Bab 8: Bahan Buatan dalam Industri

Set kad imbas soalan dan jawapan bagi topik Bab 8: Bahan Buatan dalam Industri (Aloi, Kaca, Seramik, dan Bahan Komposit).

Apakah yang dimaksudkan dengan aloi?

Aloi merupakan campuran dua atau lebih unsur yang mana unsur utamanya ialah logam.

Apakah komposisi, sifat, dan kegunaan aloi duralumin?

Komposisi: $93\%$ aluminium, $3\%$ kuprum, $3\%$ magnesium, dan $1\%$ mangan. Sifat: Lebih kuat daripada aluminium tulen, ketumpatan rendah, dan tidak berkarat. Kegunaan: Badan kapal terbang, kabel elektrik, dan basikal lumba.

Apakah komposisi dan kegunaan aloi gangsa?

Komposisi gangsa terdiri daripada $90\%$ kuprum dan $10\%$ stanum. Ia digunakan untuk membuat pingat, tugu, dan piala.

Apakah komposisi dan sifat utama aloi loyang?

Loyang terdiri daripada $70\%$ kuprum dan $30\%$ zink. Sifat utamanya ialah lebih kuat daripada kuprum tulen, tidak berkarat, dan berkilat.

Mengapakah keluli nirkarat sesuai digunakan untuk membuat sudu, garpu, dan alatan pembedahan?

Keluli nirkarat (terdiri daripada $73\%$ besi, $18\%$ kromium, $8\%$ nikel, dan $1\%$ karbon) adalah lebih kuat daripada besi tulen dan tahan terhadap kakisan.

Bagaimanakah susunan atom di dalam aloi menyebabkan aloi lebih keras berbanding logam tulennya?

Di dalam aloi, kehadiran atom-atom asing yang berlainan saiz mengganggu susunan teratur atom logam tulen. Hal ini menyebabkan lapisan atom di dalam aloi sukar menggelongsor di atas satu sama lain apabila dikenakan daya.

Mengapakah logam tulen bersifat mulur dan boleh ditempa?

Logam tulen terdiri daripada satu jenis atom bersaiz sama yang disusun secara teratur. Apabila dikenakan daya, lapisan atom logam tulen mudah menggelongsor di atas satu sama lain dan mengisi ruang kosong antara atom.

Apakah superkonduktor dan apakah kegunaannya dalam bidang pengangkutan?

Superkonduktor ialah aloi yang tidak mempunyai rintangan elektrik pada suhu yang sangat rendah. Ia digunakan untuk membuat magnet yang boleh mengapungkan gerabak kereta api Maglev dan menggerakkannya pada kelajuan tinggi.

Apakah empat jenis kaca utama beserta komposisi bahan kimianya?

1. Kaca silika terlakur: Silika ($\text{SiO}_2$).
2. Kaca soda kapur: Silika ($\text{SiO}_2$), soda ($\text{Na}_2\text{CO}_3$), dan batu kapur ($\text{CaCO}_3$).
3. Kaca borosilikat: Silika ($\text{SiO}_2$), soda ($\text{Na}_2\text{CO}_3$), batu kapur ($\text{CaCO}_3$), boron oksida ($\text{B}_2\text{O}_3$), dan aluminium oksida ($\text{Al}_2\text{O}_3$).
4. Kaca plumbum: Silika ($\text{SiO}_2$), soda ($\text{Na}_2\text{CO}_3$), dan plumbum(II) oksida ($\text{PbO}$).

Mengapakah kaca borosilikat sesuai digunakan untuk membuat radas kaca makmal seperti bikar dan kelalang?

Kaca borosilikat mempunyai rintangan yang tinggi terhadap haba dan pekali pengembangan yang rendah, menyebabkan peralatan kaca tidak mudah retak akibat tegangan terma.

Apakah kelebihan sifat kaca plumbum berbanding jenis kaca yang lain?

Kaca plumbum adalah lebih lembut, tumpat, berat, dan mempunyai indeks pembiasan yang tinggi, menjadikannya sesuai digunakan untuk membuat prisma.

Apakah yang dimaksudkan dengan seramik?

Seramik merupakan pepejal yang terdiri daripada bahan bukan organik dan bahan bukan logam yang terhasil melalui proses pembentukan dan pengerasan menggunakan kaedah pemanasan pada suhu yang tinggi.

Mengapakah seramik bersifat rapuh dan lemah terhadap regangan?

Atom di dalam seramik diikat oleh ikatan kovalen dan ikatan ion yang kuat dalam susunan tidak teratur. Apabila dikenakan daya, atom tidak dapat menggelongsor di atas satu sama lain, lalu tenaga daripada daya itu memecahkan ikatan antara atom.

Apakah perbezaan antara seramik tradisional dengan seramik termaju?

Seramik tradisional diperbuat daripada tanah liat seperti kaolin ($\text{Al}_2\text{O}_3 \cdot 2\text{SiO}_2 \cdot 2\text{H}_2\text{O}$) yang dicampur air dan dibakar pada suhu tinggi (contoh: batu-bata, tembikar). Seramik termaju diperbuat daripada bahan bukan organik seperti oksida, karbida, dan nitrida yang mempunyai rintangan haba/lelasan tinggi serta sifat superkonduktiviti (contoh: silikon karbida).

Apakah aplikasi seramik termaju dalam bidang perubatan dan penjanaan tenaga?

Perubatan: Seramik zirkonia digunakan dalam implan gigi dan seramik alumina digunakan dalam pembuatan tulang lutut. Penjanaan tenaga: Seramik digunakan sebagai bahan penebat elektrik di kawasan voltan tinggi stesen jana kuasa.

Apakah definisi bahan komposit?

Bahan komposit merupakan bahan yang terdiri daripada gabungan dua atau lebih bahan yang bukan homogen, iaitu bahan matriks dan bahan pengukuhan.

Apakah komponen bahan matriks dan bahan pengukuhan bagi konkrit diperkukuhkan serta kegunaannya?

Bahan matriksnya ialah konkrit, manakala bahan pengukuhannya ialah tetulang keluli atau jejaring dawai. Ia digunakan dalam pembinaan jambatan, empangan, dan bangunan.

Apakah komponen bahan komposit kaca gentian dan apakah kegunaannya?

Kaca gentian terhasil daripada plastik sebagai bahan matriks yang diperkukuhkan dengan gentian kaca sebagai bahan pengukuhan. Ia digunakan dalam pembuatan topi keledar, bampar kereta, dan papan litar tercetak.

Bagaimanakah gentian optik berfungsi untuk menghantar maklumat dan data?

Gentian optik menghantar maklumat dan data dalam bentuk cahaya melalui gentian kaca silika (teras) secara satu siri pantulan dalam yang penuh tanpa terjejas oleh gangguan elektromagnet.

Apakah tindak balas yang berlaku pada kaca fotokromik apabila dedahkan kepada cahaya matahari dan keadaan malap?

Apabila dedahkan kepada cahaya matahari, kaca fotokromik menjadi gelap kerana pembentukan atom argentum ($\text{Ag}$) daripada argentum klorida ($\text{AgCl}$). Apabila keadaan malap, kuprum(I) klorida ($\text{CuCl}$) memangkinkan pembalikan proses supaya kaca menjadi lut sinar semula.

Apakah komponen asal bagi superkonduktor YBCO dan apakah kegunaannya?

Superkonduktor YBCO terhasil daripada gabungan itrium(III) karbonat, barium karbonat, kuprum(II) karbonat, dan oksigen. Ia digunakan untuk membuat magnet superkonduktor di dalam pemecut zarah, mesin NMR, dan mesin MRI.