material technology (pertemuan 1)
DESCRIPTION
Mechanical Engineering SubjectTRANSCRIPT
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.