PENGETAHUAN BAHAN Gabriel Sianturi MT Pendahuluan Jurusan Teknik
PENGETAHUAN BAHAN Gabriel Sianturi MT Pendahuluan Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 1
Referensi Dan Sistem Penilaian A. Referensi 1. Callister, William. D, Material Science and Engineering, an Introduction, 7 ed, John Wiley and Sons, 2008 2. Van Vlack, Lawrence, Ilmu dan Teknologi Bahan, Erlangga, Jakarta B. Sistem Penilaian Tugas : 25% UTS : 35% UAS : 40% Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 2
MATERIAL Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 3
Time Line Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 4
Material Science and Engineering • Material Science: mempelajari hubungan antara struktur material (pada skala atomik atau molekul ) dengan sifat-sifatnya (pada level makroskopik) • Material Engineering: mendisain struktur material berdasarkan korelasi struktur dan sifat untuk menghasilkan sekumpulan sifat -sifat seperti yang telah ditentukan Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 5
Struktur Material • Struktur material selalu berelasi dengan susunan dari komponen internalnya - Level sub atomik: elektron di dalam individual atom dan interaksinya dengan inti atom - Level atomik: susunan atom atau molekul relatif terhadap sesamanya - Level mikroskopik: sekumpulan besar atom yang membentuk kelompok. Dapat diobservasi melalui mikroskop - Level makroskopik: struktur yang dapat dilihat tanpa alat bantu Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 6
Struktur, Proses dan Properti • Sifat (property) tergantung pada struktur • Proses dapat merubah struktur Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 7
Mengapa Perlu Mempelajari Material Science ? • Agar dapat memilih material yang sesuai berdasarkan pertimbangan performansi dan harganya • Agar dapat mengetahui batasan serta sifat-sifat yang dimiliki material dan dapat melakukan perubahan terhadap sifat-sifat tersebut - Bagaimana merubah suatu material menjadi lebih keras, lebih kuat, lebih tahan karat? • Agar dapat menciptakan material baru yang sifatnya sesuai dengan yang dihendaki Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 8
Material Selection Process 1. Aplikasi tentukan sifat-sifat yang diinginkan Sifat: mekanikal, elektrikal, termal, magnetik, optik, dan lain-lain 2. Identifikasi kandidat material Material: struktur, komposisi 3. Identifikasi proses yang dibutuhkan Proses: merubah struktur dan bentuk Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 9
Klasifikasi Material solid dapat dibagi dalam 3 klasifikasi dasar: – – – Logam (Metals) - Ferrous - non Ferrous Keramik (Ceramics) Polimer (Polymers) Sub Klasifikasi : – – Komposit (Composite) Advanced material Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 10
Logam • Tersusun dari satu atau lebih unsur metalik, mis: besi, tembaga, alumunium, baja, besi cor • Bersifat konduktor listrik dan termal yang baik Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 11
Keramik • Gabungan dari unsur logam dan non logam (oksida, nitrit, karbida) • Contoh: Alumunium oksida (Al 2 O 3), Silikon dioksida (Si. O 2), Silikon Karbida (Si. C), gelas, semen, dan lain-lain • Sifat: keras, getas, isolator listrik dan panas yang baik Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 12
Polimer • Kebanyakan merupakan senyawa organik yang secara kimiawi berbasis karbon, hidrogen, dan non metalik • Mempunyai struktur molekul yang besar dan berbentuk rantai Contoh: polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), dll • Sifat: berat jenis rendah, duktil, mudah dibentuk menjadi bentuk yang kompleks, tahan bahan kimia, cenderung melunak padaa temperatur tinggi listrik rendah, non magnetik Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 13
Komposit • Tersusun dari kombinasi dua atau lebih jenis material • Sifatnya merupakan gabungan dari sifat material yang membentuknya. • Contoh: 1. Fiberglass : gabungan serat kaca dengan polimer Serat kaca bersifat kuat, kaku, getas Polimer: duktil, lemah, fleksibel Fiberglass: kuat, kaku, fleksibel, duktil 2. Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP): gabungan serat karbon dengan polimer Lebih kuat dan kaku daripada fiberglass Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 14
Advanced Material • Material yang digunakan untuk aplikasi teknologi tinggi (high-tech) • Merupakan material-material tradisional yang sifat-sifatnya di kembangkan • Contoh: semikonduktor, biomaterial, ’material masa depan’ (smart material dan nanomaterial) Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 15
Semikonduktor • Mempunyai sifat diantara konduktor dan isolator. • Contoh: Silikon (Si), Germanium (Ge) • Merupakan material untuk membuat komponen elektronika, transisitor, dioda, led Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 16
Biomaterial • Material yang dapat diimplantasi ke dalam tubuh manusia • Sifat: tidak menghasilkan substansi yang beracun dan tidak menimbulkan reaksi biologi yang merugikan bagi tubuh Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 17
Smart Materials • Merupakan material yang sifatnya dapat berubah disebabkan oleh stimulasi ekternal yang telah diatur, misalnya tegangan, temperatur, listrik • Contoh: material Piezoelectric, material yang menghasilkan potensial listrik apabila diberi tegangan Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 18
Jurusan Teknik Industri Unikom Pendahuluan 19
- Slides: 19