Sejarah (Magnesia, daerah di Thessaly). Senyawa-senyawa magnesium telah lama diketahui. Black telah mengenal magnesium sebagai elemen di tahun 1755. Davy berhasil mengisolasikannya di tahun 1808 dan Busy mempersiapkannya dalam bentuk yang koheren di tahun 1831. Magnesium merupakan elemen terbanyak kedelepan di kerak bumi. Ia tidak muncul tersendiri, tapi selalu ditemukan dalam jumlah deposit yang banyak dalam bentuk magnesite, dolomite dan mineralmineral lainnya. Sumber-sumbe Logam ini sekarang dihasilkan d i AS dengan mengelektrolisis magnesium klorida yang terfusi dari air asin, sumur, dan air laut. Sifat-sifat Magnesium merupakan logam yang ringan, putih keperak-perakan dan cukup kuat. Ia mudah ternoda di udara, dan magnesium yang terbelah-belah secara halus dapat dengan mudah terbakar di udara dan mengeluarkan lidah api putih yang menakjubkan. Kegunaan Magnesium digunakan di fotografi, flares, pyrotechnics, termasuk incendiary bombs. Ia sepertiga lebih ringan dibanding aluminium dan dalam campuran logam digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat dan missile. Logam ini memperbaiki karakter mekanik, fabrikasi dan las aluminium ketika digunakan sebagai alloying agent. Magnesium digunakan dalam memproduksi grafit dalam cast iron, dan digunakan sebagai bahan tambahan conventional propellants. Ia juga digunakan sebagai agen pereduksi dalam produksi uranium murni dan logam-logam lain dari garam-garamnya. Hidroksida (milk of magnesia), klorida, sulfat (Epsom salts) dan sitrat digunakan dalam kedokteran. Magnesite digunakan untuk refractory, sebagai batu bata dan lapisan di tungku-tungku pemanas. Senyawa-senyawa Magnesium organik sangat penting untuk tumbuhan dan kehidupan binatang-binatang. Klorofil merupakan perphyrins dengan magnesium sebagai pusatnya. Kebutuhan gizi orang dewasa akan magnesium organik berkisar sekitar 300 mg/hari. Penanganan Kebakaran dapat dengan mudah terjadi, sehingga magnesium harus ditangani secara hati-hati. Terutama jika logam ini dalam keadaan terbelah-belah secara halus. Air tidak boleh digunakan pada magnesium yang terbakar atau kebakaran yang berdasarkan magnesium.
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 24,31. Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2% berat kulit bumi, serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut. Logam alkali tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut "magnalium" atau "magnelium". Magnesium adalah unsur kimia di dalam sistem periodik yang mempunyai simbol Mg dan nomor atom 12 dan berat atom 24. Magnesium merupakan unsur yang kedelapan paling berlimpah dan memenuhi 2% daripada kandungan kerak Bumi dari segi berat, dan merupakan unsur ketiga terbanyak yang terlarut dalam air laut. Magnesium diperoleh dengan beberapa cara. Salah satunya adalah dari batuan dolomite dan air laut, yang mengandung 0,13% Mg. pertama-tama dolomite dikalsinasi menjadi campuran
CaO/MgO dari mana kalsium akan dihilangkan dengan penukar ion menggunakan air laut. Kesetimbangannya disukai karena kelarutan Mg(OH)2 lebih rendah da ripada Ca(OH)2, Proses yang paling penting untuk mendapatkan logam adalah pertama, e lektrolisis leburan campuran halida (misalnya MgCl2 + CaCl2 + NaCl) dari logam yang paling kurang elektropositif, Mg, ditampung, kemudian reduksi MgO atau dolomite yang dikalsinasi (MgO.CaO). yang terakhir dipanaskan dengan ferosilikon. Beberapa manfaat magnesium seperti pada Mg(OH)2 yaitu untuk mengobati penyakit maag dan menetralisir asam lambung, magnesium klorida (MgCl2.6H2O) digunakan dalam pembuatan kain katun, kertas, semen, dan keramik. Magnesium sulfat (MgSO4.7H2O) yang dikenal dengan garam Inggris (Epsom salt) dan magnesium oksida (MgO), digunakan pada pe mbuatan kosmetik dan obat pencuci perut. Sedangkan campuran magnesium, aluminium dan baja digunakan pada bahan pembuatan bagian-bagian pesawat, kaki atau tangan buatan, vacuum cleaner, alat-alat optic dan furniture.
Aplikasi magnesium pada komponen kendaraan. Rasio masa jenis yang rendah dengan kekuatan yang ada pada paduan magnesium, merupakan sebuah keuntungan yang mendasari penggunaan paduan magnesium pada industri transportasi, dimana penurunan berat akan menurunkan konsumsi bahan bakar dan mengurangi emisi. Dalam industri otomotif wilayah penggunaan magnesium biasanya berada dibagian depan dimana posisi mesin berada. Pengurangan berat di wilayah ini membantu meningkatkan performa dan kesetimbangan berat. Komponen lain yang berpotensi digantikan oleh paduan magnesium antara lain panel-panel instrument, aplikasi power train. Selain itu komponen yang paling potensial mengurangi berat kendaraan adalah pada chasis. walaupun begitu kebanyakan material magnesium komersial tidak mampu diterapkan pada aplikasi-aplikasi kritis karena beberapa hal; • • •
Terbatasnya sifat mampu cor material magnesium pada temperatur tinggi. Terbatasnya sifat mekanik pada temperatur diatas 120 °C. Mudah terjadi korosi galvanik ketika kontak dengan material metal yang lain.
Paduan magnesium yang mempunyai kestabilan pada temperatur tinggi dapat diterapkan pada aplikasi power train seperti blok mesin, g ear-box, inlet atau exhaust manifolds. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan paduan magnesium yang dapat bekerja diatas temperatur 150 °C untuk material monolithic dan temperatur 200 °C untuk magnesium metal matrix composites (MMCs). Hasil penelitian diharapkan akan menghasilkan paduan magnesium baru yang stabil pada temperatur tinggi (tensile strength, yield strength,ductility) serta meningkatnya sifat ketahanan creep. Wilayah lain yang cukup menarik digantikan paduan magnesium adalah pada bumper, pintu kendaran, atap. Pada komponen-komponen ini p enelitian bertujuan meningkatkan optimasi proses rolling dan ekstrusi untuk mendapatkan homogenisai, rekristalisasi dan pengembangan tekstur
Metode pengkodean paduan magnesium diambil dari standar ASTM, huruf yang ada pada kode melambangkan jumlah unsur utama dan juga menunjukkan jumlah persentasenya (ASM Metal Handbook Casting, 1998). Contoh AZ91A, AZ91B dan AZ91C yang menunjukkan: • A menunjukkan alumunium sebagai unsur paduan terbesar • Z menunjukkan zinc sebagai unsur paduan terbesar kedua • 9 menunjukkan jumlah persentase alumunium, yang merupakan nilai tengah persentase pembulatan antara 8.6 dan 9.4 • 1 menunjukkan jumlah persentase zinc, yang merupakan nilai tengah persentase pembulatan antara 0.6 dan 1.4 • A huruf terakhir yang menunjukkan tipe komposisi padauan berdasarkan pengkodean dari ASTM • B dan C dalam contoh kedua merupakan jenis komposisi kedua dan ketiga berdasarkan pengkodean dari ASTM.
Paduan magnesium dalam bidang perancangan dan desain biasanya dibagi menjadi dua kategori : Kategori pertama, paduan magnesium dengan kandungan 2 – 10% dari Al dengan kandungan minor Zn dan Mn. Jenis paduan ini diproduksi dengan biaya yang rendah dan kualitas mekanik yang cepat turun pada temperatur tinggi. Kategori kedua, paduan magnesium dengan kandungan Al dan variasi unsur yang banyak (misal, Zn, Th, Ag dan Si), dimana kandungan Zr selalu rendah yang menyebabkan struktur butir yang rapat dan kualitas mekanis yang tinggi. Paduan ini mempunyai karakteristik yang lebih baik pada temperatur tinggi. Tapi unsur yang mahal dan proses produksi yang khusus membuat ongkos produksi yang mahal. Alumunium memberikan pengaruh efektif untuk menghaluskan struktur coran magnesium, yang memungkinkan untuk diadakan perlakuan panas. Tetapi alumunium menyebabkan kekeroposan dan segregasi. Mn berguna untuk memperbaiki ketahanan korosi dari sifat mekanisnya. Zn memperbaiki kekuatan dan menghaluskan kristal dan juga memungkinkan perlakuan panas, akan tetapi tanpa disertai oleh Zr mengkibatkan agak getas dan mudah terjadi kekeroposan mikro. Penambahan Be yang kecil menghindari oksidasi pada cairan, tetapi dalam paduan Mg-Al dan Mg-Zr membuat kristal kasar pada coran. Rare earth memberikan pengaruh efektif pada kekuatan melar untuk waktu yang lama sampai 250oC. Penambahan Zr diharapkan memperbaiki sifat-sifat mekanis tetapi tanpa penghalusan butir. Th memberikan pengaruh efektif terhadap sifat ulet dan kekuatan melar untuk waktu yang lama. Kekeroposan mikro dan kegetasan yang disebabkan pemaduan Zn dapat dihambat Th sampai temperatur 300oC. Si pada mulanya diperkirakan sebagai pengotor, tetapi sekarang digunakan untuk menghaluskan butir, walaupun perbaikan terhadap sifat-sifat mekaniknya tidak banyak diketahui sebelumnya
Magnesium adalah logam yang paling ringan, diantara logam yang biasa digunakan dalam suatu struktur. Unsur magnesium ditemukan pada tahun 1808 di Inggris oleh Sir Humphrey Davey, pertama kali diproduksi oleh Deville dan Caron di Perancis pada tahun 1863. Magnesium termasuk unsur yang berlimpah yang ada dibumi, sekitar 2 % terdapat pada kulit bumi dan terlarut di dalam air laut dengan konsentrasi rata-rata 0,13 %. Magnesium ditemukan dalam 60 jenis mineral, hanya dolomite, magnesite, dan carnallite, yang biasa dijadikan produk komersial (Metal bulletin Monthly 2006). Negara-negara penghasil magnesium terbesar didunia adalah Brazil, Canada, China, Perancis, India, Israel, Kazakhstan, Norway, Russia, Serbia Montenegro, dan Ukraine.
Magnesium diproduksi dengan dua metode, proses reduksi elektrolisis (magnetherm) dan proses reduksi thermis (pidgeon process) dengan bahan utama yang berasal dari dolomite. Keduanya menggunakan proses kimia, proses reduksi thermis menggunakan sumber panas eksternal, sedangkan proses reduksi elektrolisis energi panas berasal dari larutan kimia. Dolomite dan ferrosilicon dalam proses reduksi thermis dibentuk menjadi briket dan dipanaskan dalam keadaan vakum. Magnesium oksida dalam dolomite bereaksi d engan ferrosilicon yang akan memproduksi uap magnesium, lalu uap tersebut didinginkan yang menghasilkan magnesium padat. Dolomite kalsinasi, ferrosilicon dan alumina dalam proses reduksi elektrolisis di panaskan dalam kondisi vakum, dalam proses ini magnesium klorida berasal dari air laut. Uap magnesium yang dihasilkan lalu didinginkan dan dikondensasi. Magnesium mempunyai kelebihan dan kelemahan. Paduan magnesium mempunyai kelebihan sebagai berikut: • Masa jenis yang terendah dibanding material struktur yang lain • Mampu cor yang baik, cocok untuk pengecoran bertekanan tinggi • proses pemesinan dapat dilakukan pada kecepatan tinggi • Dibanding dengan material polymer: • Sifat mekanik yang lebih baik • Tahan terhadap penuaan • Sifat konduktor listrik dan panas yang lebih baik • Dapat didaur ulang Kelemahan magnesium adalah sebagai berikut: • Modulus elastisitas yang rendah • Terbatasnya ketahanan mulur dan kekuatan pada temperatur tinggi • Penyusutan yang cukup besar pada waktu pembekuan • Reaktif Magnesium mempunyai titik cair pada temperatur 650oC. Magnesium akan spontan bereaksi dan langsung terbakar jika terkena oksigen. Paduan magnesium banyak digunakan sebagai komponen alat-alat elektronik misalnya, komputer portabel, telepon genggam, dan kamera.
