PENGELASAN BAHAN-BAHAN KEJURUTERAAN Bahan Kejuruteraan
Logam
1.
Seramik
Polimer
Komposit
Ferus
Termoplastik
Matriks logam
Bukan ferus
Termoset
Matriks polimer
Alol
Getah
Matriks seramik
Bahan Logam DEFINISI
Bahan yang berstruktur hablur dalam keadaan pepejal
i.
CIRI-CIRI BAHAN LOGAM
1
ii. iii. iv.
Logam ferus
Bahan legap yang merupakan pengalir haba dan arus elektrik yang baik Boleh menjadi pemantul cahaya jika permukaannya digila Kebanyakkan logam bersifat mulur dan boleh tempa Biasanya mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada bahan lain
2
Logam bukan ferus
3
Aloi
1
Logam ferus
i. ii.
Kategori logam ferus meliputi unsur besi Penggunaan: dalam bentuk keluli dan besi tuang
Besi Tempawan
• Logam dua komponen yang terdiri daripada BESI TULEN dan JERMANG • Sebahagian besar kandungan jermang adalah silikat besi • Mengandungi KURANG DARIPADA 0.08 PERATUS KARBON
Keluli
• Dikelaskan kepada: • Komposisi kimia - keluli karbon rendah mengandungi kandungan karbon sehingga 0.3 peratus, keluli karbon sederhana sehingga 0.5 peratus dan keluli karbon tinggi sehingga 1.4 peratus • Proses akhiran - Contoh: Keluli gelek panas • Bentuk produk - Contoh: Bar, plat, kepingan nipis dan tiub • Aloi keluli yang mengandungi karbon dan silikon • Kandungan karbon adalah antara 2 hingga 6.67 % & kandungan silikon ialah antara 1 hingga 3 peratus • 4 jenis: Besi putih, besi kelabu, besi mulur & besi boleh tempa
Besi tuang
2
i. ii.
Logam bukan ferus
Tidak mengandungi unsur besi Digunakan sebagai insur aloi ialah kuprum, aluminium, magnesium, nikel, timah, plumbum dan zink
Timah
Aluminium
Kuprum
• Logam lembut dan berwarna putih • Mempunyai rintangan karatan yang baik • Dialoi dengan logam plumbum untuk meghasilkan bahan pateri lembut • Dialoi dengan kuprum dan stabium (antimony) untuk menghasilkan piuter
• Logam ringan dengan ketumpatan 1/3 daripada aloi keluli • Mempunyai sifat pengalir haba dan arus elektrik yang baik • Mempunyai sifat rintangan karatan yang baik • Boleh ditempa dan dibentuk dengan mudah • Mempunyai sifat pengalir arus elektrik & haba yang sangat baik • Mempunyai sifat rintangan karatan yang baik • Mudah dibentuk dan dimesin untuk menghasilkaan produk • Berwarna perang, boleh dikimpal, menghasilkan pateri keras dan dipateri lembut
3
Aloi
i. ii.
Terdiri daripada dua atau lebih unsur kimia, sekurang-kurangnya satu daripada unsur tersebut ialah logam Mempunyai sifat-sifat logam
Loyang
• Aloi kuprum dan zink • Boleh mengandungi sehingga 36 peratus zink • Kombinasi terbaik untuk kekuatan & kemuluran: Komposisi 70% kuprum & 30% zinki @ 60% kuprum & 40% zink • Contoh: pemantul cahaya lampu kenderaan
Gangsa
• Aloi kuprum dan timah • Megandungi fosforus antara 0.01 hingga 0.5% & timah antara 1 hingga 11% • Mempunyai kekuatan & keliatan yang tinggi • Mempunyai sifat rintangan karatan yang baik • Contoh: Hab kipas kapal laut, bilah, duit syiling satu sen dan pegas
2.
Bahan Bukan Logam Bahan yang tidak mengandungi unsur logam
DEFINISI
Contoh: Bahan getah – Tayar & hos Contoh: Bahan sramik – Kaca, batu simen & seramik kejuruteraan seperti oksida dan karbida
Jenis bahan bukan logam
Getah
Getah asli & getah tiruan merupakan sejenis bahan polimer yang boleh mengalami perubahan bentuk yang besar apabila dikenakan beban. Ia boleh kembali kepada bentuk yang asalh apabila beban dilepaskan
Seramik
i. ii.
iii. iv.
Merupakan pepejal habluran Seramik industri moden terdiri daripada oksida logam, karbida logam & nitride logam Seramik tidak mulur & pecah dengan cara rapuh Bahan seramik agak lemah dalam tegangan tetapi kekuatan mempatannya adalah sehingga 15 kali ganda lebih besar berbanding kekuatan tegangan
3.
Bahan Komposit
DEFINISI
i. ii. iii. iv.
Terdiri daripada dua @ lebih jenis bahan. 2 fasa bahan komposit ialah matriks & penguat Dikelaskan mengikut bentuk bahan penguat sama ada zarahan atau bergentian Dikategori mengikut jenis bahan matriks (matriks polimer, matriks logam dan matriks seramik)
Komposit matriks polimer
•Dikenali sebagai komposit bertetulang gentian karbon. •Bahan matriks ialah resin epoksida @ poliester •Bahan penguat ialah gentian karbon
•Dikenali sebagai komposit bertetulang gentian kaca •Bahan matriks ialah resin epoksida atau poliester •Bahan penguat ialah gentian kaca
Gentian karbon
Gentian kaca
4.
Bahan Plastik
DEFINISI
Bahan plastik/ polimer mempunyai molekul yang sangat besar, terbentuk terutamanya daripada atom karbon dan hidrogen. Ia dihasilkan melalui tindakbalas bersama bahan yang molekulnya kecil (monomer) untuk membentuk molekul yang sangat besar.
Jenis-jenis bahan plastik
Plastik termoset
Plastik termoplastik
Melembut/ melebur apabila dipanaskan pada pertama kali, tetapi kemudiannya terawet/ terset untuk menjadi bahan keras dan tegar
Melembut apabila dipanaskan dan kembali memperoleh ketegarannya semula apabila disejukkan
Semasa proses pengawetan, struktur molekul rangkaian sepenuhnya terjadi. Perubahan semasa proses pengawetan tidak boleh berbalik
Perubahan struktur molekul adalah boleh balik semasa pemanasan dan pendinginan Peka kepada suhu struktur dan kadar terikan
Contoh plastic termoset
1
Fenol - Formaldehida
2
Poliester
3
Amino - Formaldehida
Fenol - Formaldehida
1 i. ii. iii. iv. v.
Dipolimerkan oleh satu siri tindak balas pemeluwapan untuk menghasilkan struktur rangkaian Polimer tulen adalah legap dan berwarna putih susu Keberaliran terma yang rendah dan penebat elektrik yang baik Rintangan yang baik terhadap minyak, gris dan kebanyakkan pelarut biasa Contoh penggunaan: Palam, soket, suis elektrik, tombol dan pemegang pintu
Poliester
2
i. ii. iii. iv.
Pemeluwapan asid maleik dan glikol propilena menghasilkan ester Pemaut – silang antara molekul-molekul polyester tak tepu menghasilkan struktur rangkaian yang tegar Digunakan sebagai bahan asas plastic bertetulang gentian kaca. Kegunaan lapisan poliester: a. Rintangan haba – komponen pesawat dan bahagian elektronik b. Rintangan kimia – tangki, paip dan salur c. Hentaman tinggi – topi keselamatan dan pengadang mesin
3
Amino - Formaldehida
i. ii. iii. iv. v.
Sebatian yang mengandungi amino () diluapkan dengan aldehida untuk membentuk polimer tegar Sebatian yang penting ialah urea dan melamina Urea – formaldehida (UF) digunakan untuk membuat penutup botol, cawan, piring dan pinggan Melamin formaldehida (MF) mempunyai rintangan haba sehingga 95˚F Kegunaan lain bahan perekat dan agen pengikat dalam acuan pasir.
1
Polietilena (PE)
2
Polistrene (PS)
3
Polipropilena (PP)
4
Polivinil klorida (PVC)
Contoh plastik termoplastik
1 i. ii. iii.
Polietilena (PE) Dihasilkan dengan cara pempolimeran Ciri polietilena bergantung pada berat molekul dan strukturnya 4 jenis: Berketumpatan tinggi (HDPE) Berketumpatan rendah (LDPE) Berketumpatan rendah lelurus (LLDPE)
Berat molekul ultratinggi (UHMWPE) iv.
Contoh kegunaan: Botol, filem pembungkus, penebat kabel, galas dan gear
Polistrene (PS)
2
i. ii. iii. iv.
Sejenis polimer lut sinar yang mudah diproses dan murah Mempunyai kestabilan dimensi Rintangan tindak balas terhadap bahan kimia adalah rendah Digunakan untuk membuat bekas makanan, penyerak cahaya dan permainan kanakkanak
3 i. ii.
Sejenis polimer habluran tinggi Mempunyai kekuatan & takat melembut yang lebih tinggi berbanding dengan polietilena berketumpatan tinggi (HDPE) Mempunyai kekuatan lesu yang tinggi Rintangan yang tinggi terhadap serangan bahan kimia Digunakan sebagai kotak bateri, bahan pencuci hampa gas dan komponen dalaman kereta
iii. iv. v.
4 i. ii. iii.
Polipropilena (PP)
Polivinil klorida (PVC) Mempunyai ketahanan yang baik terhadap asid dan alkali Keras dan tegur pada suhu biasa Digunakan untuk membuat lapisan panel, paip dan pepasangan paip, rangka tingkap dan botol
