Apa Itu Aluminium (Atau Alumin)?

Aluminium mungkin merupakan salah satu logam nonferrous yang paling banyak digunakan, namun Anda mungkin belum pernah bersentuhan langsung dengan aluminium murni karena reaktivitasnya dengan oksigen dan karena kejadian alami dalam bentuk logam.

Penemuan proses Hall-Heroult oleh Charles Martin Hall dari Amerika Serikat dan Paul Heroult dari Prancis pada tahun 1886 memungkinkan ekstraksi logam keperakan yang lembut dan ringan dari bijih bauksit melalui metode ekstraksi lunak ini, sehingga memberikan akses kepada masyarakat untuk melihat seperti apa bentuknya!

Asal

Aluminium, dengan nomor atom 13, adalah elemen yang relatif langka dan hampir tidak pernah ditemukan murni di alam, biasanya muncul sebagai oksida atau silikat yang harus diproses untuk mendapatkan bentuk logam. Pada awalnya, para ilmuwan tidak menyadari bahwa tawas (kalium aluminium sulfat), yang biasa digunakan sebagai astringen dalam pengobatan, sebenarnya terdiri dari senyawa logam yang tidak diketahui. Oersted menemukan logam aluminium dengan mereduksi alumina (aluminium oksida) dengan kalium amalgam pada tahun 1825, dan ahli kimia Inggris Humphry Davy kemudian menciptakan nama alumium untuknya, seperti halnya kalium dan natrium. Namun, baru setelah produksi komersial menjadi layak pada akhir 1800-an, orang-orang mulai menggunakan nama barunya secara luas.

Pada awalnya, logam baru ini sangat langka dan mahal sehingga hanya sedikit orang yang menggunakannya. Namun, pada awal 1900-an, logam ini telah menjadi logam nonferrous yang paling banyak digunakan di dunia. Sifatnya yang kuat dan ringan membuatnya sempurna untuk mengemas makanan dan minuman atau membuat kendaraan transportasi seperti mobil, pesawat terbang, dan sepeda.

Berlawanan dengan logam lain, aluminium tidak beracun dan tidak bersifat magnetis, serta tahan korosi dan tidak mudah berkarat; menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk konduktor listrik. Selain itu, sifatnya yang dapat didaur ulang membuatnya populer di kalangan produsen yang memproduksi produk seperti kaleng minuman atau mobil.

Karena ringan dan tahan lama, aluminium digunakan dalam segala hal, mulai dari peralatan masak dan peralatan memanggang hingga konstruksi jendela dan pintu, aplikasi industri, bodi mobil dan sayap pesawat terbang, serta produksi kertas timah dan cat. Harga aluminium yang murah membuatnya menjadi bahan penting dalam ekonomi modern; kelembutannya dapat diatasi dengan mengeraskan aluminium menggunakan proses aluminisasi; hal ini dapat meningkatkan daya tahan secara signifikan.

Properti

Aluminium (Al) adalah logam keperakan ringan dengan sifat fisik dan kimia yang sangat baik, termasuk rasio kekuatan-terhadap-berat yang unggul dan ketahanan terhadap korosi. Berkat kualitas ini, aluminium telah menjadi logam nonferrous yang paling umum digunakan dan logam yang dapat didaur ulang secara keseluruhan. Selain itu, struktur atom FCC yang unik memberikan logam ini berbagai karakteristik fisik dan kimia yang unik.

Aluminium berasal dari dua sumber utama. Bijih bauksit merupakan sumber dari sekitar 99% produksi aluminium dunia, membentuk endapan mineral berwarna merah kecokelatan yang terdiri dari berbagai mineral oksida besi yang ditambang dan diproses untuk menghasilkan alumina, bentuk utama aluminium mentah.

Alumina (korundum) adalah senyawa aluminium dan oksigen yang terbentuk secara alami dengan titik leleh sekitar 1.500 derajat Celcius. Ketika hadir dalam larutan sebagai ion kation Al3+ heksaaqua dapat bertindak sebagai donor proton, secara bertahap terhidrolisis hingga membentuk aluminat atau alumina (Al(OH)3) yang mengendap dari air setelah hidrolisis terjadi, membantu menjernihkan air melalui apa yang dikenal sebagai "penyulingan alumina."

Penggilingan alumina hingga ukuran partikel yang sangat halus memberikan banyak kegunaan sebagai bahan abrasif. Alumina dapat digunakan untuk menghilangkan karat dari permukaan baja, menggiling dan memoles logam, menyaring produksi air minum untuk keperluan konsumsi, mengflokulasi pabrik pengolahan air limbah sebagai agen flokulan dan memproduksi bahan kimia seperti natrium hidroksida atau etil alkohol untuk proses manufaktur.

Aluminium dan paduannya menawarkan konduktivitas listrik dan termal yang unggul, serta rasio kekuatan-terhadap-berat yang luar biasa dan ketahanan terhadap korosi, sehingga cocok untuk cetakan yang membuat bentuk yang kompleks. Permukaannya yang sangat reflektif membuat aluminium yang dipoles menjadi bahan yang sangat baik untuk digunakan saat membungkus kaleng makanan dan minuman.

Aluminium memiliki kepadatan rendah yang 2,5 kali lebih ringan daripada baja, yang membuatnya menjadi bahan yang sangat baik untuk aplikasi transportasi dan konstruksi bangunan. Sifat aluminium yang sangat ulet juga memungkinkannya untuk dibentuk menjadi lembaran tipis untuk penggunaan struktural; lebih lanjut meningkatkan kekuatan tariknya dengan menambahkan sedikit magnesium atau silikon.

Penggunaan

Aluminium dapat ditemukan di berbagai produk konsumen, termasuk peralatan masak dan kaleng minuman, mobil, pesawat terbang, dan bahan konstruksi. Aluminium memiliki banyak sifat yang diinginkan seperti kemampuannya untuk menahan korosi dan bobotnya yang ringan; tidak beracun memungkinkan daur ulang tanpa kehilangan sifat alami; konduktivitas listrik yang baik memungkinkan pembentukan menjadi berbagai bentuk; juga tidak beracun memungkinkan penggunaan kembali tanpa kehilangan integritasnya sebagai konduktor listrik yang memungkinkan untuk dengan mudah dibentuk menjadi berbagai bentuk.

Ada lebih dari 100 jenis paduan aluminium yang ada di pasaran saat ini, masing-masing dirancang untuk penggunaan tertentu. Semuanya dimulai dari bauksit, ditambang dan diproses menjadi bahan bubuk yang disebut alumina melalui penghancuran, penyiraman dalam air dan proses pengeringan dalam tanur untuk menghilangkan pengotor seperti tanah liat dan silika; menyisakan bahan bubuk yang dikenal sebagai alumina yang kemudian dapat dimurnikan lebih lanjut melalui filter dan proses untuk menghasilkan paduan logam yang lebih kuat.

Kemampuan aluminium untuk membentuk paduan memungkinkan produsen untuk menghasilkan beragam produk. Paduan juga memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang lebih unggul daripada logam murni, sehingga cocok untuk struktur yang perlu menopang beban berat seperti pesawat terbang atau kendaraan.

Tawas adalah salah satu senyawa aluminium yang paling penting, terdiri dari garam ganda dengan rumus MAL(SO4)2 *12H2O di mana M adalah kation bermuatan tunggal seperti K+. Nama mereka berasal dari bahasa Latin alumen (bentuk mineral), sementara tawas kalium (KAl(SO4)2 *12H2O) yang paling sering ditemukan juga dapat ditemukan di antara variasi lain yang mengandung ion natrium, galium, indium cesium, atau amonium.

Alumina dapat dikombinasikan dengan sulfat untuk menghasilkan tawas, yang kemudian digunakan secara luas sebagai bahan pemutih dan bahan kimia finishing permukaan dalam produksi kertas, sekaligus berfungsi untuk menjernihkan air minum dengan cara mengikat ion-ion keruh yang berkontribusi terhadap kekeruhan.

Daya tahan aluminium terhadap korosi dan konduktivitas yang tinggi membuatnya ideal untuk digunakan dalam sistem kelistrikan, sering kali sebagai pengganti tembaga yang ekonomis pada saluran transmisi dan transformator tegangan tinggi. Desain dan teknik pemasangan yang tepat harus dipatuhi untuk operasi yang aman dan andal; aluminium juga dapat digunakan untuk membuat target sputter untuk deposisi film tipis pada sel bahan bakar, layar, LED, perangkat fotovoltaik, atau sel fotovoltaik.

Aplikasi

Aluminium (atau alumin) adalah logam yang sangat mudah beradaptasi dan dapat dikombinasikan dengan berbagai elemen untuk menghasilkan banyak zat yang berguna. Aluminium memiliki aplikasi di berbagai bidang - kedirgantaraan, obat-obatan, kemasan makanan, keramik, konstruksi otomotif, dan masih banyak lagi! Dengan rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi dan kemudahan untuk dikerjakan menjadi bentuk yang rumit, aluminium telah lama digunakan dalam kabel listrik sebagai bahan isolator.

Alam menyediakan aluminium sulfat sebagai mineral tak larut yang dikenal sebagai "alumen". Tawas, garam rangkap dari MAl(SO4)2 * 12H2O dengan M adalah salah satu dari natrium, kalium, rubidium, kasium, atau litium juga dapat ditemukan di tanah dan biasanya digunakan untuk memurnikan air sebagai pembersih sekaligus membersihkan kain dan menghilangkan noda, di samping mampu mereduksi aldehida dan keton secara anorganik.

Memadukan aluminium dengan logam lain membuat alumin menjadi lebih kuat, meningkatkan kekuatan tarik dan kekuatan luluh, serta ketahanan terhadap korosi. Alumin sangat berguna di lingkungan dingin karena ketahanannya terhadap korosi suhu rendah membuatnya cocok untuk aplikasi kriogenik.

Aluminium murni bersifat lemah tetapi dapat diperkuat melalui berbagai proses pengerjaan dingin dan perlakuan panas, sementara paduan yang mengandung tembaga, magnesium, dan silikon meningkatkan kekuatan tarik dan kekuatan luluh sehingga lebih mudah digunakan.

Paduan aluminium seri 6000 yang mengandung magnesium dan silikon sebagai elemen paduan utama menonjol karena kemampuan mesin yang sangat baik dan kekuatannya yang superior. Sifat-sifat ini membuat paduan seri 7000 sangat bermanfaat untuk komponen pesawat terbang, mobil, dan konstruksi yang akan terpapar korosi atmosfer. Meskipun lebih sulit untuk dikerjakan dengan mesin, keuletannya yang sangat baik memberikan rasio kekuatan-terhadap-berat yang sangat baik. Paduan ini tahan korosi dan dapat dibentuk, menjadikannya bahan yang ideal untuk digunakan pada blok mesin dan bagian lain yang perlu membuang panas secara efisien. Juga disebut sebagai aluminium struktural, bahan-bahan ini dapat diekstrusi menjadi bentuk khusus untuk aplikasi manufaktur dan konstruksi.