Titanium Dan Paduannya

BAB I

BAB I

PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

1 1..11 LLaattaar r BBeellaakkaanngg

Titanium adalah logam berlimpah nomor empat di dunia

Titanium adalah logam berlimpah nomor empat di dunia setelah aluminium,setelah aluminium,  besi, dan magnesium. Selain itu, titanium juga merupakan

 besi, dan magnesium. Selain itu, titanium juga merupakan elemen berlimpahelemen berlimpah kesembilan (mencakup 0,63% pada kerak bumi)

kesembilan (mencakup 0,63% pada kerak bumi) ditemukan pada tahun 1!1 diditemukan pada tahun 1!1 di "nggris oleh #e$erend illiam &regor, 'ang diberi nama sebagai

"nggris oleh #e$erend illiam &regor, 'ang diberi nama sebagai ilmeniteilmenite. lemen ini. lemen ini ditemukan kembali beberapa tahun kemudian oleh &erman hemist *einrich

ditemukan kembali beberapa tahun kemudian oleh &erman hemist *einrich +laporth dalam bentuk

+laporth dalam bentuk rutilerutile. ogam titanium tidak pernah ditemukan sendirian,. ogam titanium tidak pernah ditemukan sendirian, keberadaann'a selalu berikatan dengan mineral lainn'a seperti

keberadaann'a selalu berikatan dengan mineral lainn'a seperti rutile, ilmenite,rutile, ilmenite, leucoxene, anatase, brookite, perovskite

leucoxene, anatase, brookite, perovskite, dan, dan sphene sphene 'ang ditemukan dalam titanat'ang ditemukan dalam titanat dan beberapa besi

dan beberapa besi oreore. Titanium juga ditemukan dalam batu bara, abu, tan. Titanium juga ditemukan dalam batu bara, abu, tanaman danaman dan dalam tubuh manusia (-. arp,

dalam tubuh manusia (-. arp, 00/).00/).

aterial 'ang mengandung titanium dan paling ban'ak ada di bumi dan paling aterial 'ang mengandung titanium dan paling ban'ak ada di bumi dan paling sering dimanaatkan oleh manusia adalah

sering dimanaatkan oleh manusia adalah rutilerutile dandan anataseanatase.. Rutile Rutile adalah bentukadalah bentuk  paling stabil dari titania dan paling ban'ak ditemukan pada sum

 paling stabil dari titania dan paling ban'ak ditemukan pada sumber titanium. Tiber titanium. Titaniumtanium dioksida dapat dibuat dari bahan2bahan alam 'ang ada di alam, umumn'a berasal dari dioksida dapat dibuat dari bahan2bahan alam 'ang ada di alam, umumn'a berasal dari ilminate

ilminate 'ang berasal dari hina, or4egia, 5ni So$iet (pasir), ustralia (pasir),'ang berasal dari hina, or4egia, 5ni So$iet (pasir), ustralia (pasir), +anada dan rika selatan (pasir)

+anada dan rika selatan (pasir) (-. arp, 00/). Titania dapat diaplikasikan sebagai(-. arp, 00/). Titania dapat diaplikasikan sebagai  bahan otokatalisis, sensor gas, pembersih polutan 'ang ada di ud

 bahan otokatalisis, sensor gas, pembersih polutan 'ang ada di udara, tanah dan air,ara, tanah dan air, sebagai bahan campuran cat agar tahan korosi, pelapis alat2alat dibidang kedokteran, sebagai bahan campuran cat agar tahan korosi, pelapis alat2alat dibidang kedokteran, kosmetik, sel sur'a, pen'erap gelombang elektromagnetik dan lain2lain.

kosmetik, sel sur'a, pen'erap gelombang elektromagnetik dan lain2lain.

1.2 Permasalahan

1.2 Permasalahan

7al

7alam am memmemahamahami i tententantang g bahbahan an titatitaniunium m dan dan molmolibdibdenuenum m ini ini terdterdapaapatt  beberapa

 beberapa aspek aspek permasalahan permasalahan 'ang 'ang akan akan dibahas dibahas pada pada makalah makalah ini ini 'aitu 'aitu sebagaisebagai  berikut 8

 berikut 8 1.

1. Sejarah Sejarah dan pdan pengertengertian serian serta sumta sumber darber dari titani titanium dium dan padan paduann'uann'aa .

. 9roses 9roses 9embu9embuatan Tatan Titaniitanium dan um dan padupaduann'ann'a beserta aa beserta aplikaplikasin'a.sin'a. 3.

3. +la+lasiisiikasi pakasi paduaduan Tin Titantanium daium dan 9adun 9aduann'ann'aa

1.3 Tujuan

1.3 Tujuan

akalah tentang bahan Titanium dan 9aduann'a ini bertujuan untuk8 akalah tentang bahan Titanium dan 9aduann'a ini bertujuan untuk8 1.

1. enengegetahtahui daui dan memn memahahamami siai siat2st2siiat daat dari Tri Tititananiuium dan 9adm dan 9aduauannnn'a'a meliputi siat isik, siat kimia dan siat mekanik.

meliputi siat isik, siat kimia dan siat mekanik.

Titanium dan Paduannya

.

. eenngegetatahhui ui ddan an mmememahahamami i pproroseses s ppemembbuauatatan n TTiitataninium um dadann  paduann'a.

 paduann'a. 3.

3. eengngetaetahuhui i apaplilikakasi si dadari ri TTititananiuium m dadan n papaduduanann'n'a a dadalam lam beberbrbagagaiai aspek.

aspek. /.

/. engeengetahui tahui padupaduan2padan2paduan uan (allo'(allo') da) dari ri TiTitaniumtanium

Titanium dan Paduannya

BAB II

TITANIUM DAN PADUANNYA

2.1 Sejarah

Titanium pertama kali ditemukan dalam mineral di orn4all, "nggris, tahun 1!1 oleh geolog amatir dan pendeta illiam &regor kemudian oleh pendeta +redo  paroki. "a mengenali adan'a unsur baru dalam ilmenite ketika ia menemukan pasir 

hitam sungai di dekat paroki dari anaccan dan melihat pasir tertarik oleh magnet. nalisis terhadap pasir tersebut menunjukkan adan'a kehadiran dua oksida logam, 'aitu besi oksida (menjelaskan da'a tarik magnet) dan /:,:% dari metalik putih oksida 'ang pada saat itu belum dapat dipastikan jenisn'a. &regor 'ang men'adari  bah4a unsur tak dikenal 'ang mengandung oksida logam tersebut tidak memiliki

kesamaan dengan siat2siat dari unsur 'ang telah lebih a4al dikatahui, melaporkan  penemuann'a kepada #o'al &eological Societ' o orn4all dan di jurnal ilmiah

;erman rell<s nnalen.

9ada 4aktu 'ang hampir bersamaan, =ran>2;oseph ?ller $on #eichenstein menghasilkan substansi 'ang serupa, tetapi tidak dapat mengidentiikasi unsur  tersebut. -ksida secara independen ditemukan kembali pada tahun 1!: oleh ;erman kimia4an artin *einrich +laproth di dalam rutil dari *ungaria. +laproth menemukan bah4a hal itu berisi unsur baru dan menamakann'a Titan 'ang merupakan nama de4a matahari dari mitologi @unani. Setelah mendengar tentang  penemuan &regor sebelumn'a, ia memperoleh sampel manaccanite 'ang di dalamn'a

terdapat titanium. 2.2 Pengertian

Titanium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik 'ang memiliki s'mbol Ti dan nomor atom  'ang ditemukan pada tahun 1!1 tetapi tidak diproduksi secara komersial hingga tahun 1!:02an. Titanium ditemukan di "nggris oleh illiam &regor 

dalam 1!1 dan dinamai oleh artin *einrich +laproth untuk Titan dari mitologi @unani.

Titanium merupakan logam transisi 'ang ringan, kuat, tahan korosi termasuk  tahan air laut dan chlorine dengan 4arna putih2metalik2keperakan. Titanium digunakan dalam allo' (terutama dengan besi dan alumunium) dan sen'a4a terban'akn'a, titanium dioksida, digunakan dalam pigmen putih. Salah satu karakteristik titanium 'ang paling terkenal 'aitu bersiat sama kuat dengan baja tetapi  beratn'a han'a 60% dari berat baja. Siat titanium mirip dengan >irconium secara kimia maupun isika. Titanium dihargai lebih mahal daripada emas  karena siat2siat logamn'a.

5nsur ini terdapat di ban'ak mineral dengan sumber utama adalah rutile dan ilmenit, 'ang tersebar luas di seluruh Aumi. da dua bentuk alotropi dan lima isotop alami dari unsur iniB Ti2/6 sampai Ti2:0 dengan Ti2/C 'ang paling ban'ak terdapat di alam (3,C).

2.3 Sumer Titanium

Titanium selalu berikatan dengan elemen2elemen lain di alam. Titanium merupakan unsur 'ang jumlahn'a melimpah ke2! di kerak bumi (0,63% berat massa) dan logam ke2 paling berlimpah. Titanium selalu ada dalam igneous rock  (bebatuan) dan dalam sedimen 'ang diambil dari bebatuan tersebut. 7ari C01 jenis batuan 'ang dianalisis oleh United States Geological Survey, terdapat C/ diantaran'a mengandung titanium. 9erbandingan Ti di dlam tanah adalah sekitar 0,: sampai 1,:%.

Titanium ditemukan di meteorit dan telah dideteksi di dalam matahari serta  pada bintang tipe2, 'aitu jenis bintang dengan suhu terdingin dengan temperatur 

 permukaan sebesar 3000_{= atau :!0}0_{=. Aebatuan 'ang diambil oleh misi pollo 1}

menunjukkan keberadaan Ti- seban'ak 1,1%. Titanium juga terdapat dalam

mineral rutile (Ti-) , ilmenite  (=eTi-3) ,dan sphene, dan terdapat dalam titanate dan

 bijih besi. 7ari mineral2mineral ini, han'a #utile dan ilmenite memiliki kegunaan secara ekonomi, 4alaupun sulit ditemukan dalam konsentrasi 'ang tinggi. +eberadaan Titanium dengan bijih  berupa ilmenit berada di bagian barat ustralia, +anada, ina, "ndia, Selandia Aaru, or4egia, dan 5kraina. #utile dalam jumlah  ban'ak pun juga ditambang di merika 5tara dan rika Selatan dan membantu  berkontribusi terhadap produksi tahunan !0.000 ton logam dan /,3 juta ton titanium

dioksida . ;umlah cadangan dari titanium diperkirakan melebihi 600 juta ton. Aerikut adalah tabel penjelasan mengenai siat2siat dari sumber2sumber titanium.

+ategori ineral

#umus +imia Titanium dioksida (Ti-)

arna bu2abu,coklat,ungu atau hitam

Aentuk +ristal Segi mpat

Skala kekerasan ohs :,:26,:

Aerat jenis (gDcm3_{) /,32:,:}

+elarutan Tidak larut dalam asam

Tabel 1.Sifat Rutile

#umus kimia =eTi- 3 =eTi-3

Aentuk kristal trigonal trigonal

arna sch4ar>, stahlgrau hitam

Skala kekerasan ohs : bis : :2:

(gDcmE) Aerat ;enis (g D cm E) /,: bis : /,:2:

Tabel 2.Sifat Ilmenit 

Warna

hijau, kuning, putih, coklat atau

hitam

Bentuk

Kristal

Monoklinik

Berat jenis (g/cm

3

_

_3,3

_!

_3,"

 Speciic &ra$it' is 3.3 2 3.6Tabel 3.Sifat Sphene

Titanium juga terdapat di debu batubara, dalam tumbuhan dan dalam tubuh manusia. Sampai pada tahun 1!/6, proses pembuatan logam Ti di laboratorium 'ang

dilakukan oleh +roll menunjukkan cara memproduksi Titanium secara komersil dengan mereduksi titanium tetraklorida dengan magnesium. Selanjutn'a logam titanium dapat dimurnikan dengan cara mendekomposisikan iodan'a

2.! Si"at#Si"at Titanium

Titanium murni merupakan logam putih 'ang sangat bercaha'a. "a memiliki  berat jenis rendah, kekuatan 'ang bagus, mudah dibentuk dan memiliki resistansi korosi 'ang baik. ;ika logam ini tidak mengandung oksigen, ia bersiat ductile. Titanium merupakan satu2satun'a logam 'ang terbakar dalam nitrogen dan udara. Titanium juga memiliki resistansi terhadap asam sulur dan asam hidroklorida 'ang larut, keban'akan asam organik lainn'a, gas klor dan solusi klorida. Titanium murni diketahui dapat menjadi radioakti setelah dibombardir dengan deuterons. #adiasi 'ang dihasilkan adalah positrons dan sinar gamma. +etika sinar gamma ini direaksikan dengan oksigen, dan ketika mencapai suhu ::0 F  (10 F =) , sinar  tersebut bereaksi dengan klorin. Sinar ini kemudian bereaksi dengan halogen 'ang lain dan men'erap hidrogen.

ogam ini dimorphic. Aentuk ala heksagonal berubah menjadi bentuk beta

kubus secara perlahan2lahan pada suhu CC00_{. ogam titanium tidak bereaksi dengan}

isiologi tubuh manusia ( physiologically inert ). Titanium oksida murni memiliki indeks reraksi 'ang tinggi dengan dispersi optik 'ang lebih tinggi daripada berlian.

./.1 Siat =isik 

Titanium bersiat paramagnetik (lemah tertarik dengan magnet) dan memiliki kondukti$itas listrik dan kondukti$itas termal 'ang cukup rendah.

Siat =isik +eterangan

=asa 9adat

assa jenis /,:06 gDcm3 _{(suhu kamar)}

assa jenis cair /,11 gDcm3 _{(pada titik lebur)}

Titil lebur 1!/1 + (166C0_,303/0₌₎

Titik didih 3:60 +(3C0_{, :!/!}0₌₎

+alor peleburan 1/,1: k;Dmol

+alor penguapan /: k;Dmol

+apasitas kalor (:0_{) :,060 ;Dmol.+}  

9enampilan ogam perak metalik  

#esisti$itas listrik  (0 F) 0,/0 GHIm

+ondukti$itas termal (300 +) 1,! D(mI+)

kspansi termal (: F) C.6 GmD(mI+)

+ecepatan suara (pada 4ujud ka4at) (suhu kamar )

:0!0 mDs

Tabel 4.Sifat-Sifat Fisik Titanium Tekanan 5ap

9(9a) 1 10 100 1k 10k 100k  

T (+) 1!C 11 /03 6! 306/ 3::C

./. Siat +imia

Siat kimia dari titanium 'ang paling terkenal adalah ketahanan terhadap korosi 'ang sangat baik (pada suhu biasa membentuk oksida, Ti-), hampir sama

seperti platinum, resistan terhadap asam, dan larut dalam asam pekat. 7iagram 9ourbaiJ menunjukkan bah4a titanium adalah logam 'ang sangat reakti, tetapi lambat untuk bereaksi dengan air dan udara.

• #eaksi dengan ir 

Titanium akan bereaksi dengan air membentuk Titanium dioksida dan h'drogen. Ti(s) K *-(g) L Ti-(s) K *(g)

• #eaksi dengan 5dara

+etika Titanium dibakar di udara akan menghasilkan Titanium dioksida dengan n'ala putih 'ang terang dan ketika dibakar dengan itrogen murni akan

menghasilkan Titanium itrida. Ti(s) K -(g) L Ti-(s)

Ti(s) K (g) LTi(s)

• #eaksi dengan *alogen

#eaksi Titanium dengan *alogen menghasilkan Titanium *alida. #eaksi dengan =luor berlangsung pada suhu 00F.

Ti(s) K =(s) L Ti=/(s)

Ti(s) K l(g) L Til/(s)

Ti(s) K Ar (l) L TiAr /(s)

Ti(s) K "(s) L Ti"/(s)

• #eaksi dengan sam

ogam Titanium tidak bereaksi dengan asam mineral pada temperatur normal

tetapi dengan asam hidroluorik 'ang panas membentuk kompleks anion (Ti=6)32

Ti(s) K *= (aM)L (Ti=6)32(aM) K 3 *(g) K 6 *K(aM)

• #eaksi dengan Aasa

Titanium tidak bereaksi dengan alkali pada temperatur normal, tetapi pada keadaan panas.

Titanium terbakar di udara ketika dipanaskan menjadi 100 F  (1!0 F =) dan  pada oksigen murni ketika dipanaskan sampai 610 F  (1130 F =) atau lebih , membentuk titanium dioksida. Sebagai hasiln'a, logam tidak dapat dicairkan dalam udara terbuka sebelum titik lelehn'a tercapai, jadi mencair han'a mungkin terjadi  pada suasana inert atau dalam $akum.  N Titanium juga merupakan salah satu dari sedikit elemen 'ang terbakar di gas nitrogen murni (Ti terbakar pada C00 F  atau 1./ F = dan membentuk titanium nitrida). Titanium tahan untuk melarutkan asam sulat dan asam klorida, bersama dengan gas klor, larutan klorida, dan sebagian besar  asam2asam organik.

Siat +imia +eterangan

 ama, ambang, omor atom Titanium, Ti,

7eret +imia ogam transisi

&olongan, 9eriode, Alok /,/,d

assa atom /.C6(1)  gDmol

+onigurasi electron Or N 3d _/s

;umlah elektron tiap kulit ,C,10,

Struktur +ristal heJagonal

Ailanganoksidasi /

lektronegati$itas 1,:/ (skala 9auling) nergi ionisasi ke218 6:C.C k;Dmol ke28 130!.C k;Dmol ke238 6:.: k;Dmol ;ari2jari atom 1/0 pm

;ari2jari atom (terhitung) 16 pm

;ari2jari ko$alen 136 pm

Tabel 5.Sifat-Sifat Kimia Titanium ./.3 Siat ekanik 

Siat ekanik +eterangan

odulus @oung 116 &pa

odulus &eser // &pa

odulus #uah 110 &pa

 isbah 9oisson 0,3

Skala +ekerasan ohs 6

+ekerasan Pickers !0 pa

+ekerasan Arinell 16 pa

 omor S //02326

Tabel 6. Sifat-Sifat Mekanik Titanium

2.$ Pr%ses Pemuatan

Titanium diproduksi menggunakan proses +roll. angkah2langkah 'ang terlibat termasuk ekstraksi, pemurnian, produksi spons, pembuatan paduan, dan membentuk dan membentuk. 7i merika Serikat, ban'ak produsen spesialis dala m ase 'ang berbeda dari produksi ini. isaln'a, ada produsen 'ang han'a membuat spons, 'ang lain 'ang han'a mencair dan menciptakan paduan, dan 'ang lain 'ang menghasilkan produk akhir. Saat ini, tidak ada produsen tunggal melengkapi s emua

langkah ini. 9encabutan

1. 9ada a4al produksi, produsen menerima titanium konsentrat dari tambang. Sementara rutil dapat digunakan dalam bentuk alami, ilmenit diproses untuk menghilangkan >at besi sehingga berisi titanium dioksida paling sedikit C:%. Aahan2bahan ini dimasukkan ke dalam reaktor luidi>ed2tempat tidur bersama dengan gas klor dan karbon. ateri 'ang dipanaskan sampai 1.6: F = (!00 F ) dan hasil reaksi kimia berikutn'a dalam penciptaan murni titanium tetraklorida (Til/) dan karbon monoksida. +otoran adalah hasil dari ken'ataan bah4a

titanium dioksida murni tidak digunakan di a4al. -leh karena itu berbagai klorida logam 'ang tidak diinginkan 'ang dihasilkan harus dibuang.

9emurnian

. logam bereaksi dimasukkan ke dalam tangki pen'ulingan besar dan dipanaskan. Selama langkah ini, kotoran dipisahkan dengan menggunakan distilasi raksional dan presipitasi. Tindakan ini menghilangkan klorida logam termasuk besi,

$anadium, >irkonium, silikon, dan magnesium. 9roduksi spons

3. Selanjutn'a, dimurnikan titanium tetraklorida ditranser sebagai cairan ke bejana reaktor stainless steel. agnesium kemudian ditambahkan dan 4adah dipanaskan sampai sekitar 01 F = (1.100 F ). rgon dipompa ke dalam 4adah sehingga udara akan dihapus dan kontaminasi dengan oksigen atau nitrogen dicegah. agnesium bereaksi dengan klor menghasilkan magnesium klorida cair. *al ini membuat padat titanium murni karena titik leleh dari titanium lebih tinggi dari reaksi.

/. 9adatan titanium dikeluarkan dari reaktor dengan membosankan dan kemudian diobati dengan air dan asam klorida untuk menghapus kelebihan magnesium dan magnesium klorida. 9adatan 'ang dihasilkan adalah logam berpori 'ang disebut spons.

:. Spons titanium murni kemudian dapat diubah menjadi paduan 'ang dapat digunakan melalui tanur habis2elektroda. 9ada titik ini, spons dicampur dengan

 penambahan paduan berbagai besi tua. 9roporsi 'ang tepat dari spons untuk bahan  paduan diormulasikan di laboratorium sebelum produksi. assa ini kemudian

ditekan ke compacts dan dilas bersama2sama, membentuk elektroda spons. 6. lektroda spons kemudian ditempatkan dalam tungku busur $akum untuk

mencair. 7alam 4adah air2cooled, tembaga, busur listrik digunakan untuk

melelehkan elektroda spons untuk membentuk ingot. Semua udara dalam 4adah 'ang baik dihapus (membentuk ruang hampa) atau atmoser diisi dengan argon untuk mencegah kontaminasi. Aiasan'a, ingot tersebut remelted satu atau dua kali untuk menghasilkan ingot diterima secara komersial. 7i merika Serikat, paling ingot dihasilkan dengan metode ini berat sekitar !.000 lb (/,0C kg) dan 30 di (6, cm) di diameter.

. Setelah ingot dibuat, tersebut akan dihapus dari tungku dan diperiksa dari kerusakan. 9ermukaan dapat dikondisikan seperti 'ang diperlukan untuk

 pelanggan. "ngot kemudian dapat dikirim ke produsen barang jadi di tempat 'ang dapat digiling dan dibuat menjadi berbagai produk.

9roduk samping D imbah

Selama produksi titanium murni sejumlah besar magnesium klorida 'ang dihasilkan. Aahan ini didaur ulang dalam sel daur ulang segera setelah diproduksi. Sel daur ulang  pertama memisahkan logam magnesium keluar maka gas klor dikumpulkan. +edua

komponen 'ang digunakan kembali dalam produksi titanium.

2.& Pa'uan Titanium

Titanium dan paduann'a mulai digunakan sebagai komponen logam pada a4al abad ke20, jenis logam ini diekstraksi dari mineral rutil 'ang mengandung Q!2!C%

Ti- dan diubah secara kimia menjadi Til/ kemudian direaksikan dengan

magnesium (proses +roll) atau sodium (proses *unter) 'ang menghasilkan titanium  sponge sehingga akhirn'a melalui proses peleburan dihasilkanlah ingot titanium.

Secara umum titanium dan paduann'a diklasiikasikan menjadi / kelompok utama berdasarkan asa 'ang dominan dalam strukturn'a,'aitu8

• Titanium murni.

• 9aduan titanium alpha (R).

•  9aduan titanium alpha2beta.

•  9aduan titanium beta ().

asing2masing kelompok tersebut memiliki berbagai jenis paduann'a seperti ditunjukkan pada tabel 6 'ang juga mencantumkan komposisi kimia serta siat mekanikn'a. 5nsur2unsur pemadu pada paduan titanium dapat memperbaiki siat2siat dari logam titanium, unsur tersebut dapat larut secara intertisi ataupun secara substitusi pada atom titanium. 5nsur2unsur pemadu pada titanium berdasarkan  pengaruhn'a terhadap struktur mikro atau asa stabiln'a dapat diklasiikasikan menjadi dua kategori, 'aitu unsur paduan pen'etabil asa alpha dan asa beta, seperti ditunjukkan pada tabel / di ba4ah ini.

5nsur2unsur 'ang ditambahkan pada titanium untuk men'etabilkan salah satu atau beberapa asa lainn'a terjadi karena unsur2unsur paduan tersebut mempengaruhi temperatur transormasin'a, seperti 'ang diperlihatkan pada gambar 1. diba4ah ini.

lumunium merupakan unsur paduan titanium 'ang paling dominan sebagai unsur pen'etabil asa alpha dan akan meningkatkan temperatur beta transus (temperatur transormasi asa beta) serta akan memberikan kekuatan 'ang tinggi pada temperatur tinggi. 5nsur2unsur lainn'a sebagai unsur pemadu pada titanium adalah krom, besi, mangan, molibdenum, dan $anadium. 9enambahan unsur2unsur ini akan memperkuat dan meningkatkan jumlah asa beta 'ang diperoleh pada temperatur  kamar.

9ada temperatur tinggi, titanium mudah bereaksi terutama dengan unsur2unsur  intertisi (oksigen, hidrogen, dan nitrogen) membentuk oksida, hidrida a tau nitrida atau unsur intertisi tersebut dapat larut pada permukaan titanium. #eaksi oksidasi 'ang terjadi di atas temperatur :!3  akan menghasilkan lapisan oksida di permukaan 'ang  bersiat kontin'u., artin'a lapisan 'ang terbentuk tidak terdapat celah atau bagian

'ang terbuka (tertutup bagi diusi oksigen) sehingga tidak lagi menimbulkan reaksi oksidasi berikutn'a. 7engan demikian, titanium menjadi bersiat sangat pasi  terhadap larutan. +arakteristik ini men'ebabkan katahanan korosi dari titanium dan  paduann'a menjadi lebih baik. Titanium 'ang tidak dipadu atau titanium murni, memiliki kemurnian antara !!%2!!,:% dan sisan'a adalah unsur2unsur intertisi 'aitu

oksigen, nitrogen dan karbon. Titanium murni memiliki kekuatan 'ang lebih rendah dibandingkan paduann'a tetapi memiliki ketahanan korosi 'ang lebih baik. +ekuatan titanium murni sangat ditentukan oleh unsur2unsur intertisi dalam batas 'ang diijinkan, seperti 'ang ditunjukkan pada gambar  di ba4ah ini dan jika terlalu  ban'ak akan men'ebabkan penggetasan. 9engaruh penguatan dari unsur2unsur 

intertisi din'atakan dalam persamaan8 %- eMui$%- K (%) K 0,6 (%)

,setiap peningkatan 0,1%- eMui$ dalam titanium murni akan meningkatkan kekuatan sebesar 1,: ksi. Struktur eMuiaksial pada titanium dikembangkan melalui penguatan regang anil, 'aitu proses pengerjaan dingin dan diikuti dengan pemanasan sampai temperatur re2kristalisasi dengan struktur mikro seperti 'ang ditunjukkan pada gambar 1

Gambar 1. Struktur mikro lembaran titanium murni yang dianil pada

temperatur 700o_{C selama 1 jam dan didinginkan di udara. Struktur men}

gandung

butir-butir equiaksial fasa alpha dan speroidal fasa beta yang distabilkan den gan penambahan

0, ! "e#etsa $ 10! %"-&!%'( , )&0*+

a. Al(ha All%)s

lpha allo's adalah titanium murni 'ang diperkuat dengan solid solution strengthening dengan unsur penambah seperti aluminium (:26%), tin, nikel, dan tembaga. lpha tidak mengandung beta pada temperature ruang. lpha allo's Titanium dan Paduannya | 13

kurang ductile dan lebih sulit dibentuk, karena terbatasn'a sl'p s'stem pada *9, tidak dapat di2heat treatment, dapat dilas, memiliki kekuatan sedang, derajat kekerasan bagus, dan sangat stabil pada temperature diatas :/0o_{ (1000}o_=).

9aduan ini secara dominan memiliki struktur kristal *9 pada temperatur  kamar, sehingga pada dasarn'a paduan ini memiliki asa alpha meskipun ada dalam paduan 'ang memiliki sejumlah kecil unsur paduan pen'etabil asa beta seperti pada paduan Ti2Cl2o2P (unsur paduan o dan P masing2masing 1%) 'ang memiliki keuletan 'ang baik, paduan tersebut merupakan salah satu jenis dari paduan titanium near alpha. 5nsur terpenting dari kelompok tersebut adalah lumunium 'ang merupakan unsur substitusi alpha 'ang paling dominan 'ang dapat meningkatkan temperatur transormasi dari asa alpha ke asa beta dari

temperatur CC:0_{ untuk titanium murni sampai 1/0}0_{ untuk paduan 'ang}

mengandung !%l. enurut c.Uuillan, keberadaan unusur alumunium sampai 1% hampir tidak memiliki pengaruh terhadap temperatur transormasi allotropi titanium, dan peningkatan kandungan alumunium selanjutn'a akan menaikan tamperatur transisi 'ang cukup mencolok.

*amar 2. Struktur mikr% 'engan (a'uan Ti#+Al#M%#,

. Beta all%)s

5nsur pen'etabil dalam paduan titanium beta ini diantaran'a adalah

$anadium, molibdenum, krom dan kobalt. 5ntuk meningkatkan kekuatan dari  paduan ini adalah melalui proses perlakuan panas dan pengerjaan dingin. Aeta

allo's memiliki ductilit' bagus, dan mudah dibentuk ketika tidak di2heat

treatment, dapat dilas, dan sangat stabil pada temperatur di atas 31:o (600o=). Aeberapa dapat di2age hardening untuk men'ebabkan precipitation asa alpha atau sen'a4a intermetalik, dan menghasilkan kekuatan 'ang sangat tinggi namun

ductilit' dan kekerasan berkurang9aduan titanium beta memiliki berat jenis dan kekuatan 'ang paling tinggi diantara semua jenis paduan titanium, jenis paduan  beta 'ang diproduksi dalam jumlah besar adalah Ti23r211P23l dengan

komposisi 13% $anadium, 11% chromium, dan 3% aluminium 7alam paduan titanium beta, terdapat  sistem pen'etabil asa beta 'aitu beta isomorus dan beta eutektoid. 5nsur2unsur pen'etabil beta isomorus adalah $anadium, molibdenum, niobium dan tantalum. 5nsur2unsur tersebut tidaak membentuk sen'a4a

intermetalik sehingga tidak men'ebabkan peningkatan kekerasan dan kekuatan dari paduan titanium serta unsur2unsur tersebut dapat menurunkan berat jenis  paduan. &ambar 3 memperlihatkan tipe diagram asa sistem l i!), dalam sistem

ini unsur2unsur paduan larut sempurna dalam asa beta dan beta transus turun dengan meningkatn'a kandungan unsur padua pen'etabil asa beta. 7alam paduan ini, asa beta 'ang stabil terbentuk han'a jika konsentrasi unsur paduann'a cukup tinggi, sehingga paduan jenis ini akan memiliki ban'ak keuntungan.

Gambar . iagram fasa sistim l-i-/ 

-. Al(ha#eta all%)s

lpha2beta allo's adalah paduan titanium 'ang strukturn'a mengandung sebagian alpha dan sebagian beta pada temperature ruang. lpha2beta allo's memiliki siat mekanik 'ang sangat seimbang, dan 'ang paling sering digunakan, ada 'ang dapat dilas dan tidak, ketahanan korosin'a sangat tinggi pada

temperature ruang, lebih mudah dibentuk, dan sangat stabil sampai temperatur  /:o_{ (C00}o_{=). 5nsur2unsur beta stabili>er seperti mol'bdenum, $anadium,}

columbium, dan tantalum ketika ditambahkan ke titanium murni cenderung menaikkan asa beta pada temperatur ruang. Sedangkan unsur alpha stabili>er  akan menaikkan asa alpha.

Salah satu paduan titanium seperti T"26l2/P 'ang mengandung 6% aluminium dan /% $anadium memiliki struktur  asa, 'aitu setengah alpha dan setengah beta pada temperature ruang, aluminium menstabilkan asa alpha dan $anadium menstabilkan asa beta. +etika paduan ini dipanaskan sampai pada

temperatur 1:o_{= (!::}o_{), paduan bertansormasi semua menjadi struktur beta.}

+etika di24ater Muench sampai temperatur ruang, asa beta akan seimbang,  paduan ingin bertransormasi menjadi asa alpa namun dicegah dengan 4ater 

Muench. 9roses ini disebut solution treating, dan paduan memiliki kekuatan tinggi  pada kondisi ini, namun kekerasan dan kekuatan dapat lebih ditingkatkan dengan aging selama / jam pada 1000o_{= (:3!}o_{). saat aging, dipisahkan bagian precipitate}

asa alpha dengan asa beta 'ang seimbang. 7engan demikian, alpha2beta allo's adalah paduan hasil precipitation hardening. da beragam paduan alpha2beta dengan kekuatan 'ang berbeda dan dengan mekanisme precipitation hardening  precipitation hardening 'ang berbeda, namun 6l2/P adalah 'ang paling penting.

'. Near Al(ha All%)s

 ear alpha allo's adalah paduan titanium 'ang mengandung ban'ak alpha dengan sedikit beta, dan beberapa asa beta tersebar di semua susunan alpha. Secara umum mengandung :2C% aluminium, beberapa >irconium, dan timah  bersama dengan beberapa unsur2unsur beta stabili>er. 9aduan ini memiliki kekuatan pada temperature tinggi, dan ketahanan creep 'ang sangat bagus sehingga paduan ini digunakan pada temperature tinggi. 9enambahan silicon 0.12 0.:% meningkatkan ketahanan creep. ear2alpha allo's pada temperature tinggi termasuk Ti26/S (Ti26l2Sn2/Vr2o20,:Si) dan "" C! (Ti2:,:l23,:Sn2 3Vr21b20,3Si) 'ang dapat digunakan sampai 1000o_{=, dan "" C3/ (Ti2:,Cl2/Sn2}

3,:Vr20,b20,:o20,3:Si) dan Ti21100 (Ti26l2,CSn2/Vr20,/o20,/Si) adalah

modiikasi dari Ti26/S 'ang dapat digunakan sampai 1100o_=.

e. Near#eta All%)s

 ear beta allo's adalah paduan titanium 'ang mengandung ban'ak beta dengan sedikit alpha.

5nsur paduan titanium dapat berupa aluminium, $anadium, molibdenum, mangan, timah, besi dll dengan harapan unsur paduan ini dapat meningkatkan kekuatan, kekerasan dan 4orkabilit'.

Siat mekanik dan karakter manuaktur dari paduan titanium sangat sensiti terhadap sedikit $ariasi pada unsur paduan dan residu. Sehingga  pengontrolan komposisi dan pemrosesan menjadi sangat penting, termasuk   pencegahan kontaminasi permukaan terhadao hidrogen, oksigen dan nitrogen

selama proses. 5nsur2unsur tersebut akan meningkatkan kegetasan titanium dan mengurangi keuletann'a.

9ada suhu di atas CC00_{, Ti memiliki struktur kubus pemusatan ruang}

(bcc2beta titanium) dan bersiat ulet (ductile) sedangkan pada suhu ruang membentuk heJagonal close2packed (hcp2alpha titanium), bersiat getas (brittle) dan sangat sensiti terhadap korosi tegangan. Pariasi struktur lain (alpha, near2 alpha,alpha beta,beta) dapat diperolah dengan membuat paduan dan perlakuan  panas (heat treatment) sehingga siatn'a dapat dioptimalkan untuk aplikasi

khusus.

Titanium aluminide intermetallics (Til, Ti3l) memiliki kekakuan lebuh

tinggi dan berat jenis lebih rendah serta lebih tahan terhadap suhu tinggi dibanding dengan paduan Ti 'ang lain.

Sebagai bahan teknik titanium ban'ak penggunaann'a. Titanium adalah logam dengan 4arna putih keperak2perakan, titik lebur 166CF dan masa jenisn'a /,:0: kgDdm3 .Titanium 'ang tidak murniDcampuran dalam perdagangan dapat digolongkan8

• unsur2unsur 'ang membentuk interstisi larutan padat (solid solution ) - ,

 ,  dan * dan lain Wlain.

• 5nsur2unsur 'ang membentuk substitusi larutan padat (=e dan unsur2unsur 

logam lain ).-ksigen dan nitrogen dengan persentase kecil dalam titanium allo' dapat mengurangi ductilit' secara drastis. +andungan karbon dengan lebih dari 0,% menurunkan ductilit' dan kekuatan pukul dan titanium allo'. 9aduan titanium terdiri dari $anadium, molibden, chrom, mangan,aluminium timah, besi dll. 9aduan ini memiliki siat2siat mekanik  'ang tinggi dengan rasa jenis 'ang rendah, sangat tahan korosi, ban'ak  digunakan dalam industri pesa4at terbang.

2. A(likasi Titanium

2..1 Bi'ang ke'%kteran

a. +arena bersiat non2eromagnetik , saat ini titanium umum digunakan untuk medis, misaln'a untuk mengganti tulang 'ang hancur atau patah. Sudah terbukti bah4a bahan titanium kuat dan tidak berubah ataupun  berkarat di dalam tubuh manusia. 7idalam tubuh manusia terdapat begitu  ban'ak >at 'ang sesungguhn'a dapat membuat bahan metal apapun menjadi berkarat dan tidak dapat bertahan lama, tetapi tidak demikian haln'a dengan bahan titanium, 'ang sekali lagi memang sudah terbukti  bisa bertahan dalam tubuh manusia 4alaupun bertahun tahun digunakan.

Selain itu, Titanium digunakan sebagai bahan pengganti sendi dan struktur   penahan katup jantung.

 b. 7igunakan dalam implant gigi (dengan jangka 4aktu lebih dari 30 tahun), karena kemampuann'a 'ang luar biasa untuk berpadu dengan tulang hidup ( osseointegrate ).

c. 7igunakan untuk terapi kesehatan

Tahap a4al dalam membuat gelang magnetik ini adalah membentuk bahan dasar mentah titanium menjadi bagian bagian dari gelang magnetic. 9roses ini cukup sulit, baik dari proses  pembetukan sampai kepada pemotongan bagian demi bagian, hal itulah 'ang men'ebabkan tidak ban'ak pabrik 'ang memproduksi berbahan titanium ( khususn'a gelang magnetik).

Setelah pembentukan dan pemotongan selesai , selanjutn'a masuk ke tahap adjust magnetic po4der ke dalam bulatan bulatan 'ang sudah disediakan, magnetic 'ang digunakan adalah magnet negati dalam bentuk 

 po4der 'ang dimana kekuatan magnet berkisar 300023:00 gouss. Selanjutn'a masuk ke dalam tahap akhir pembuatan gelang magnetic. 9roses ini tidak bisa dilakukan oleh mesin. -leh sebab itu proses ini dilakukan dengan tenaga manusia (hand made) dirangkai satu demi satu ( piece b' piece )

+arena proses 'ang begitu rumit dan panjang membuat bahan titanium menjadi salah satu bahan terbaik dan menjadi salah satu perhiasan 'ang dikombinasikan dengan therap' kesehatan 'ang cukup bernilai. aboratorium teknologi X industri igata ;epang bahkan melakukan  penelitian 'ang menunjukkan bah4a titanium dapat meningkatkan

sirkulasi darah bagi pemakain'a.

d. +arena ini bio2kompatibel (tidak beracun dan tidak ditolak oleh tubuh), titanium digunakan dalam aplikasi medis termasuk alat2alat operasi.

2..2 Bi'ang in'ustri

a. +ira2kira !:% hasil Titanium digunakan dalam bentuk Titanium dioksida

(Ti-),sejenis pigmen putih terang 'ang kekal dengan kuasa liputan 'ang

 baik untuk cat, kertas, obat gigi, dan plastik.

 b. 7igunakan pada industri kimia dan petrokimia sebagai bahan unutk alat  penukar panas (heat eJchanger)dan bejana bertekanan tinggi serta pipa2  pipa tahan korosi memakai bahan titanium.

c. "ndustri pulp dan kertas menggunakan titanium dalam peralatan proses 'ang terkena media 'ang korosi seperti sodium hipoklorit atau gas klor   basah). plikasi lain termasuk pengelasan ultrasonic dan gelombang

solder.

2..3 A(likasi lain

• llo' Titanium digunakan dalam pesa4at, plat perisai, kapal angkatan

laut, peluru berpandu. 7apat juga digunakan dalam perkakas dapur dan  bingkai kaca ('ang nilai ekonomisn'a tinggi).

• Titanium 'ang diallo'kan bersama Panadium digunakan dalam kulit luaran

 pesa4at terbang, peralatan pendaratan, dan saluran hidrolik.

• +arena da'a tahann'a 'ang baik terhadap air laut, Titanium digunakan

sebagai pemanas2pendingin akuarium air asin dan pisau juru selam.

• 7i #usia, Titanium menjadi bahan utama dalm pembuatan kapal angkatan

 perang termasuk kapal selam seperti kelas la, ike dan juga T'phoon karena kekuatann'a terhadap air laut.

• Aahan utama batu permata buatan manusia 'ang secara relati agak

lembut.

• Titanium tetraklorida (Til/), cairan tidak ber4arna 'ang digunakan untuk 

melapisi kaca.

• Titanium dioksida (Ti-) digunakan dalam pelindung matahari karena

ketahanann'a terhadap ultra ungu.

• +arena kelengaiann'a dan menghasilkan 4arna 'ang menarik menjadikan

logam ini populer untuk menindik badan.

• (iliter). +arena kekuatann'a, unsur ini digunakan untuk membuat

 peralatan perang (tank) dan untuk membuat pesa4at ruang angkasa.

• (esin). aterial pengganti untuk batang piston.

• Titanium nitrida (Ti), mempun'ai kekerasan setara dengan sair dan

carborundum (!,0 pada Skala ohs) , sering digunakan untuk melapisi alat  potong seperti bor. Ti juga dimanaatkan sebagai penghalang logam

dalam abrikasi semikonduktor.

BAB III

PENUTUP

3.1

 Kesimpulan

7ari pembahasan 'ang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bah4a 8 Titanium merupakan logam 'ang memiliki rasio kekuatan 'ang tinggi dibandingkan beratn'a. Titanium merupakan logam 'ang ringan, kuat dengan densitas 'ang rendah. 9ada logam titanium murni, logam ini cukup ulet(pada lingkungan bebas oksigen), berkilau, dan ber4arna  putih metalik. Titanium memiliki melting point (titik lebur) 'ang cukup tinggi 'aitu diatas 16/! atau 3000 sehingga dapat dipakai sebagai logam reractori. Titanium juga resistan 'ang  baik terhadap korosi, hampir sama dengan platinum, dan mampu bertahan terhadap serangan asam, gas klorin, dan beberapa larutan garam dan akan lebih tahan terhadap korosi apabila ditambahkan logam mulia, kecuali dalam lingkungan asam dan gas asam dengan konsentrasi

'ang tinggi dengan temperatur 'ang tinggi dan terus meningkat. 7an

*ecara umum titanium +an pa+uanna +iklasi-kasikan menja+i 4 kelompok

utama er+asarkan asa ang +ominan +alam strukturna,aitu0

•  itanium murni.

• a+uan titanium alpha (.

• a+uan titanium alpha!eta.

• a+uan titanium eta (.

DAFTAR PUSTAKA

http0//artaarga.guna+arma.ac.i+/2''&/12/titanium/ http0//+igitalmul.com/logs/2'11/'$/2"/ahaa!penggunaan!titanium!+alam! tuuh!manusia/ http0//.epc.shell.com/5ocs/6*78ms+s8'''4'321.59 http0//.organicmakeup.ca/ca/titanium+io:i+e.asp http0//i+.ikipe+ia.org/iki/itanium http0//.chem!is!tr.org/tael8perio+ik/titanium http0//.gu+angmateri.com/2'11/'1/keunggulan!+an!pa+uan!titanium.html http0//.chem!is!tr.org/artikel8kimia/kimia8lingkungan/menggunakan! titanium!+an!ultra;iolet!teknologi!aru!mengurai!+ioksin/ http0//.healthlinetherap.com/pro+uct/1&/2&/itanium!Material/<o=+eault http0//ratna!ati!chemistr.logspot.com/2''&/'#/titanium!t.html