1

Draft Pengetahuan Bahan

1. Pendahuluan

Ilmu Material (Material Science): bidang ilmu yang menyelidiki/meneliti hubungan antara sifat dan struktur material. (1) bidang ilmu yang mempelajari/memperhatikan secara khusus pada pengetahuan dasar tentang struktur internal, sifat dan processing of materials. (2)Material Teknik (Material Engineering): ilmu yang mempelajari teknik perancangan atau perekayasaan (modifikasi) sifat dan struktur material berdasarkan hubungan antara sifat dan struktur material tersebut.

Gambar 1. 1 Spectrum Pengetahuan Bahan (2)Sifat dan Struktur Material

Struktur: susunan komponen-komponen pembentuk material

Sifat: reaksi/respon material terhadap suatu stimulus/gangguan (contoh: beban luar, reaksi kimia, dll). Sifat material dapat diubah atau ditingkatkan kualitasnya dengan beragam heat treatments dan penambahan substansi/paduan.

Perkembangan teknologi juga berpengaruh terhadap perkembangan teknologi material sehingga dibutuhkan:

a. Pemahaman lebih mendalam mengenai hubungan antara sifat dan struktur material

b. Material spesifik (tujuan khusus) untuk digunakan pada komponen/produk tertentu 1.2 Kriteria Pemilihan Material

1. In service condition, kondisi operasi/kerja/beban yang akan dihadapi material sebagai bahan suatu komponen/produk. Sifat yang harus dipertimbangkan berupa sifat fisik dan mekanik yang direncanakan/diinginkan2. Penurunan (deterioration) sifat material, terjadi pada saat material digunakan (service operation). Penurunan kualitas (performance) ini dapat berupa: penurunan kekuatan yang diakibatkan oleh temperature atau reaksi kimia (misalnya: karat).3. Ongkos (Cost/Economics), ongkos material (pembelian, penyiapan, penyimpanan) mempengaruhi ongkos produk (harga produk)

4. Keterbentukan (formability), mampu dibentuk atau di-proses. Hal ini harus dipertimbangkan apabila material tersebut merupakan bahan baku suatu produk hasil proses produksi (manufacturing process)

5. Ramah Lingkungan

1.4 Klasifikasi MaterialBerdasarkan susunan kimia dan struktur atom, material dibagi dalam 3 kelompok:

a. Material Logam (Metal), terdiri dari substansi inorganic: komponen metalik (tembaga, aluminium, nikel, titanium) dan non metalik (carbon, nitrogen, oxygen). Memiliki struktur crystal (susunan atom teratur). Aplikasi industri: komponen mesin

Sifat Logam: Konduktor: penghantar panas dan listrik,

high stiffness, formability, shock resistance kuat dan ulet (ductility) pada temperature kamar, jenis logam tertentu masih memiliki kekuatan baik pada temperature tinggib. Material Ceramic, terdiri dari komponen metalik (tembaga, aluminium, nikel, titanium) dan non metalik (umumnya: nitrida, oksida, dan karbida). Pada material sejenis ceramic juga memiliki komposisi yang terdiri dari: Clay minerals, cement , dan glass.

Contoh: brick, glass, tableware, insulators, abrasivesSifat keramik: high strength, temperature strength, corrosion resistance (tahan korosi), poor: ductility (brittle - low fracture toughness), shock resistance Insulator: poor electrical conductivity dan thermal conductivity

High hardness, low formability: Keras tetapi getas (brittle)

c. Material Polymer, terdiri dari komponen organik (memiliki unsur Carbon) dengan rantai molekul yang panjang, seperti: material plastik , karet, dan jenis lain dari material adhesive. Material ini dibuat dengan proses polimerisasi dengan membuat struktur molekul yang besar dari struktur organik.

Jenis polimer:

Thermoplastic polymers memiliki rantai struktur terbuat dari monomer yang berulang. Memiliki sifat: keuletan (ductility), keterbentukan (formability), dan tahan getaran (shock resistance) sangat baik (excellent) Thermoset polymers memiliki rantai struktur atau jaringan 3 dimensi. Memiliki sifat: keuletan (ductility), keterbentukan (formability), dan tahan getaran (shock resistance) kurang baik (poor)Sifat polymer:

umumnya memiliki struktur non krystal tetapi dapat memiliki struktur kristal

low: electrical conductivity, thermal conductivity, low densities, strengths

tidak sesuai dengan temperatur tinggi (