Bahan Bab I. Pendahuluan 2014

Ellyta Sari ST MT

Kontrak Perkuliahan. 1. Silabus/ materi 1. Pendahuluan. - Bahan, Teknologi dan manusia - Klasifikasi Bahan Teknik - Pemilihan Bahan 2. PerilakuMekanik Logam 3. Logam dan Paduannya 4. Struktur Kristal Padat 5. Diagram Fasa 6. Polimer 7. Komposit

Mahasiswa mampu menjelaskan jenis-jenis bahan untuk bahan konstruksi , perilaku mekanik logam jika diberi beban,Kemampuan membaca diagram fasa untuk bahan satu, dua dan tiga komponenSASARANc

2. Jadwal perkuliahan . - Hari / jam : Selasa (B), Kamis (A, B) - Lokal : 202 3. Pertemuan. I VIII UTS IX XV UAS 4. Penilaian. Ujian Tengah Semester Ujian akhir Semester Tugas dan Kehadiaran

5. Tata Tertib.

Ujian semester diizinkan terlaksana, apabila kehadiran dosen 95% x 15 pertemuan. Kehadiran mahasiswa yang diperbolehkan ikut ujian Semester adalah 75% dari kehadiran dosen.

6.. Daftar PustakaWilliam D.Callister, Jr,.(Copyright 1997), Materials Science and Engineering An Introduction, 4th ed., John Wiley & Sons Inc.,USA.Ashby, M.F. and D.R.H. Jones, (1986), Engineering materials , An Introduction to Microstructures, Processing and Design, Pergamon Press, Oxford. Lawrence H. V. Vlack, D. Sriati (Alih bahasa), ( 1985 ), Ilmu dan Teknologi Bahan (Ilmu Logam dan Bukan Logam ), ed. 5, Erlangga, Jakarta, Barrett, C.S., and T.B. Massalski, (1980), Structure of Metals, 3 rd. ed., Pergamon Press, Oxford.J.M. Smith, H. C. Van Ness, M.M. Abbot, (1985), Introductionto Chemical Engineering Thermodynamics, ed.5, Mc. Graw- Hill Companies Denny A Jones, (1991), Corrosion, Principles and Prevention, Maxwell Macmillan Canada Inc., Toronto. R.J. Young, ( 1987 ), Introduction to Polymers, University Press, Cambridge

Karena setiap kegiatan hidup manusia selalu dipengaruhi (dalam berbagai tingkatan) oleh material Contoh : duduk kursi bahan yang kuat dan nyaman menulis alat tulis bahan kertas yang kuat, tidak menyerap tinta, & murah

Suatu era kehidupan dinamai menurut kemampuan masyarakat zaman itu dalam menggunakan dan memanipulasi bahan Contoh : zaman batu, zaman besi, zaman perunggu

Karena setiap kegiatan hidup manusia selalu dipengaruhi (dalam berbagai tingkatan) oleh material Contoh : duduk kursi bahan yang kuat dan nyaman menulis alat tulis bahan kertas yang kuat, tidak menyerap tinta, & murah

Suatu era kehidupan dinamai menurut kemampuan masyarakat zaman itu dalam menggunakan dan memanipulasi bahan Contoh : zaman batu, zaman besi, zaman perunggu

Orang mengenal & menggunakan bahan-bahan yang tersedia di alam, hanya membentuk sesuai fungsi macam-macam batuOrang mengetahui sifat bahan dapat diubah dengan pemanasan atau pencampuran dengan bahan lain logamIlmuwan mengenali hubungan struktur sifat bahan plastik, paduan logam, gelas, seratPenemuan bahan yang tepat guna mengembangkan teknologi yang memberi kenyamanan hidup- Baja : kuat & murah transportasi darat & laut- Aluminium : kuat & ringan transportasi udara- Semikonduktor elektronika, telekomunikasi

Material science : hubungan antara struktur dan perilaku bahanMaterials engineering : merancang & merekayasa struktur bahan agar memenuhi perilaku yang diinginkanStruktur bahan : berhubungan dengan susunan komponen internal bahanStruktur : subatomic atomic mikroskopik makroskopikPerilaku ( property ) : jenis dan ukuran response dari material terhadap stimulus spesifik yang dikenakan, tidak tergantung bentuk dan ukuran materialPengetahuan bahan

6 kelompok perilaku material : mekanik : beban / gaya kekuatan, modulus elastik listrik : medan listrik konduktivitas listrik, konstanta dielektrik termal : panas kapasitas panas, konduktivitas panas magnetik : medan magnet sifat magnet optik : radiasi elektromagnet / sinar index bias, pantulan deterioraktif : reaktivitas kimiawiPengetahuan bahan

Engineer-mesin/sipil/kimia/listrik harus mampu melakukan material selectionIn-service condition properties requiredtidak ada 1 jenis material yang memenuhi seluruh perilaku kompromiPerusakan perilaku bahan selama penggunaanEkonomi

Material adalah sesuatu yang disusun/dibuat oleh bahan.Material digunakan untuk transportasi hingga makanan.Ilmu material/bahan merupakan pengetahuan dasar tentang struktur, sifat-sifat dan pengolahan bahan.

LogamKuat, ulet, mudah dibentuk dan bersifat penghantar panas dan listrik yang baik KeramikKeras, getas dan penghantar panas dan listrik yang buruk Polimerkerapatan rendah, penghantar panas dan listrik buruk dan mudah dibentukKompositmerupakan ganbungan dari dua bahan atau lebih yang masing-masing sifat tetap

Logam mempunyai sifat-sifat yang khas, yaitu merupakan konduktor, dapat ditempa (malleable), dan dapat ditarik (ductile). Bagaimanakah bentuk ikatan dalam logam sehingga memiliki sifat-sifat seperti iut? Unsur logam mempunyai sedikit elektron valensi, sehingga kulit terluar unsur logam relatif longgar (terdapat banyak tempat kosong). Keadaan seperti ini memungkinkan elektron valensi logam dapat berpindah dari satu atom ke atom lain. Mobilitas elektron dalam logam sedemikian bebas, sehingga elektron valensi logam mengalami delokalisasi, yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap posisinya pada satu atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari satu atom ke atom lainIkatan Logam

Adanya ikatan logam menyebabkan logam bersifat: 1) Pada suhu kamar berwujud padat, kecuali Hg 2) Keras tapi lentur/dapat ditempa 3) Mempunyai titik didih dan titik leleh yang tinggi 4) Penghantar listrik dan panas yang baik 5) Mengkilap.Elektron-elektron valensi tersebut berbaur sehingga menyerupai awan atau lautan yang membungkus ion-ion positif logam di dalamnya. Sehingga struktur logam dapat dibayangkan sebagai ion positif yang dibungkus oleh awan atau lautan elektron valensi.

Sifat logam tersebut muncul karena atom-atom logam bergabung satu sama lain membentuk ikatan logam. Teori paling sederhana tentang ikatan logam adalah teori elektron sea.

Logam tersusun dari atom-atom logam yang berkumpul sangat rapat satu sama lain. Atom unsur logam memiliki keelektronegatifan yang rendah dan energi ionisasi yang kecil. Hal ini menyebabkan elektronvalensi dari tiap atom mudah lepas dan bergerak bebas di antara kumpulan atom-atom logam tersebut. Atom-atom logam yang kehilangan elektron terluarnya berubah menjadi ion positif.

Karena ion-ion positif berada ditengah lautan elektron-elektron yang bergerak bebas, maka terjadi interaksi tarik menarik antara ion positif dengan elektron-elektron yang bergerak bebas di antara kumpulan ion-ion logam. Interaksi tarik menarik antara ion logam dengan lautan elektron inilah yang disebut dengan ikatan logam. Ikatan logam lumayan kuat, sehingga membutuhkan energi yang besar untuk memutus ikatan. Pada umumnya logam memiliki titik leleh yang tinggi.

Jika pada salah satu sisi logam diberi tekanan maka akan terjadi pergeseran kedudukan lapisan-lapisan atom. Akan tetapi pergeseran tersebut tidak mengakibatkan terbelahnya tumpukan atom pada logam. Hal ini disebabkan karena tiap tumpukan lapisan atom diikat satu sama lain oleh lautan elektron. Sehingga kemanapun tumpukan lapisan atom digeser, mereka tetap diikat oleh lautan elektron. Sifat inilah yang menyebabkan logam dapat dibentuk dan ditempa.

Elektron-elektron valensi tersebut berbaur sehingga menyerupai awan atau lautan yang membungkus ion-ion positif logam di dalamnya. Sehingga struktur logam dapat dibayangkan sebagai ion positif yang dibungkus oleh awan atau lautan elektron valensi.

Ikatan LogamAdalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik-menarik yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak.Atom-atom logam dapat diibaratkan seperti bola pingpong yang terjejal rapat 1 sama lain.Atom logam mempunyai sedikit elektron valensi, sehingga sangat mudah untuk dilepaskan dan membentuk ion positif.Maka dari itu kulit terluar atom logam relatif longgar (terdapat banyak tempat kosong) sehingga elektron dapat berpindah dari 1 atom ke atom lain.Mobilitas elektron dalam logam sedemikian bebas, sehingga elektron valensi logam mengalami delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari 1 atom ke atom lain.

Elektron-elektron valensi tersebut berbaur membentuk awan elektron yang menyelimuti ion-ion positif logam. Struktur logam seperti gambar di atas, dapat menjelaskan sifat-sifat khas logam yaitu :a).berupa zat padat pada suhu kamar, akibat adanya gaya tarik-menarik yang cukup kuat antara elektron valensi (dalam awan elektron) dengan ion positif logam.b).dapat ditempa (tidak rapuh), dapat dibengkokkan dan dapat direntangkan menjadi kawat. Hal ini akibat kuatnya ikatan logam sehingga atom-atom logam hanya bergeser sedangkan ikatannya tidak terputus.c).penghantar / konduktor listrik yang baik, akibat adanya elektron valensi yang dapat bergerak bebas dan berpindah-pindah. Hal ini terjadi karena sebenarnya aliran listrik merupakan aliran elektron.

Gambar Ikatan Logam

Mengapa kita harus belajar tentang Pengetahuan BahanCoba saudara ceritakan perkembangan pngetahuan bahan sejak dahulu kala sampai sekarangApa yang dimaksud dengan material dan sebut kan beberapa jenis-jenis material yang berhubungan dengan jurusan yang saudara ambilBerilah contoh masing2 aplikasi bahan-bahan yg sdr sebut di no 3 sebanyak banyaknya.Kerjakan 4 soal tersebut diatas dengan uraian kata-kata saudara sendiri.Terimakasih

*