mempertahankan film tersebut, tetapi tidak ada unsur lain dengan sendirinya dapat membuat sifat dari stainless steel.
Pada sekitar 10,5% kromium, sebuah film yang lemah terbentuk dan akan memberikan perlindungan atmosfer ringan. Dengan meningkatkan kromium ke 17-20%, yang khas dalam seri-300 jenis baja tahan karat austenitic, stabilitas lapisan pasif meningkat. Lebih bertambah dalam isi kromium akan memberikan perlindungan tambahan.
Nikel akan menstabilkan struktur austenitic (biji-bijian atau struktur kristal) dari stainless steel dan meningkatkan sifat mekanik dan karakteristik fabrikasi. Sebuah kandungan nikel 8-10% dan di atas akan mengurangi kecenderungan dari logam untuk retak akibat stres korosi. Nikel juga mempromosikan repassivation dalam kasus film ini rusak.
- Manganese: Mangan:
Mangan, berkaitan dengan nikel, melakukan banyak fungsi dikaitkan dengan nikel. Hal ini juga akan berinteraksi dengan sulfur dalam stainless steel untuk membentuk sulfida mangan, yang meningkatkan ketahanan terhadap korosi pitting. Dengan menggantikan mangan untuk nikel, dan kemudian menggabungkan dengan nitrogen, kekuatan juga meningkat.
- Molybdenum: Molibdenum:
Molybdenum, dalam kombinasi dengan kromium, sangat efektif dalam menstabilkan film pasif di hadapan klorida. Hal ini efektif dalam mencegah korosi celah atau sumuran.
Molibdenum, di samping kromium, memberikan peningkatan terbesar dalam ketahanan korosi pada stainless steel. Industri Edstrom menggunakan 316 stainless karena
mengandung molibdenum 2-3%, yang memberikan perlindungan ketika klorin ditambahkan ke dalam air.
- Carbon: Karbon:
Karbon digunakan untuk meningkatkan kekuatan. Di kelas martensit, penambahan karbon memfasilitasi pengerasan melalui panas-mengobati.
- Nitrogen: Nitrogen:
Nitrogen digunakan untuk menstabilkan struktur austenitic stainless steel, yang meningkatkan ketahanan terhadap korosi pitting dan memperkuat baja. Menggunakan nitrogen memungkinkan untuk meningkatkan kandungan molibdenum sampai 6%, yang meningkatkan ketahanan korosi di lingkungan klorida.
- Titanium and Miobium: Titanium dan Miobium:
Titanium dan Miobium digunakan untuk mengurangi sensitisasi dari stainless steel. Ketika stainless steel adalah peka, intergranular korosi dapat terjadi. Hal ini disebabkan oleh presipitasi karbida krom selama fase pendinginan ketika bagian yang dilas. Ini
menghabiskannya daerah las dari kromium. Tanpa kromium, film pasif tidak dapat terbentukTitanium dan Niobium berinteraksi dengan karbon membentuk karbida, meninggalkan kromium dalam larutan sehingga dapat terbentuk lapisan pasif.
- Copper and Aluminum: Tembaga dan Aluminium:
Tembaga dan Aluminium, bersama dengan Titanium, dapat ditambahkan untuk stainless steel untuk mempercepat pengerasan nya. Pengerasan dicapai dengan merendam pada suhu 900 ° sampai 1.150 ° C. Elemen-elemen ini membentuk mikro intermetalik keras selama proses perendaman pada suhu tinggi.
- Sulfur and Selenium: Sulfur dan Selenium:
Sulfur dan Selenium ditambahkan ke 304 steel untuk membuat mesin bebas. Ini menjadi stainless steel 303 atau 303SE, yang digunakan oleh Edstrom Industri untuk membuat katup babi, kacang, dan bagian yang tidak terkena air minum.
I. Pengelompokan dan Standarisasi Baja 1) Baja Karbon
Baja karbon adalah paduan besi karbon di mana unsure karbon sangat menentukan sifat-sifatnya, sedang unsur-unsur paduan lainnya yang biasa terkandung di dalamnya terjadi karena proses pembuatannya. Sifat baja karbon biasa ditentukan oleh persentase karbon dan mikrostruktur.
2) Baja Paduan
Baja paduan adalah baja yang mengandung sebuah unsur lain atau lebih dengan kadar yang berlebih daripada karbon biasanya dalam baja karbon. Menurut kadar unsur paduan, baja paduan dapat dibagi ke dalam dua golongan yaitu baja paduan rendah dan baja paduan
tinggi. Baja rendah unsur paduannya di bawah 10% sedangkan baja paduan tinggi di atas 10%.
3) Baja Khusus
Baja khusus mempunyai unsur-unsur paduan yang tinggi karena pemakaian-pemakaian yang khusus. Baja khusus yaitu baja than karat, baja tahan panas, baja perkakas, baja listrik. Unsur utama dari baja tahan karat adalah Khrom sebagai unsure terpenting untuk memperoleh sifat tahan terhadap korosi. Baja tahan karat ada tiga macam menurut strukturnya yaitu baja tahan karat feritis, baja tahan karat martensitas dan austenitis.
Baja tahan panas, tahan terhadap korosi. Baja ini harus tahan korosi pada suhu lingkungan lebih tinggi atau oksidasi.
Baja perkakas adalah baja yang dibuat tidak berukuran besar tetapi memegang peranan dalam industri-industri. Unsure-unsur paduan dalam karbitnya diperlukan untuk
memperoleh sifat sifat tersebut dan kuat pada temperature tinggi. Baja listrik banyak dipakai dalam bidang elektronika.
Standarisasi Baja 1) Amerika Serikat
a) ASTM ( American Society for Testing Materials ) o Strogen Steel (H3 9M-94)
o High Strength Low alloy Structure Steel (H2 42M-93a)
o Low and Intermediate tensile Strength carbon silicon, steel plate for machine pane and general construction (A 284M-38)
o High Steel Strength. Quenhead and Temporal alloy steel plate euatable for andirum (A514-94m)
o Structural Steel mide 290 MPa minimum Yield point (BMM) maximum
o High Strongth Low alloy alambium vanadium steel of structural quality (43,72m-94a) o Structural carbon steel plate of improved longers (AS 37M-93a)
o High Strength Low alloy Structural Steel 345 MPa minimum yield point 100 mm thickness (AS 88M-94a)
o Normalized high Strength Low alloy Structural Steel (A633-94a)
o Low carbonate hardening, nikel copped evanium monodin, corombium and nikel coppe columbion allow steel (A710M-94)
o Hot road stuktural steel high Strength Low alloy plate with improved in ability (A 610 M-93a)
o Quenhead and tempered carbon steel plates for structural aniration (A 678-94a) b) AISI (Americal Iron and Steel Institute) and SAE (Society of Automotive Engineers) Baja menurut standarisasi AISI dan SAE merupakan spesifikasi dengan loxx digunakan untuk paduan yang sangat minimal. Contoh baja AISI, SAE 1445, ini berarti kandungan karbonnya adalah 0,4% dengan paduan uranium (0,4%-1,4%)
c) Menurut UNS (United Numbering System)
Baja menurut standar UNS hampir sama dengan standar AISI dan SAE, hanya saja
baja AISI,SAE A 0,70% UNS menjadi G41070 di mana awalnya G untuk baja karbon paduan rendah.
2) Jepang (JIS = Japan Industrial Standar) o Rolled Steel for general structural (G 3101-87) o Rolled Steel for walled structural (G 3106-92)
o Hot Rolled Atmosphetle corrosion resisting steel (G 3128-87) o Hot Yield Strength Steel plate for walled structural (G 3128-87) o Superior atmosphere corrosion resistant steel (G 3215-87)
3) Standarisasi Jerman (DIN = Deutsche Industrie Norm.) o Steel for general structural purposes (17100-80) o Waldable tine astin steel (17102-83)
4) Standarisasi Perancis (NF) o Structural Steel (A 35-501-87)
o Structural Steel Imprived atmosphere votection vistance (H 35-502-DA) (http://rickyrackasiwi.blogspot.com)
J. Sistem Kristalografi Kristalografi
Kristalografi adalah suatu cabang dari mineralogi yang mempelajari sistemsistem kristal. Suatu kristal dapat didefinisikan sebagai padatan yang secara esensial mempunyai pola difraksi tertentu (Senechal, 1995 dalam Hibbard,2002). Jadi, suatu kristal adalah suatu padatan dengan susunan atom yang berulang secara tiga dimensional yang dapat mendifraksi sinar X. Kristal secara sederhana dapat didefinisikan sebagai zat padat yang mempunyai susunan atom atau molekul yang teratur. Keteraturannya tercermin dalam permukaan kristal yang berupa bidang-bidang datar dan rata yang mengikuti pola-pola tertentu. Bidang-bidang datar ini disebut sebagai bidang muka kristal. Sudut antara bidang-bidang muka kristal yang saling berpotongan besarnya selalu tetap pada suatu kristal. Bidang muka kristal itu baik letak maupun arahnya ditentukan oleh perpotongannya dengan sumbu-sumbu kristal. Dalam sebuah kristal, sumbu-sumbu kristal berupa garis bayangan yang lurus yang menembus kristal melalui pusat kristal. Sumbu kristal tersebut mempunyai satuan panjang yang disebut sebagai parameter.
1.Kimia Kristal
Komposisi kimia suatu mineral merupakan hal yang sangat mendasar, beberapa sifat-sifat mineral / kristal tergantung kepadanya. Sifat-sifat mineral/kristal tidak hanya tergantung kepada komposisi tetapi juga kepada susunan meruang dari atom-atom penyusun dan ikatan antar atom-atom penyusun kristal / mineral.
Komposisi kimia kerak bumi : 1.Kerak
2.Mantel, dan 3.Isi bumi
Ketebalan kerak bumi di bawah kerak benua sekitar 36 km dan di bawah kerak samudra berkisar antara 10 sampai 13 km. Batas antara kerak dengan mantel dikenal dengan Mohorovicic discontinuity.
Kimia kristal Sejak penemuan sinar X, penyelidikan kristalografi sinar X telah mengem-bangkan pengertian kita tentang hubungan antara kimia dan struktur. Tujuannya adalah: 1) untuk mengetahui hubungan antara susunan atom dan komposisi kimia dari suatu jenis kristal. 2) dalam bidang geokimia tujuan mempelajari kimia kristal adalah untuk
memprediksi struktur kristal dari komposisi kimia dengan diberikan temperatur dan tekanan Daya Ikat dalam Kristal
Daya yang mengikat atom (atau ion, atau grup ion) dari zat pada kristalin adalah bersifat listrik di alam. Tipe dan intensitasnya sangat berkaitan dengansifat-sifat fisik dan kimia dari mineral. Kekerasan, belahan, daya lebur, kelistrikan dan konduktivitas termal, dan koefisien ekspansi termal berhubungan secara langsung terhadap daya ikat
Secara umum, ikatan kuat memiliki kekerasan yang lebih tinggi, titik leleh yang lebih tinggi dan koefisien ekspansi termal yang lebih rendah. Ikatan kimia dari suatu kristal dapat dibagi menjadi 4 macam, yaitu: ionik, kovalen, logam dan van der Waals.
2.System Kristal
Hingga saat ini baru terdapat 7 macam sistem kristal. Dasar penggolongan sistem kristal tersebut ada tiga hal, yaitu: jumlah sumbu kristal, letak sumbu kristal yang satu dengan yang lain parameter yang digunakan untuk masing-masing sumbu kristal.
Adapun ke tujuh sistem kristal tersebut adalah - Sistem Isometrik
Sistem ini juga disebut sistem reguler, bahkan sering dikenal sebagai sistem kubus/kubik Jumlah sumbu kristalnya 3 dan saling tegak lurus satu dengan yang lainnya. Masing-masing sumbu sama panjangnya.
- Sistem Tetragonal
Sama dengan sistem isometrik, sistem ini mempunyai 3 sumbu kristal yang masing-masing saling tegak lurus. Sumbu a dan b mempunyai satuan panjang yang sama. Sedangkan sumbu c berlainan, dapat lebih panjang atau lebih pendek (umumnya lebih panjang). satuan
panjang yang sama. Sedangkan sumbu c berlainan, dapat lebih panjang atau lebih pendek (umumnya lebih panjang).
- Sistem Orthorombis
Sistem ini disebut juga orthorombis dan mempunyai 3 sumbu kristal yang saling tegak lurus satu dengan yang lain. Ketiga sumbu kristal tersebut mempunyai panjang yang berbeda. - Sistem Hexagonal
Sistem ini mempunyai empat sumbu kristal, dimana sumbu c tegak lurus terhadap ketiga sumbu yang lain. Sumbu a, b, dan d masing-masing saling membentuk sudut 120 satu terhadap yang lain. Sumbu a, b, dan d mempunyai panjang yang sama. Sedangkan panjang c berbeda, dapat lebih panjang atau lebih pendek (umumnya lebih panjang)
- Sistem Trigonal
Beberapa ahli memasukkan sistem ini ke dalam sistem heksagonal demikian pula cara penggambarannya juga sama. Perbedaannya bila pada trigonal setelah terbentuk bidang dasar, yang berbentuk segienam kemudian dibuat segitiga degnan menghubungkan dua titik sudut yang melewati satu titik sudutnya.
- Sistem Monoklin
Monoklin artinya hanya mempunyai satu sumbu yang miring dari tiga sumbu yang
dimilikinya. Sumbu a tegak lurus terhadap sumbu b; b tegak lurus terhadap c, tetapi sumbu c tidak tegak lurus terhadap sumbu a. Ketiga sumbu tersebut mempunyai panjang yang tidak sama, umumnya sumbu c yang paling panjang dan sumbu b yang paling pendek.
- Sistem Triklin
Sistem ini mempunyai tiga sumbu yang satu dengan lainnya tidak saling tegak lurus. Demikian juga panjang masing-masing sumbu tidak sama
3.Unsur-unsur simetri kristal
Dari masing-masing sistem kristal dapat dibagi lebih lanjut menjadi klas-klas kristal yang jumlahnya 32 klas. Penentuan klasikasi kristal tergantung dari banyaknya unsur-unsur simetri yang terkandung di dalamnya. Unsur-unsur simetri tersebut meliputi:
- bidang simetri - sumbu simetri
- Bidang simetri
Bidang simetri adalah bidang bayangan yang dapat membelah kristal menjadi dua bagian yang sama, dimana bagian yang satu merupakan pencerminan dari yang lain. Bidang simetri ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bidang simetri aksial dan bidang simetri menengah. Bidang simetri aksial bila bidang tersebut membagi kristal melalui dua sumbu utama (sumbu kristal). Bidang simetri aksial ini dibedakan menjadi dua, yaitu bidang simetri vertikal, yang melalui sumbu vertikal dan bidang simetri horisontal, yang berada tegak lurus terhadap sumbu c. Bidang simetri menengah adalah bidang simetri yang hanya melalui satu sumbu kristal. Bidang simetri ini sering pula dikatakan sebagai bidang siemetri diagonal.
- Sumbu simetri
Sumbu simetri adalah garis bayangan yang dibuat menembus pusat kristal, dan bila kristal diputar dengan poros sumbu tersebut sejauh satu putaran penuh akan didapatkan beberapa kali kenampakan yang sama. Sumbu simetri dibedakan menjadi tiga, yaitu gire, giroide dan sumbu inversi putar. Ketiganya dibedakan berdasarkan cara mendapatkan nilai simetrinya. Gire, atau sumbu simetri biasa, cara mendapatkan nilai simetrinya adalah dengan memutar kristal pada porosnya dalam satu putaran penuh. Bila terdapat dua kali kenampakan yang sama dinamakan digire, bila tiga trigire (4), empat tetragire (3), heksagire (9) dan seterusnya. Giroide adalah sumbu simetri yang cara mendapatkan nilai simetrinya dengan memutar kristal pada porosnya dan memproyeksikannya pada bidang horisontal. Dalam gambar, nilai simetri giroide disingkat tetragiroide ( ) dan heksagiroide ( ). Sumbu inversi putar adalah sumbu simetri yang cara mendapatkan nilai simetrinya dengan memutar kristal pada
porosnya dan mencerminkannya melalui pusat kristal. Penulisan nilai simetrinya dengan cara menambahkan bar pada angka simetri itu
- Pusat simetri
Suatu kristal dikatakan mempunyai pusat simetri bila kita dapat membuat garis bayangan tiap-tiap titik pada permukaan kristal menembus pusat kristal dan akan menjumpai titik yang lain pada permukaan di sisi yang lain dengan jarak yang sama terhadap pusat kristal pada garis bayangan tersebut. Atau dengan kata lain, kristal mempunyai pusat simetri bila tiap bidang muka kristal tersebut mempunyai pasangan dengan kriteria bahwa bidang yang berpasangan tersebut berjarak sama dari pusat kristal, dan bidang yang satu merupakan hasil inversi melalui pusat kristal dari bidang pasangannya.
- Klasifikasi Kristal
Dari tujuh sistem kristal dapat dikelompokkan menjadi 32 klas kristal. Pengelompokkan ini berdasarkan pada jumlah unsur simetri yang dimiliki oleh kristal tersebut. Sistem isometrik terdiri dari lima kelas, sistem tetragonal mempunyai tujuh kelas, rombis memiliki tiga kelas, heksagonal mempunyai tujuh kelas dan trigonal lima kelas. Selanjutnya sistem monoklin mempunyai tiga kelas. Tiap kelas kristal mempunyai singkatan yang disebut simbol. Ada dua macam cara simbolisasi yang sering digunakan, yaitu simbolisasi Schonidan Herman
