BAB 2...Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 21 A KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI 2.5 Struktur, Sifat Bahan dan Proses Bahan
Post on 04-Oct-2020
16 Views
Preview:
Transcript
K L A S I F I K A S I B A H A N I N D U S T R I
BAB 2
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.1 Pengertian Umum
Secara alamiah Bahan adalah suatu materi dari mana suatu benda itu
dibentuk, benda itu bukan selalu dari satu macam bahan, tetapi dapat dari
berbagai macam bahan yang dapat menjadi satu kesatuan sifat.
Secara umum bahan yang kita kenal terklasifikasi sbb:
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 17
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.2 Perubahan Peranan Bahan di Masa Depan
Sumber: Airbus type 380 (http://www.brighthub.com)
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Link: http://d2n4wb9orp1vta.cloudfront.net/resources/images/cdn/cms/0513HPC_SpeedNews_Table1.jpg
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.3 Definisi Materials dan Materials Science
1. Materials
2. Materials Science
3. Materials Engineering
4. Metallic Materials
5. Ferrous Metals dan Alloys
6. Non-Ferrous Metals dan Alloys
7. Ceramic Materials
8. Polymeric Materials
9. Composite Materials
10. Electronic Materials
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
1. Materials
Adalah: suatu komposisi partikel yang sanggup
membentuk satu-kesatuan, dimana dari padanya
dapat dibentuk suatu benda yang memiliki sifat yang
homogen
2. Material s Science
Adalah: Ilmu pengetahuan yang membahas dan
mempelajari sifat-sifat dasar suatu bahan, struktur
dan data kimia dan fisikanya (sifat materinya).
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
3. Materials Engineering
Adalah: disiplin ilmu teknik bahan, terutamamempelajari dan membahas dasar-dasar ilmuterapan bahan yang digunakan untuk memberikaninformasi dan petunjuk untuk membuat suatu produk.
4. Metallic Materials
Adalah: Bahan yang memiliki sifat dan karaktertahan panas yang tinggi, penghantar panas danlistrik yang baik.
Contoh: Besi, Baja, Aluminium, Tembaga, dst.
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
5. Ferrous Metals dan Alloys
Adalah: Bahan logam besi yang mengandung
paduan unsur lain dalam prosentase yang tinggi.
6. Non Ferrous Metals dan Alloys
Adalah: Bahan yang logam dan logam paduan
yang tidak mengandung besi dan apabila ada
kandungan besi didalamnya tentunya dalam
presentase yang sangat kecil sekali.
Contoh: Al, Cu, Zn, Ti, Ni, dll.
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
7. Ceramic Metals
Adalah: Bahan yang komposisinya terjadi atas bahanlogam dan non logam. Bahan keramik biasanya bersifatkeras tetapi rapuh serta memiliki sifat suhu cair yang sangat tinggi (≥ 4,000 ◦C)
8. Polymeric Materials
Adalah: Bahan yang memiliki sifat utama berantai yang panjang (ikatan molekulernya panjang) atau memilikijaringan yang berelemen dengan berat yang rendah.
Contoh: Karbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, dst.
Contoh: Polisthelen, Solvinil Chlorida (PVC).
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
9. Composite Materials
Adalah: Bahan yang eksistensinya terjadi karenapencampuran dari 2 atau 3 macam bahan-bahan lain, yaitu dapat terjadi dari komposisi bahan logam, keramikdan polimer.
Contoh: Fiber Glass, Epoxy Matrix, dll.
10. Elektronik Materials
Adalah: Bahan yang khusus digunakan untuk komponen-komponen suku cadang dalam industri perlistrikan, terutama dalam bidang mikro elektronik.
Contoh: Silikon, Fiber Optik, Calium Arsenida, Konduktordan super conductor.
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Epoxy Matrix Common uses of fiberglass include
high performance aircraft (gliders),
boats, automobiles, baths, hot tubs,
water tanks, roofing, pipes, cladding,
casts, surfboards and external door skins.
Sumber:http://www.henkel.com/innovation/news-32630-20120302-new-matrix-resin-for-the-composite-industry-34897.htm
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.4 Daftar Aplikasi Bahan Industri Dengan Sifat Umum
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 21 A
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.5 Struktur, Sifat Bahan dan Proses Bahan Industri
2.5.1 Struktur
Struktur dalam bahan Industri pengamatannya dari
beberapa tingkatan, yang pertama atom, beberapa
atom menjadi molekul, dari atom yang dikelilingi oleh
elektron-elektronnya yang dapat membawa sifat
dari bahan itu sendiri seperti contohnya: panas,
magnet, listrik, optik juga dapat untuk data dari suatu
bahan yang tahan akan korosi.
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.5.2 Sifat Bahan
Sifat bahan dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Sifat Mekanis
2. Sifat Fisik
1. Sifat Mekanis
Sifat mekanis suatu bahan adalah sifat yang menyatakanbagaimana bahan itu bersikap terhadap gaya atau tekananyang bekerja padanya. Sifat mekanis bahan yang paling umumdiantaranya adalah: kekuatan, keuletan, kekerasan, regangan, dsb.
Sifat-sifat yang penting dari sifat mekanis adalah: tahangesekan, tahan benturan, tahan kejutan, dll.
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2. Sifat Fisik
Yang termasuk sifat fisik bahan adalah: listrik,
magnet, optik, panas, lentur dan sifat kimia.
Sifat fisik bahan tergantung dari 2 hal, yaitu:
1. Struktur bahan
2. Prosesnya
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Perbedaan Sifat Mekanis
dan Sifat Bahan
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 24
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.5.3 Proses
Engineering Proses, yaitu bahan industri yang terbuat daribahan dasar yang diproses menjadi suatu produk industri.
Berdasarkan jenis material engineering process diprosessebagai berikut:
1. Logam
- Pengecoran: cor pasir, permanen cor, cor
langsung, cor presisi, cor sentrifugal.
- Forming: Tempa, Gulung, Rol, Tekuk, Sintering.
- Penyambungan: Las, solder, keling.
- Machining: Potong, bubut, freis, asah
- Powder metalurgy
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2. Polymer
- Cetakan: Cetak Injeksi, Cetak Tekan, Cetak transfer.
- Forming: Pintal, Ekstrusi, Vakum Forming.
3. Keramik
- Pengecoran: Cetak Beton, Cetak Luncur
- Pamadatan: Ekstrusi, Press, Isostatik
4. Komposit
- Pengecoran: Cor berbagai cara, cor infiltrasi
- Forming: Pemadatan dan sintering
- Penyambungan: Adesi, Ekplosi, Difusi
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Sintering/Isostatic Process
Sumber:
http://www.gkn.com/sintermetals/capabilities/soft-magnetic-pm/process/Pages/Sintered-Soft-Magnetic-products.aspx
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.6 Pengaruh Lingkungan Terhadap Sifat BahanIndustri
Lingkungan yang dapat berpengaruh terhadapbahan dengan prosesnya terutama yang menyangkut tentang:
1. Beban
2. Temperatur
3. Atmosfer
4. Korosi
5. Radiasi
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
1. Beban
Beban yang bekerja pada suatu bahan dapat
merubah secara drastis sifat bahan, memang hal ini
tergantung pada tipe bahannya dan bagaimana
bentuknya.
2. Temperatur
Perubahan temperatur merupakan faktor yang
paling dominan dalam menentukan sifat bahan
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Grafik yang menggambarkan bagaimana suatu bahan akan
mengalami perubahan kekuatannya akibat perubahan temperatur
yang dialami oleh bahan itu.
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 27
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
3. Atmosfer
Pada peristiwa fisika – kimia kita ketahui, bahwa sebagian
besar bahan logam dan polymer akan bereaksi terhadap
unsur-unsur atau gas-gas lain terutama oksigen, peristiwa
ini sering terjadi pada saat temperatur tinggi.
4. Korosi
Bahan logam sering diserang oleh berbagai macam
larutan pembawa sifat korosi, hal ini juga sering terjadi
pada bahan polymer dan keramik, itu disebabkan oleh
peristiwa kimia biasa ataupun peristiwa elektro – kimia.
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
5. Kimia
Radiasi tinggi, seperti yang terjadi di dalam dapur/reaktornuklir dapat mengubah drastis struktur didalam bahanindustri apapun kerusakannya akan merubah sifatmekanis, fisik dan struktur didalamnya.
2.7. Struktur dan Energi Atom
Ada 4 tingkatan besar di dalam struktur:
1. Struktur Atom
2. Susunan Atom
3. Mikrostruktur
4. Makrostruktur
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Data-data tentang suatu atom dapat terlihat pada daftar diatas, karena
ukuran atom itu sangat kecil sekali dibandingkan dengan molekul bahannya,
Maka diperlukan suatu unsur yang disebut sebagai satuan dalam perhitungan
Dan didefinisikan sebagai 1/12 massa atom karbon (C).
Dalam 1 gram terdapat: 6,02 x 10ⁿ sma dimana n = 24,
inilah bilangan avogadro seperti yang tertulis diatas.
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 29
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.8 Bagan Sistem Periodik Unsur
Sumber: http://www.softpedia.com/progScreenshots/Agrawal-Periodic-Table-Screenshot-243965.html
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Dari bagan diatas dapat diperoleh data-data tentang:
1. Mengetahui arti “Kolom” dan “Lajur”.
2. Nomor atom suatu unsur
3. Massa suatu atom
4. Valensi unsur
5. Golongan logam
6. Unsur metaloid
Metaloid (bahasa Yunani: metallon - logam, eidos - mirip) adalahkelompok unsur kimia yang memiliki sifat antara logam dan non-logam. Metaloid sulit dibedakan dengan logam, perbedaanutamanya adalah bahwa umumnya metaloid adalahsemikonduktor sedangkan logam adalah konduktor. Ada tujuhunsur yang dikelompokkan sebagai metaloid, yaitu boron (B), silikon(Si), germanium (Ge), arsen (As), antimon (Sb), telurium (Te), dan polonium (Po).
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Sifat-sifat metaloid:
• Memiliki sifat baik sebagai logam maupun non-logam
• Lebih rapuh daripada logam, kurang rapuh
dibandingkan dengan nonlogam
• Umumnya bersifat semikonduktor terhadap listrik
• Beberapa metaloid berkilauan seperti logam
Dalam tabel periodik, metaloid membentuk garis
diagonal dari boron ke polonium. Unsur-unsur di kanan
atas garis ini termasuk non-logam sedangkan yang
berada di kiri bawah adalah logam.
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Dari gambaran diatas terlihat, dengan penguasaan kimia makaakan dengan lebih mudah dapat menguasai lebih lanjut terhadapberbagai jenis bahan industri, yaitu:
- Ke luar orbit
- Energi terserap
- Energi terpancar
- Masuk orbit
Dimana perubahan energi terjadi = ΔE, dimana berlaku
ΔE = h . v
C = λ . V
λ = Panjang gelombang
h = 6,63 x 10ⁿ, dimana n = -34 (J/S) – Konstanta Planc
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Energi Level
Hukum Niels Bohr:
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 31
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.9 Ikatan Atom
Pada dasarnya dibagi 2 yaitu:
1. Ikatan Primer
2. Ikatan Sekunder
1. Ikatan Primer
Proses-proses pemindahan seperti melepaskan elektron, menerima elektronbaru dan membagi elektron, maka akan terjadi saling tarik-menarik ion yang terjadi antara ion positip dan ion negatip karena memiliki muatanyang berlainan.
Untuk menganggu ikatan tersebut diatas memerlukan energi kurang lebihsebesar, 500,000 J/Mol .
Yang termasuk kedalam ikatan ini adalah:
1. Ikatan Ion
2. Ikatan Kovalen
3. Ikatan Logam
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
1. Ikatan Ion
Ciri-cirinya adalah:
- Condong untuk bersifat memberi atau menerima elektron
- Gaya tarik-menarik yang ditimbulkan merata ke seluruh sistem
- Membentuk susunan atom yang teratur dalam jaringan stabil
- Ikatan ion sangat stabil
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 35
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2. Ikatan Kovalen
Ciri-ciri ikatan ini adalah:
- Ikatan elektron terbagi dan berada antara 2 atom yang sejenis
- Hanya terjalin antara atom-atom tertentu saja
- Memiliki sifat kekerasan yang tinggi
Ikatan Kovalen memiliki sifat Homopolar dan memiliki2 tipe ikatan, yaitu
1. Ikatan Kovalen Normal
2. Ikatan Kovalen Koordinat
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
1. Ikatan Kovalen Normal
Ikatan yang mempunyai elektron yang berasal dari
kedua belah pihak.
Contoh: HCl, Cl2, H2, CCl4, dll.
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 37
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2. Ikatan Kovalen Koordinasi
Pasangan Elektro yang dipergunakan hanya berasal
dari satu pihak saja, tetapi tetap dimiliki oleh ke dua
elemennya:
Contoh: NH4, NH3HCL3, H3O, dll.
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 37
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
3. Ikatan Logam
Ikatan ini memiliki ikatan yang lebih rumit, ciri-cirinya adalah:
- Tidak semudah seperti ikatan ion ataupun ikatan kovalen
- Elektron-elektron pembentuknya terdislokalisir
- Kabut elektron bergerak dengan bebas
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 38
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2. Ikatan Sekunder
Dikelompokkan sebagai Ikatan Van Der Waals, sering
terjadi pada gas-gas mulia seperti: He, Ne, Ar, Kr, Xe
dll.
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 39
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2. 10 Susunan Atom
Yang dibahas dalam susunan Atom ada 5:
1. Bangun Kristal
2. Jarak Antar Atom
3. Jari-Jari Atom
4. Bilangan Koordinasi
5. Arah Pertumbuhan Kristal
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
1. Bangun Kristal
Berorientasi pada keberadaan Sel Satuan dalam susunan kisi-kisi suatu sistem
kristal bahan
- Ditentukan oleh sumbu-sumbu X, Y, Z dan parameternya
- Sesuai dengan gambar di bawah:
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 40
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
7 Karakter Bangun Kristal Bahan
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 41
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Dalam segi bangun
(7 macam karakter kristal)
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 42
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2 Jarak Antar Atom
Jarak Antar Atom adalah jarak intertom, yaitu jarak
yang ada pada saat gaya tarik-menarik yang terjadi
didalam keseimbangan.
3. Jari-Jari Atom
Yaitu keseimbangan antara gaya tarik-menarik dan
tolak-menolak yang terjadi kalau keduanya sama
besar.
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 45
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
Contoh Kubik-kubiknya
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 46
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
4. Bilangan Koordinasi
Pada kenyataannya bahan itu merupakan suatu
kelompok atom-atom yang terkoordinir, jadi bukan
hanya merupakan hubungan dua atom, tetapi lebih
merupakan sebagai Polystrom (Hubungan antara
banyak atom).
Contoh CH4, CH3CL.
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.11 Bidang Kristal Logam Pada Susunan Tiga Dimensi
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 51
KLASIFIKASI BAHAN INDUSTRI
2.12 Arah Pertumbuhan Kristal Bahan
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 2 : Hal 52
top related