STRUKTUR DAN SIFAT MATERIAL (BAHAN)

Vika Rizkia, ST, MT

Jurusan Teknik Mesin

Politeknik Negeri Jakarta

Buku referensi :

Materials science and engineering: an

introduction

Pengarang : w.d. callister, jr., 6th edition, john

wiley and sons, inc.(2003).

Rules :

Kehadiran (10%)

Tugas (20%)

UTS (30%)

UAS (40%)

Dengan Ilmu material, kita dapat memilih material dan proses yang tepat untuk

mendapat struktur dan sifat material yang dibutuhkan dalam aplikasi.

Dalam Ilmu antara bahan diamati

hubungan :

PROSES

STRUKTUR

SIFAT

KINERJA MATERIAL

Dengan mempelajari material dengan sifat-sifatnya, membantu kita untuk mendesain

komponen, part, ataupun peralatan yang lebih baik.

Bagaimana kita dapat membuat sesuatu benda menjadi lebih keras, lebih kuat,

lebih ringan dan lebih ramah lingkungan ?

Bagaimana kita dapat mereduksi biaya dengan menggunakan material yang

lebih murah namun tidak mengurangi fungsinya ?

Bagaimana kita dapat membuat peralatan dengan skala Nano atau Mikro ?

Subsitusi Material

Plastic (Nylon)

Keuntungan :

• Lebih ringan dengan reject yg rendah

• Tidak perlu proses machining

• Cost produksi tereduksi

Aluminium Coran

Sifat Mekanis : Reaksi terhadap gaya mekanik, berhubungandengan kekuatan material.

Sifat Elektronik dan Magnit : Reaksi bahan terhadap medanlistrik dan magnit, berhubungan dengankonduktivitas.

Sifat Thermal : Reaksi bahan terhadap konduktifitas panasbahan dan kapasitas panas bahan

Sifat Optik : Sifat bahan termasuk absorbsi, pembiasandan penghamburan cahaya.

Kestabilan kimia :Berhubungan dengan kontak denganlingkungan, seperti ketahanan korosi bahan.

PROSES dapat merubah STRUKTUR

SIFAT tergantung dari STRUKTUR

Menambahkan unsur paduan ke dalam Cu

meningkatkan ketahanan listrik

Melakukan deformasi

pada Cu meningkatkan

ketahanan listrik

Penambahan unsur Zn pada Cu

akan emnurunkan konduktifitas

panas

Recording medium dimagnetisasi

oleh recording head

Menambah 3% Si membuat Fe

dapat meningkatkan sifat magnet,

sehingga lebih banyak gaya magnet

yang dapat tersimpan

Metal (Besi Baja, Al, Cu)

Polimer (Plastik, Karet, Resin)

Keramik (Porselen, Gelas, Refraktori)

Komposit (Fiberglass, Beton)

Material Elektronik (Silikon)

Memiliki ikatan logam

Merupakan elemen terbanyak di

dunia (merupakan bagian

terbesar dari tabel periodik)

Berkekuatan tinggi

Dapat dibentuk, ulet

Konduktor Listrik dan panas

yang baik

•Ferrous metals and

Alloys (Besi, Baja)

•Nonferrous metals

and Alloys (Cu, Al,

Sn, Pb, Ni)

Memiliki ikatan logam

Merupakan elemen terbanyak di

dunia (merupakan bagian

terbesar dari tabel periodik)

Berkekuatan tinggi

Dapat dibentuk, ulet

Konduktor Listrik dan panas

yang baik

•Ferrous metals and

Alloys (Besi, Baja)

•Nonferrous metals

and Alloys (Cu, Al,

Sn, Pb, Ni)

Pada logam, elektron valensi meninggalkan atomnya utk

membentuk "gas" elektron yang bebas bergerak mengelilingi ion

logamnya.

Elektron terdelokalisasi dan menimbulkan gaya ikat antar ion

logam. Ikatan antara atom seragam ke segala arah.

1. Delokalisasi sempurna elektron berarti bahwa "ion" logam

dapat digantikan → dapat dibuat berbagai logam paduan.

2. Elektron mudah bergerak → logam adalah konduktor

listrik yang baik.

3. Ion logam tersusun padat dengan sangat baik → logam

memiliki berat jenis tinggi dan memiliki struktur

kristalografis sederhana.

IKATAN LOGAM

Memiliki ikatan kovalent+ van der Waals

Merupakan material organik: berbasis rantaikarbon dan hidrogen

Elastisitas tinggi

Ringan

Tahan korosi

Murah

Ketahanan Panas rendah

Body sepeda motor (Cover)

Pemakaian elektron bersama antara atom yang bersebelahan. Ikatan terarah.

Ikatan kovalent di dalam

molekul methane (CH4)

Memiliki ikatan ion dan

kovalen

Berkekuatan dan kekerasan

tinggi

Rapuh (Brittle)

Tahan temperatur tinggi

(Titik Lebur Tinggi)

Isolator panas dan listrik

Untuk Pembuatan Busi

Umumnya senyawa antara logam dan non logam. Atom dalam senyawa

tersebut terikat dengan ikatan atom yang kuat dalam ikatan kovalen atau

ionik.Contoh bentuk mat keramik:Oksida, Nitrida, Karbida

Hal ini membuat keramik memiliki:

Kekuatan yang tinggi

Titik lebur yang tinggi

Merupakan material isolasi/tidak menghantarkan panas dan listrik

Memiliki sifat getas

Aplikasi pada komponen otomotif adalah pada bagian yang memerlukan

ketahanan aus yang tinggi dan bagian yang mengalami temperatur tinggi

sehingga komponen disekitarnya tidak menjadi panas.

Elektron dipindahkan secara langsung dari satu atom ke atom

lainnya dan terlokalisasi. Memiliki ikatan Coulomb. Ikatan seragam

ke segala arah.