INTRODUCTION TO MATERIAL
Lotus effect
Ilmu material atau teknik material atau ilmu bahan adalah sebuah interdisiplin ilmu teknik yang mempelajari sifat bahan dan aplikasinya terhadap berbagai bidang ilmu dan teknik.
Ilmu ini mempelajari hubungan antara struktur bahan dan sifatnya. Termasuk ke dalam ilmu ini adalah unsur fisika terapan, teknik kimia, mesin, sipil dan listrik. Ilmu material juga mempelajari teknik proses atau fabrikasi (pengecoran, pengerolan, pengelasan, dan lain-lain), teknik analisa, kalorimetri, mikroskopi optik dan elektron, dan lain-lain), serta analisa biaya atau keuntungan dalam produksi material untuk industri. Ilmu Rekayasa bahan adalah penerapan ilmu dan teknologi bahan (pengetahuan, matematika dan pengalaman) untuk menyelesaikan permasalahan manusia untuk lebih mempermudah kehidupan manusia.
Pembagian bahan, berdasar pada komposisi kimia : • Logam besi / ferrous : merupakan logam dan paduan yang mengandung besi (Fe) sebagai unsur utamanya. material yang paling banyak dipakai • Logam non besi / non ferrous : merupakan material yang mengandung sedikit atau sama sekali tanpa besi. Material non logam sering digunakan karena mAterial tersebut mempunyai sifat yang khas yang tidak dimiliki oleh material logam. Material non logam dapat dibedakan menjadi beberapa golongan, yaitu: Keramik, Plastik (polimer), Komposit.
.
• Berdasarkan struktur, terdiri dari 3 1. Logam 2. Keramik 3. Polimer
Ilmu Logam adalah suatu pengetahuan tentang logam-logam yang menjelaskan tentang: sifat-sifat, struktur, pembuatan, pengerjaan, dan penggunaan dari logam dan panduannya. • Ilmu logam ekstratif tentang produksi logam yang meliputi dasar pengolahan dan penyelidikan mulai dari bijih logam. • Ilmu logam adaptif tentang sifat-sifat fisik yang tampak dari logam sehingga dapat membantu dalam pemilihan suatu logam untuk keperluan penggunaannya. • Metalurgi pengetahuan logam atas dasar cara memisahkan unsurunsur logam dari bijih-bijih logam dan mineral, sehingga diperoleh suatu jenis logam untuk suatu kebutuhan tertentu. • Metalografi mempelajari logam untuk mengetahui sifat, struktur, kadar logam, dari suatu logam atau paduan logam.
Proses Pengerjaan Logam – Casting – Rolling – Drawing – Deep Drawing – Forging – Extrusion – Welding – Metalurgi serbuk
Aplikasi : semua sendi kehidupan manusia
Material keramik merupakan material yang terbentuk dari hasil senyawa (compound) antara satu atau lebih unsur-unsur logam (termasuk Si dan Ge) dengan satu atau lebih unsur-unsur non logam. APLIKASI : mulai berbagai abrasive, pahat potong, batu tahan api, kaca, dan lain-lain, bahkan teknologi roket dan penerbangan luar angkasa.
Polimer (Plastik) adalah material hasil rekayasa manusia, merupakan rantai molekul yang sangat panjang dan banyak molekul MER yang saling mengikat. Aplikasi : peralatan rumah tangga, interior mobil, kabinet radio/televisi, sampai konstruksi mesin.
KONSEP DASAR ILMU POLIMER • MAKROMOLEKUL adalah molekul raksasa (giant) dimana paling sedikit seribu atom terikat bersama oleh ikatan kovalen. Makromolekul ini mungkin rantai linear, bercabang, atau jaringan tiga dimensi. • Polimer ialah rangkaian atom yang panjang dan berulang-ulang dan dihasilkan daripada sambungan beberapa molekul lain yang dinamakan monomer. Monomer-monomer ini mungkin serupa, atau mungkin juga mempunyai satu atau lebih kumpulan kimia yang diganti.
Polimer alam
•
Polimer sintetik merupakan jenis polimer yang dihasilkan melalui sintesis kimia, produksi umumnya dilakukan dalam skala besar untuk kepentingan hidup manusia. berupa plastik dan serat buatan.
•
Polimer sintetik lainnya adalah polimer termoset, polimer ini dapat dilebur pada tahap tertentu selanjutnya menjadi keras selamanya, dan tidak dapat dicetak ulang.
•
Serat buatan merupakan produk polimer berupa untaian atau seperti benang yang dapat ditenun atau dijalin membentuk lembaran-lembaran tipis dan panjang yang kuat dan ulet.
Komposit adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun fisikanya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut (bahan komposit).
Komposit selain dibuat dari hasil rekayasa manusia, juga dapat terjadi secara alamiah, misalnya kayu, yang terdiri dari serat selulose yang berada dalam matriks lignin.
Aplikasi : • dalam konstruksi pesawat terbang, karena mempunyai sifat ringan, kuat dan non magnetik. • Industri otomotif aluminium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikon karbida • Teknologi material konstruksi. Contoh : beton bertulang merupakan komposit yang terdiri dari besi beton dalam matriks beton • badan perahu layar dibuat dari plastic diperkuat dengan serat (FRP-fiber reinforced plastics); di sini digunakan serat gelas dan plastik jenis poliester.
Proses Pembentukan • Sifat komposit dipelajari dan dianalisis berdasarkan sifat komponen masing-masing. Maka berlakulah kaidah campuran, di sini sifat tergantung pada jumlah dan distribusi geometric masing-masing komponen. Kaidah campuran sederhana berlaku untuk sifat scalar seperti berat jenis atau kapasitas panas. •
Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material dan dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya.
•
Pada dasarnya, komposit dapat didefinisikan sebagai campuran makroskopik dari serat dan matriks.
•
Serat merupakan material yang (umumnya) jauh lebih kuat dari matriks dan berfungsi memberikan kekuatan tarik.
•
matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan.
