8.3 - Komposisi Seramik dan Kegunaannya

Maksud, Komposisi dan Penghasilan

• Seramik ialah pepejal yang terdiri daripada bahan bukan organik dan bahan bukan logam.
• Seramik dihasilkan melalui proses pembentukan dan pengerasan pada suhu tinggi.
• Kebanyakan seramik mengandungi sebatian logam, sebatian bukan logam atau sebatian separa logam, seperti:
  • aluminium oksida, $\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3$;
  • titanium karbida, $\mathrm{TiC}$;
  • silikon karbida, $\mathrm{SiC}$.

Sifat Asas dan Penerangan Zarah

• Seramik pada umumnya:
  • keras dan kuat;
  • mempunyai rintangan haba yang tinggi;
  • lengai secara kimia;
  • merupakan penebat haba dan elektrik;
  • rapuh dan mudah pecah.
• Atom dalam seramik diikat oleh ikatan kovalen dan ikatan ion yang kuat. Oleh itu, seramik hanya melebur pada suhu tinggi serta tahan terhadap mampatan.
• Atom tersusun secara tidak teratur, diikat kuat dan tidak dapat menggelongsor di atas satu sama lain. Daya yang kuat memecahkan ikatan, maka seramik rapuh dan lemah terhadap regangan.
• Elektron tidak bebas bergerak, maka seramik tidak mengkonduksikan haba atau elektrik.

Seramik Tradisional dan Seramik Termaju

Pengelasan	Komposisi, sifat dan kegunaan
Seramik tradisional	Diperbuat daripada tanah liat seperti kaolin, $\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3\cdot 2Si{\mathrm{O}}_2\cdot 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$. Tanah liat dicampur air untuk menghasilkan campuran lembut yang mudah dibentuk, kemudian dibakar pada suhu tinggi. Digunakan untuk batu-bata, tembikar dan pinggan mangkuk.
Seramik termaju	Diperbuat daripada sebatian bukan organik seperti oksida, karbida dan nitrida. Mempunyai rintangan haba dan lelasan yang lebih tinggi, lebih lengai secara kimia dan mungkin memiliki sifat superkonduktiviti.

• Silikon karbida bersifat keras dan kuat, lalu digunakan untuk membuat cakera pemotong.
• Silikon karbida juga tahan kejutan terma dan mempunyai rintangan haba tinggi, lalu digunakan untuk cakera brek.
• Tungsten karbida keras dan tahan lelasan, lalu digunakan untuk membuat cincin.

Aplikasi Seramik

Bidang	Aplikasi
Perubatan	Seramik zirkonia digunakan untuk implan gigi; seramik alumina digunakan untuk tulang lutut; seramik bersifat superkonduktiviti digunakan dalam mesin pengimejan resonans magnetik (MRI).
Pengangkutan	Komponen seramik digunakan dalam enjin kapal terbang jet.
Penjanaan tenaga	Seramik menjadi penebat elektrik di kawasan bervoltan tinggi seperti stesen jana kuasa.
Pembinaan rumah	Bahan binaan seramik sesuai kerana keras, kuat, lengai secara kimia, tahan haba dan menebat elektrik.