Pada 50 tahun terakhir para
saintis menemukan hubungan sifat – sifat bahan dengan elemen struktur bahan.
Sehingga bisa diciptakan puluhan ribu
jenis bahan yang mempunyai
sifat - sifat yang berbeda. Ilmu dan rekayasa material
·
Ilmu Material :
ilmu yang mempelajari hubungan antara struktur material dengan sifat – sifat
material.
·
Rekayasa Material : dasar hubungan struktur dan sifat bahan, mendisain struktur bahan
untuk mendapatkan sifat – sifat yang diinginkan.
·
Properties : kemampuan bahan menerima perlakuan dari
luar. Sifat-sifat bahan padat bisa di kelompokkan atas 6
kategori :
- sifat mekanik (respons terhadap gaya mekanis)
- sifat listrik (respons terhadap medan listrik
- Sifat magnet (respons terhadap medan magnet )
- sifat termal (berhubungan dengan trans &
kapasitas panas
- sifat optik (mencakup sifat transmisi, absorbsi
&
refleksi terhadap cahaya)
- sifat deterioratif (penurunan kualitas-korosi dll).
v
Struktur bahan :
pengaturan / susunan elemen –
elemen di dalam bahan.
Tinjauan struktur bahan dibedakan atas :
·
Struktur
subatonik : ditinjau dari susunan electron dengan inti
·
Level atom :
ditinjau dari pengaturan atom atau molekul satu sama lain
·
Mikroskopik :
ditinjau dari kumpulan group – group atom
·
Makroskopik :
ditinjau dari struktur yang bisa dilihat dengan mata telanjang
Ø
Klasifikasi bahan
material
1.
Logam
Ciri-ciri
•
Atom-atom tersusun dengan struktur yang berulang (kristalin)
•
Mempunyai kekuatan yang relatif tinggi
•
Padat/Dense
•
Mampu tempa (malleable) dan liat (duktil) : plastisitas tinggi
• Tangguh - Resistant
to fracture: tough
• Konduktor panas dan
listrik yang baik
• Tidak tembus cahaya
tampak
• Mengkilap.
Logam dapat
dibentuk dan dimachining dengan mudah, serta berumur kerja sangat panjang . Tidak
mudah bereaksi dengan element lain, namun logam seperti Fe dan Al tersedia
dalam bentuk senyawa (biji logam) sehingga harus diproses untuk memurnikannya.
•Salah
satu kelemahan utama ialah material logam mudah bereaksi dengan, bahan kimia di lingkungannya contoh
oksida besi (karat).
• Beberapa logam
mempunyai titik lebur yang rendah, shg tdk bisa
digunakan pada beberapa aplikasi.
Bahan Logam dalam tabel
sistem periodic
2. Keramik
Campuran = senyawa logam + non logam.
•Keramik untuk struktur
(konstruksi pada suhu tinggi)
•Refraktori (bahan tahan
api : tahan korosi )
•Keramik putih
(porselen , ubin keramik dll )
•Glass
•Keramik
untuk bahan kelistrikan (kapasitors, isolator, transdusers, dll)
•Bahan Pengikat (cement
and concrete)
Ciri-ciri :
• Kecuali gelas,
atom-atom tersusun secara teratur
• Tersusun dari
campuran atom-atom metal dan non metal
• Kepadatan lebih rendah
dari sebagian besar logam
• Lebih kuat dari pada
logam
• Rapuh, ketangguhan
rendah
• Keuletan, kemampu
tempaan, dan plastisitas rendah
• Titik lebur tinggi
• Konduktor panas dan
listrik yang jelek electricity and heat
• Pada material dengan crystal
tunggal akan transparan
3. Polimer
Ciri-ciri
• Tersusun, utamanya
dari C dan H (hydrocarbons)
• Melting temperature
rendah.
• Sebagian berbentuk
krystals, sebagian lagi.
• Sebagian besar
merupakan konduktor panas dan listrik yang
jelek.
• Sebagian mempunyai
plastisitas yang tinggi
• Sebagian kecil
mempunyai elastisitas yang bak.
• Ada yang trasparan
dan ada yang tidak
v Dua jenis polimer : thermosets and thermoplastics.
•
Thermosets adalah polimer yang bercross link dengan membentuk jaringan 3-D, maka kuat dan kaku.
•
Thermoplastics adalah polimer berantai panjang yang dapat bergeser dengan mudah
melewati satu sama lain ketika dipanaskan, sehingga, mereka cenderung mudah untuk
membentuk, menekuk, dan patah (putus).
4. Komposit
Ciri-ciri :
• Tersusun dari dua
material atau lebih yang berbeda
• Sifat tergantung dari
jumlah dan distribusi dari tiap materal
penyusun
• Sifat gabungan lebih
diinginkan dari pada sifat masing-masing
material penyusun.
