Gudang Materi

Material Komposit

Material komposit adalah material yang terbuat dari dua bahan atau lebih yang tetap terpisah dan berbeda dalam level makroskopik selagi membentuk komponen tunggal.

Bahan komposit

Bahan komposit (atau 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).

Keunggulan bahan komposit

Bahan komposit memiliki banyak keunggulan, diantaranya berat yang lebih ringan, kekuatan dan kekuatan yang lebih tinggi, tahan korosi dan memiliki biaya perakitan yang lebih murah karena berkurangnya jumlah komponen dan baut-baut penyambung. Kekuatan tarik dari komposit serat karbon lebih tinggi daripada semua paduan logam. Semua itu menghasilkan berat pesawat yang lebih ringan, daya angkut yang lebih besar, hemat bahan bakar dan jarak tempuh yang lebih jauh.

Aplikasi bahan komposit

Militer Amerika Serikat adalah pihak yang pertama kali mengembangkan dan memakai bahan komposit. Pesawat AV-8D mempunyai kandungan bahan komposit 27% dalam struktur rangka pesawat pawa awal tahu 1980-an. Penggunaan bahan komposit dalam skala besar pertama kali terjadi pada tahun 1985. Ketika itu Airbus A320 pertama kali terbang dengan stabiliser horisontal dan vertikal yang terbuat dari bahan komposit. Airbus telah menggunakan komposit sampai dengan 15% dari berat total rangka pesawat untuk seri A320, A330 dan A340.

Contoh material komposit

* Plastik diperkuat fiber:
o Diklasifikasikan oleh jenis fiber:
+ Wood (cellulose fibers in a lignin and hemicellulose matrix)
+ Carbon-fibre reinforced plastic atau CRP
+ Glass-fibre reinforced plastic atau GRP (informally, "fiberglass")
o Diklasifikasikan oleh matriks:
+ Komposit Thermoplastik
# long fiber thermoplastics or long fiber reinforced thermoplastics
# glass mat thermoplastics
+ Thermoset Composites
* Metal matrix composite MMC:
o Cast iron putih
o Hardmetal (carbide in metal matrix)
o Metal-intermetallic laminate
* Ceramic matrix composites:
o Cermet (ceramic and metal)
o concrete
o Reinforced carbon-carbon (carbon fibre in a graphite matrix)
o Bone (hydroxyapatite reinforced with collagen fibers)
* Organic matrix/ceramic aggregate composites
o Mother of Pearl
o Syntactic foam
o Asphalt concrete
* Chobham armour
* Engineered wood
o Plywood
o Oriented strand board
o Wood plastic composite (recycled wood fiber in polyethylene matrix)
o Pykrete (sawdust in ice matrix)
* Plastic-impregnated or laminated paper or textiles
o Arborite
o Formica (plastic)
* Klasifikasi Berdasarkan Jenis Polimer :
a) GFRP (graphite fiber-reinforced polymer) juga digunakan, tetapi kurang umum, karena glass-(fiber)-reinforced polymer jg sering disebut GFRP. Dalam iklan produk, kadang-kadang disebut hanya sebagai serat grafit (atau serat grafit).

b) CFRP memiliki lebih dari dua dekade terakhir menjadi bahan yang semakin penting digunakan dalam aplikasi teknik struktural. Dipelajari dalam konteks akademis untuk potensi keuntungan dalam konstruksi, ini juga telah membuktikan sendiri biaya-efektif dalam sejumlah aplikasi bidang penguatan beton, batu, baja, besi cor, dan kayu struktur. Penggunaannya dalam industri dapat baik untuk perkuatan untuk memperkuat struktur yang sudah ada atau sebagai alternatif penguat (atau bahan pratekan) bukan baja dari awal proyek.

CFRP adalah bahan lebih mahal daripada rekan-rekan di industri konstruksi, kaca serat polimer yang diperkuat (GFRP) dan polimer diperkuat serat aramid (AFRP), meskipun CFRP adalah, pada umumnya, mempunyai sifat-sifat unggul.

dikutip dengan penambahan dari wikipedia.org

Baca Selengkapnya ..

Jenis - Jenis Keramik

a) Traditional creramics, bahan keramik yang berasal dari umum, bahan baku alami seperti mineral tanah liat dan pasir kuarsa. Melalui proses industri yang telah dipraktekkan dalam beberapa bentuk selama berabad-abad, bahan ini dibuat menjadi produk akrab seperti peralatan makan cina, batu bata dan genteng tanah liat, abrasive industri dan lapisan tahan api, dan semen portland. Artikel ini menjelaskan karakteristik dasar dari bahan baku yang biasa digunakan dalam keramik tradisional, dan survei proses umum yang diikuti dalam pembuatan benda keramik yang paling tradisional. Dari survei pembaca dapat dilanjutkan ke artikel yang lebih rinci pada masing-masing jenis produk keramik, link yang disediakan pada akhir artikel ini.

b) Ceramic engineering adalah ilmu dan teknologi untuk menciptakan benda dari anorganik, bahan non-logam. Hal ini dilakukan baik oleh aksi panas, atau pada suhu yang lebih rendah menggunakan reaksi pengendapan dari larutan kimia kemurnian tinggi. Istilah ini mencakup pemurnian bahan baku, studi dan produksi senyawa kimia yang bersangkutan, pembentukan mereka menjadi komponen-komponen dan studi, komposisi struktur dan sifat.

c) Glass ceramic terbagi banyak properti dengan kedua gelas dan keramik. Kaca-keramik memiliki fase amorf dan fase kristalin satu atau lebih dan diproduksi oleh "kristalisasi terkontrol" disebut kontras dengan kristalisasi spontan, yang biasanya tidak diinginkan dalam pembuatan kaca. Kaca-keramik biasanya memiliki antara 30% [m / m] dan 90% [m / m] kristalinitas dan menghasilkan array dari bahan dengan sifat termomekanis menarik.

Glass Ceramic yang sebagian besar diproduksi dalam dua langkah: Pertama, kaca terbentuk oleh proses pembuatan kaca. Gelas didinginkan dan kemudian dipanaskan pada langkah kedua. Dalam perlakuan panas kaca sebagian mengkristal. Dalam kebanyakan kasus apa yang disebut agen nukleasi ditambahkan dengan komposisi dasar-kaca keramik. Nukleasi ini agen bantuan dan mengontrol proses kristalisasi. Karena biasanya tidak ada menekan dan sintering, kaca-keramik memiliki, tidak seperti keramik disinter, tidak ada pori-pori.

Baca Selengkapnya ..

Polimerisasi

a) Tthermoplastic Polymers juga dikenal sebagai plastik thermosoftening, [1] [2] merupakan polimer yang berubah menjadi cairan ketika dipanaskan dan membeku ke kondisi yang sangat kaca ketika didinginkan cukup. Kebanyakan termoplastik tinggi-berat molekul polimer yang rantai asosiasi melalui Van der Waals lemah kekuatan (polyethylene); interaksi dipol-dipol lebih kuat dan ikatan hidrogen (nilon) [3], atau bahkan tumpukan dari cincin aromatik (polystyrene). Polimer Termoplastik berbeda dari thermosetting polimer (Bakelite) di yang mereka dapat remelted dan remoulded. Banyak bahan termoplastik Selain polimer, misalnya, vinil pertumbuhan rantai polimer seperti polietilena dan polypropyle.

b) Thermoset polimer bisa diubah menjadi plastik atau karet dengan cross-linking. Energi dan katalis ditambahkan yang menyebabkan rantai molekul untuk menghubungkan ke dalam struktur, kaku 3-D. Bahan termoset tidak dapat dicairkan dan dibentuk kembali setelah sembuh.

Bahan termoset umumnya lebih kuat dari bahan termoplastik. Mereka juga lebih cocok untuk aplikasi suhu tinggi. Mereka tidak mudah didaur ulang seperti termoplastik, yang dapat dicairkan dan dicetak ulang.

c) Rubber/Karet adalah, elastis polimer hidrokarbon yang terjadi sebagai suspensi, koloid susu (dikenal sebagai latex) di getah beberapa varietas tanaman. Karet juga dapat diproduksi secara sintetis.
Sayangnya, sejarah karet memiliki sisi gelap juga. Sekitar seratus tahun yang lalu, jutaan orang Afrika meninggal di Kongo Free State sebagai akibat dari nafsu untuk keuntungan karet dan karet.

Baca Selengkapnya ..

Surface dan Heat Treatment

Surface Treatment

a) Nitriding adalah proses pengerasan permukaan dengan jalan mendifusikan unsur nitrogen ke permukaan larutan pada logam/baja dan besi cor feritik, yaitu dengan cara memanaskan dan menahan logam/baja dan besi cor tersebut pada temperatur dibawah temperatur kritis bawah (antara 500-590oC) selama periode waktu tertentu dalam kontak dengan gas atau cairan yang mengandung unsur nitrogen.
Seluruh baja dan besi cor yang dapat dikeras haruslah dikeraskan dan di”temper” dahulu sebelum dilakukan proses nitriding, dimana temperatur tempering harus cukup tinggi untuk menjaga kestabilan struktur pada proses nitriding (minimal 10oC diatas temperatur nitriding).

Proses nitriding dilakukan dengan tujuan:
- mendapatkan kekerasan permukaan yang tinggi
- meningkatkan ketahanan pakai dan sifat “antigalling”
- meningkatkan ketahanan terhadap umur kelelahan
- meningkatkan ketahanan terhadap korosi
- meningkatkan ketahanan kekerasan permukaan terhadap kenaikkan tem peratur sampai temperatur nitriding.

Keuntungan lain yang diperoleh dengan proses nitriding ialah: distorsi dan deformasi minimum, karena temperatur pemanasan rendah. Di industri penggunaan proses nitriding terutama dilakukan terhadap:
- Komponen komponen mesin untuk kendaraan bermotor, antara lain:
- steering gears
- cylinder heads
- cylinder liners
- crankshafts
- camshafts
- ball steering joint
- valves dan valves quiders
- rocker arm
- rocker shaft
- connecting rod
- oil pump gears
- water pump gears
- dan lain-lain.
- komponen-komponen mesin perkakas
- perkakas termasuk dies, antara lain:
- cutting tools (high speed steel)
- rolling tools
- drawing tools
- dies casting moulds
- forging dies, dan lain-lain.

Di industri dikenal dua jenis proses nitriding, yaitu: liquid nitriding dan gas nitriding.
Pada umumnya kedua jenis proses ini adalah sama dan lama proses dibutuhkan juga sama, tetapi proses gas nitriding biasanya lebih disukai bila diinginkan kedalam penetrasi nitrogen yang lebih besar.
Pada proses liquid nitrididng media yang digunakan adalah campuran garam-garam, yaitu: NaCN, Na2CO3, KCl dan beberapa bahan pengaktif lainnya. Pada proses nitriding media yang digunakan adalah: gas amonia.
Berdasarkan diagram fasa biner Fe-N (gambar 2.6)8) dapat diperkirakan bahwa beberapa lapisan dapat terbentuk pada temperatur 500-6000C, yaitu berturut-turut pada bagian dalam (dekat substrat) kebagian terluar: α-Fe, γ-Fe4N dan ε-Fe2N.

b) Carburizing adalah perawatan panas proses di mana besi atau baja dipanaskan di hadapan bahan lain (tetapi di bawah titik lebur logam's) yang membebaskan karbon seperti terurai. Permukaan luar atau kasus ini akan memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi dari bahan asli. Ketika besi atau baja didinginkan cepat dengan pendinginan, kandungan karbon lebih tinggi pada permukaan luar menjadi keras, sedangkan inti tetap lembut dan tangguh.

c) Chromizing dikenal sebagai pengayaan wilayah permukaan baja dengan krom dengan perlakuan termokimia. Selama perawatan ini atom kromium menyebar pada suhu antara 900 ° C dan 1000° C ke permukaan benda kerja
.
d) Carbonitriding merupakan modifikasi teknik metalurgi permukaan yang digunakan untuk meningkatkan kekerasan permukaan logam, sehingga mengurangi keausan. Selama proses ini, atom karbon dan nitrogen menyebar interstitially menjadi logam, menciptakan hambatan untuk slip, meningkatkan kekerasan dan modulus dekat permukaan. Carbonitriding sering diterapkan pada murah, mudah mesin baja karbon rendah untuk menanamkan sifat permukaan lebih mahal dan sulit untuk bekerja nilai dari baja. Permukaan kekerasan berkisar bagian carbonitrided 55-62 HRC.

Heat treatment

a) Quenching adalah pendinginan cepat benda kerja untuk memperoleh sifat material tertentu. Ini mencegah proses suhu rendah, seperti transformasi fase, dari terjadi hanya menyediakan jendela sempit waktu di mana reaksi ini menguntungkan kedua termodinamika dan kinetis diakses. Sebagai contoh, dapat mengurangi kristalinitas dan dengan demikian meningkatkan ketangguhan dari kedua paduan dan plastik (dihasilkan melalui polimerisasi).

b) Tempering adalah perawatan panas teknik untuk logam, paduan dan kaca. Dalam baja, tempering dilakukan untuk "menguatkan" logam dengan mentransformasikan martensit rapuh atau bainit menjadi kombinasi ferit dan sementit atau kadang-kadang martensit tempered. Paduan pengerasan Air hujan, seperti banyak nilai dari aluminium dan superalloy, yang marah untuk mengendapkan partikel intermetalik yang memperkuat logam. Tempering dicapai oleh pemanasan terkendali benda kerja ke suhu yang lebih rendah di bawah temperatur kritis.

c) Annealing adalah proses perlahan-lahan meningkatkan suhu sekitar 50 º C (90 º F) di atas A3 garis suhu Austenitic atau ACM baris dalam kasus baja Hypoeutectoid (baja dengan <0,77% karbon) dan 50 º C (90 º F) ke dalam Austenite-Sementit daerah dalam hal Hypereutectoid baja (baja dengan> 0,77% karbon).

d) Normalizing adalah proses peningkatan suhu sampai lebih dari 60 º C (108 º F), di atas A3 baris atau ACM baris sepenuhnya ke kisaran Austenite. Hal ini diadakan pada suhu ini untuk sepenuhnya mengubah struktur menjadi Austenite, dan kemudian dihapus bentuk tungku dan didinginkan pada suhu ruangan di bawah konveksi alam. Hal ini menghasilkan struktur butir perlit halus dengan kelebihan Ferrite atau sementit. Bahan yang dihasilkan adalah lemah; derajat kelembutan tergantung pada kondisi ambien sebenarnya pendinginan. Proses ini jauh lebih murah daripada anil penuh karena tidak ada biaya tambahan pendinginan tungku dikontrol.

e) Spheroidizing adalah proses anil yang digunakan untuk baja karbon tinggi (Carbon> 0,6%) yang akan menjadi mesin atau dingin terbentuk kemudian. Hal ini dilakukan oleh salah satu cara berikut:

1. Panaskan bagian ke suhu di bawah garis ferit-Austenite, garis A1 atau di bawah garis Austenite-sementit, pada dasarnya di bawah 727 º C (1340 º F) line. Tahan suhu untuk waktu yang lama dan diikuti dengan pendinginan yang cukup lambat. Atau
2. Siklus beberapa kali antara suhu sedikit di atas dan sedikit di bawah 727 º C (1340 º F) garis, katakanlah misalnya antara 700 dan 750 º C (1292-1382 º F), dan lambat dingin. Atau
3. Untuk alat dan panas baja paduan untuk 750-800 º C (1382-1472 º F) dan tahan selama beberapa jam diikuti dengan pendinginan lambat.

Baca Selengkapnya ..

Logam Ferro dan Non Ferro

Logam Ferro

Logam ferro adalah adalah logam besi(Fe). Besi merupakan logam yang penting dalam bidang teknik, tetapi besi murni terlalu lunak dan rapuh sebagai bahan kerja, bahan konstruksi dll. Oleh karena itu besi selalu bercampur dengan unsur lain, terutama zat arang/karbon (C). Sebutan besi dapat berarti :
1. Besi murni dengan simbol kimia Fe yang hanya dapat diperoleh dengan jalan reaksi kimia.
2. Besi teknik adalah yang sudah atau selalu bercampur dengan unsur lain.

Besi teknik terbagi atas tiga macam yaitu :
1. Besi mentah atau besi kasar yang kadar karbonnya lebih besar dari 3,7%.
2. Besi tuang yang kadar karbonnya antara 2,3 sampai 3,6 % dan tidak dapat ditempa. Disebut besi tuang kelabu karena karbon tidak bersenyawa secara kimia dengan besi melainkan sebagai karbon yang lepas yang memberikan warna abu-abu kehitaman, dan disebut besi tuang putih karena karbon mampu bersenyawa dengan besi.
3. Baja atau besi tempa yaitu kadar karbonnya kurang dari 1,7 % dan dapat ditempa.
Logam ferro juga disebut besi karbon atau baja karbon. Bahan dasarnya adalah unsur besi (Fe) dan karbon ( C) , tetapi sebenarnya juga mengandung unsur lain seperti : silisium, mangan, fosfor, belerang dan sebagainya yang kadarnya relatif rendah. Unsur-unsur dalam campuran itulah yang mempengaruhi sifat-sifat besi atau baja pada umumnya, tetapi unsur zat arang (karbon) yang paling besar pengaruhnya terhadap besi atau baja terutama kekerasannya.

Pembuatan besi atau baja dilakukan dengan mengolah bijih besi di dalam dapur tinggi yang akan menghasilkan besi kasar atau besi mentah. Besi kasar belum dapat digunakan sebagai bahan untuk membuat benda jadi maupun setengah jadi, oleh karena itu, besi kasar itu masih harus diolah kembali di dalam dapur-dapur baja. Logam yang dihasilkan oleh dapur baja itulah yang dikatakan sebagai besi atau baja karbon, yaitu bahan untuk membuat benda jadi maupun setengah jadi.

Logam Non Ferro

Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Logam non ferro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya sifat-sifatnya belum memenuhi syarat yang diinginkan.

Kecuali logam non ferro murni, platina, emas dan perak tidak dipadukan karena sudah memiliki sifat yang baik, misalnya ketahanan kimia dan daya hantar listrik yang baik serta cukup kuat, sehingga dapat digunakan dalam keadaan murni. Tetapi karena harganya mahal, ketiga jenis logam ini hanya digunakan untuk keperluan khusus. Misalnya dalam teknik proses dan laboratorium di samping keperluan tertentu seperti perhiasan dan sejenisnya.

Logam non fero juga digunakan untuk campuran besi atau baja dengan tujuan memperbaiki sifat-sifat bajja. Dari jenis logam non ferro berat yang sering digunakan uintuk paduan baja antara lain, nekel, kromium, molebdenum, wllfram dan sebagainya. Sedangkan dari logam non ferro ringan antara lain: magnesium, titanium, kalsium dan sebagainya.

kontributor : Hendra Jaya
Jurusan Teknik Mesin UMY

Baca Selengkapnya ..