Bahan Keras Buatan Kaca

KACA

1. Definisi Kaca

Kaca merupakan sebuah substansi yang keras dan rapuh, serta merupakan padatan amorf. Hal ini dikarenakan bahan – bahan pembuat kaca bersifat amorf yang mana dapat meleleh dengan mudah. Kaca merupakan hasil penguraian senyawa – senyawa inorganik yang mana telah mengalami pendinginan tanpa kristalisasi. Komponen utama dari kaca adalah silika. Dalam kehidupan sehari – hari kaca digunakan sebagai cermin, insulator panas, alat – alat laboratorium, dekorasi, dan pembatas ruang.

Menurut Adams dan Williamson, kaca adalah material amorf yang pada suhu biasa mempunyai bentuk yang keras, tetapi apabila dipanaskan, lama kelamaan akan menjadi lunak, sesuai dengan suhu yang meningkat dan akhirnya menjadi kental hingga mencapai keadaan cair. Selama proses pendinginan terjadi proses yang berkebalikan dengan proses peleburan kaca. Kaca memiliki sifat yaitu tahan terhadap bahan kimia, efektif sebagai isolator listrik, dapat menahan vakum. Selain memiliki sifat-sifat tersebut, kaca merupakan bahan yang rapuh dan tidak tahan terhadap benturan.

2. Unsur Unsur Pembentuk Kaca

Kaca merupakan bentuk lain dari gelas (Glass). Oksida – oksida yang digunakan untuk menyusun komposisi kaca dapat digolongkan menjadi :

1. Glass Former

Merupakan kelompok oksida pembentuk utama kaca.

2. Intermediate

Oksida yang menyebabkan kaca mempunyai sifat-sifat yang lebih spesifik, contohnya untuk menahan radiasi, menyerap UV, dan sebagainya.

3. Modifier

Oksida yang tidak menyebabkan kaca memiliki elastisitas, ketahanan suhu, tingkat kekerasan, dll.

3. Sifat Kaca Kombinasi dari ketiganya akan mempengaruhi karakteristik kaca saat dilakukan proses pembentukan.

Sifat kaca yang penting untuk dipahami adalah sifat pada saat kaca berbentuk fasa cair dan fasa padatnya. Sifat fasa cair dari kaca digunakan dalam proses pengambangan (floating) dan pembentukan kaca, sedangkan untuk sifat fasa padat dari kaca digunakan di dalam pemakaiannya (kegunaannya). Beberapa sifat fisik dan kimia yang penting dari kaca antara lain :

1. Sifat mekanik

Tension strength atau daya tarik adalah sifat mekanik utama dari kaca.Tensile strengthmerupakan tegangan maksimum yang dialami oleh kaca sebelum terpisahnya kaca akibat adanya tarikan (fracture). Sumber fracture ini dapat muncul jika kaca mempunyai cacat di permukaan, sehingga tegangan akan terkonsentrasi pada cacat tersebut. Kekuatan dari kaca akan bertambah jika cacat di permukaan dapat dihilangkan.

2. Densitas dan Viskositas

Densitas adalah perbandingan antara massa suatu bahan dibagi dengan volumenya. Nilai densitas dari kaca adalah sekitar 2,49 g/cm3. Densitas dari kaca akan menurun seiring dengan kenaikan temperatur. Sedangkan, viskositas merupakansifat kekentalan dari suatu cairan yang diukur pada rentang temperatur tertentu. Viskositas dari kaca sekitar 4,5 x 107 poise. Harga viskositas dari kaca merupakan fungsi dari suhu dengan kurva eksponensial.

3. Sifat termal

Konduktivitas panas dan panas ekspansi merupakan sifat thermal yang penting dari kaca. Kedua sifat ini digunakan untuk menghitung besarnya perpindahan panas yang diterima oleh cairan kaca tersebut. Nilai dari tahanan kaca sekitar 1020 – 1 Ω cm13.

4. Optical properties

Refractive properties

Kaca mempunyai sifatmemantulkan cahaya yang jatuh pada permukaan kaca tersebut. Sebagian sinar dari kaca yang jatuh itu akan diserap dan sisanya akan diteruskan. Apabilacahaya dari udara melewati medium padat seperti kaca, maka kecepatan cahaya saat melewatikaca menurun. Perbandingan antara kecepatan cahaya di udara dengan kecepatan cahaya yang lewat gelas ini disebut dengan indeks bias. Nilai indeks bias untuk kaca adalah ± 1,52.

Absorptive properties

Intensitas cahaya yang masuk ke dalam akan berkurang karena adanya penyerapan sepanjang tebal kaca tersebut. Jika kaca semakin tebal, maka energi cahaya yang diserap akan semakin banyak sedangkan intensitas cahaya yang masuk melalui kaca akan semakin rendah.

5. Stabilitas kimia

Stabilitas kimia adalah ketahanan suatu bahan terhadap pengaruh zat kimia. Stabilitas kimia banyak dipengaruhi oleh bahan – bahan pembentuk kaca.