Titanium si Logam Ajaib

Inilah salah satu bahan tumpuan teknologi kini dan masa depan.

Bahan itu ada di mana-mana dari pasir di pantai, sampai di tanah di belakang halaman rumah anda. Kebanyakan dipakai untuk keperluan sehari-hari, misalnya untuk membuat halaman depan (cover) majalah ini cukup buram sehingga cetakan di sebaliknya tidak tampak. Namun, sebagian lagi diolah dalam tanur-tanur metalurgi, dengan arus listrik yang berkilat-kilat, untuk dijadikan logam yang paling mengilat di dunia. Itulah titanium.

Di Jalan Lenin di Moskow, berdiri tegak setinggi 13 meter patung Yuri Gagarin. orang pertama yang mengorbit dunia. Monurnen ini seluruhnya dibuat dari titanium, logam yang tanpa dia penerbangan ke luar angkasa tak akan terlaksana.

Logam nomor empat terbanyak di lapisan bumi ini telah berabad-abad menunggu diolah. Ia telah berada di dalam pasir yang ribuan tahun lalu diolah para empu untuk dijadikan pedang dan berbagai perkakas, melewati zaman perunggu, zaman besi, sampai ke zaman baja modern ini. Dua ratus tahun lalu unsur ini ditemukan di tambang-tambang di Eropa. Namun ia terikat begitu erat dengan bahan lainnya, sehingga tak seorang pun tahu bagaimana memurnikannya dari tambangnya.

Akhirnya zaman titanium datang juga. Waktu itu industri pesawat terbang mulai mem-perkenalkan mesin turbin. Untuk ini diperlukan bahan yang amat kuat, keras, namun ringan. Saat itulah seorang sarjana Austria menemukan cara memurnikan titanium secara ekonornis.

Untuk mengekstrak titanium dari bahan tambangnya memang memer-lukan upaya luar biasa. Pertama, pasir tambang itu dilewatkan pada ruang pemisah yang diberi aliran listrik statis; berdiri di dekat ruang ini akan membuat bulu kulit anda berdiri semua. Bahan tambang lain akan tersedot oleh kekuatan listrik itu, titanium tidak. Tambang yang telah lebih pekat itu lalu diolah dengan klor, dan terjadilah titanium tetraklorida, cairan bening yang, bila terkena udara, akan menguap menjadi asap putih tebal, sehingga sering dipakai oleh pesawat terbang untuk menulis di udara, untuk peluru penjejak, dan lain-lain.

Kemudian, tangki-tangki baja nirkarat (stainless steel) diisi dengan natrium atau magnesium, dan dilas rapat-rapat. Cairan titanium tetraklorida itu dimasukkan ke tangki ini lewat pipa. Setelah dipanaskan dan diolah dua hari dua malam, terbentuklah natrium klorida (atau magnesium klorida) dan sekitar delapan ton titanium kelabu mirip spons yang menempel di dinding tangki seperti jamur. Setelah dingin, tangki itu dibelah, dan para pekerja memecah-mecah spons itu dengan martil.

Spons titanium itu lalu dihancurkan dengan mesin pres hidrolik, dan diolah lagi dalam tanur vakum yang berlistrik. Logam murninya lalu dicetak menjadi batangan titanium. Mengolah titanium murni ini bukan barang mudah. Sampai kini, cara terbaik untuk menggabungkan titanium dengan logam lain ialah dengan blast-welding: Taruhlah lembaran yang akan digabungkan, taruh lembaran titanium di atasnya, lalu paling atas letakkan bahan peledak. Carilah tempat berlindung, dan, bleduuk . . lempengan logam itu pun bersatu.

Titanium—dalam mitos Yunani berarti raksasa yang memerintah dunia—sulit dibuat dan sulit diolah. Namun, untuk keperluan tertentu, tak ada logam lain yang bisa dipakai. Pada SR-71 Blackbird, pesawat tercepat di dunia, selapis tipis lapisan titanium memperkuat kulitnya meskipun geseran udara yang berkecepatan 3 Mach itu memanasinya sampai hampir 400° C. la praktis tidak punya sifat magnet. Maka kapal selam yang terbuat darinya akan aman melewati peralatan musuh yang kerjanya memakai sistem magnit. Titanium juga tahan berbagai asam dan zat kimia. Lapisan titanium yang transparan dan kuat akan melindungi berbagai alat dari perkaratan.

Titanium murni sulit anda jumpai. Namun, senyawaan titanium dengan logam lain dapat anda temukan di segala penjuru. Di Amerika Serikat, sebagian besar dari 991.400 ton titanium yang ditambang setiap tahunnya diolah menjadi zat warna/pigmen. Selain itu juga untuk batang alat las, untuk campuran baja, dan lain-lain.

Logam ini banyak dipakai dalam pesawat terbang. Sekitar sepertiga berat F-15, misalnya, terdiri dari titanium; pembom B-1B sekitar seperempatnya. Raksasa Boeing 747 menggunakannya pada rangka bagian bawahnya untuk menahannya sewaktu mendarat. Karena tak mudah retak, ia amat cocok untuk baling-baling turbin dalam pesawat jet. Tanpa dia, banyak pesawat yang tak dapat terbang. ltulah sebabnya, untuk pertahanan, Amerika Serikat selalu mempunyai cadangan puluhan ribu ton titanium mentah.

Mengolah titanium itu barang sulit. Ini diketahui benar oleh Lockheed sewaktu mereka mempersiapkan pesawat SR-71-nya di tahun 1960-an. Beberapa onderdil yang dibuat darinya demikian getas, pecah ketika jatuh di tanah. Bagian-bagian sayap yang dilas pada musim panas mudah pecah, sedang yang dilas pada musim dingin akan tahan selama-lamanya. Kenapa? Ternyata, pada musim panas, air yang dipakai untuk mencuci bagian-bagian sayap itu mengandung sedikit Iebih banyak klor, padahal klor dan titanium tak dapat bersatu.

Namun, sekali teknologinya diketahui, pengolahan titanium dapat merupakan sumber duit. Inilah yang dikerjakan oleh perusahaan Precision Castparts Corporation (PCC) di Oregon, Amerika Serikat, spesialis pembuat bagian-bagian turbin pesawat terbang. Teknik yang dipakainya ialah proses kuno, proses yang telah diketahui setiap detilnya oleh pematung perunggu Sumeria 3000 tahun lalu.

Berkeliling di pabrik tersebut anda, antara lain, akan dapat melihat cara pembuatan “rangka kipas” untuk pesawat jet jumbo. Alat ini terdiri dari serangkaian cincin dengan garis tengah sekitar dua meter. Mula-mula, dengan aluminium dibuat cetakan kosong untuk onderdil itu.

Lalu pompa-pompa memasukkan lilin khusus ke dalamnya. Lilin itu mengental, dan dikeluarkan. Para pekerja memoles lilin ini. Bagian yang tak rata diratakan. yang kurang ditambah lagi. Setelah sempurna, modeirmodel ini diberi nomor. Robot-robot knengambil alih pekerjaan, berganti-ganti mencelupkan model lilin itu dalam cairan keramik, menyemprotnya dengan pasir, dan mengeringkannya. Setelah berulang kali dikerjakan, model lilin itu akan dilapisi dengan lapisan tebal pasir keramik. Oven akan mencairkan lilin itu, dan cetakan keramik itu pun siap untuk satu “rangka kipas”.

Waktu menuangkan titanium cair ke cetakan itu, dalam tanur panas tentunya, tak boleh ada udara luar. Setelah dingin, kembali para pekerja memakai martil, gergaji, dan semprotan jet air, untuk membuka cetakan itu. Siap untuk terbang? Belum sama sekali. Ia mesti dipanaskan lagi, diolah dengan asam, diberi zat warna fluoresensi untuk mencari retak pada permukaannya, disinari dengan sinar-X untuk melihat ada tidaknya gelembung-gelembung kosong di dalamnya. Para pengawas mencatat semua ini pada onderdil itu dengan sejenis spidol. Permukaan yang cacat dilas lagi. Bagian dalam yang kosong diisi lagi dengan pemanasan dan tekanan ‘ tinggi. Sinar-X lagi. Dilas lagi. Sinar-X lagi. Beberapa bulan setelah itu barulah ia siap dikirim. Harganya? Di atas Rp. 80 juta sebuah.

Di laut dalam, titanium juga banyak dimanfaatkan. Kapal selam Nautile punya Prancis, Shinkai 2000-nya Jepang, Sea-cliff dan Alvin kepunyaan Amerika Serikat, semua memakai titanium. inilah yang baru-baru ini terkenal sewaktu menemukan kapal Titanic pada kedalaman lebih dari 4000 meter Soviet juga tak mau kalah. Kapal selam kelas “Alfa”- nya mempunyai dua lapis lunas kapal terbuat dari titanium. Alfa ini konon kapal selam militer yang dapat menyelam paling dalam, sampai 1000 m, dibandingkan dengan 650 meter untuk kapal selam yang terbuat dari baja.

Sekitar seperempat titanium yang dipakai industri diharuskan bekerja keras sebagai pipa atau tangki untuk pemurnian zat-zat kimia, pengolahan air laut, serta bagian-bagian untuk industri pengolahan makanan. Bahan makanan yang asam, seperti air jeruk, akan terasa logam bila tangki pengolahnya dibuat dari besi, tapi tidak bila yang dipakai ialah pipa dan tangki titanium.

Bila kekuatan, ringan, dan sifat anti-karatnya masih belum cukup, masih ada lagi keajaiban logam ini, yakni nitinol, paduan nikel-titanium yang mula-mula dikembangkan oleh laboratorium angkatan laut Amerika Serikat tahun 1958. Nitinol ini punya apa yang disebut “efek ingat bentuk”. Tekuklah kawat nitinol menjadi bentuk yang anda kehendaki, panaskan, lalu dinginkan. Cobalah meluruskannya, lalu panaskan ulang. Eh, kawat itu akan melingkar lagi seperti bentuk, semula, dengan tenaga sebesar 8000 kg/cm2.

Nitinol telah dipakai dalam alat deteksi kebakaran, dalam kawat gigi untuk dokter gigi, dan lain-lain. Para insinyur membayangkannya sebagai “otot” untuk robot,robotnya di masa depan. Para dokter memikirkannya untuk memperkuat dinding pembuluh darah jantung yang menyempit. Jantung buatan yang terkenal, Jarvik-7, jugaimemakai logarn ini; untuk pengganti sendi yang rusak; untuk pompa obat yang ditanam di badan, dan lain-lain. Ya, bahkan untuk BH para wanita. Untuk ini suhu kritisnya dibuat sama dengan suhu tubuh. Setiap kali menempel di badan, bentuknya akan kembali seperti sewaktu dicetak di pabrik, walau berapa kali pun ia dicuci.

Di Pasar Baru anda juga dapat menjumpai titanium sebagai komponen jam, kamera, kaca mata, raket tenis, tongkat golf, dan lain-lain. Ya, bila para pendisain itu kehabisan akal, mereka mencoba titanium, untuk apa saja. ?

Sumber: Majalah AKU TAHU –AGUSTUS-SEPTEMBER 1987