MODUL KULIAH BAHAN TEKNIK NON METAL.doc

7/26/2019 MODUL KULIAH BAHAN TEKNIK NON METAL.doc

http://slidepdf.com/reader/full/modul-kuliah-bahan-teknik-non-metaldoc 1/61

BAHAN-BAHAN TEKNIK NONMETAL

(Modul Bahan Kuliah Bahan Teknik NonMetal Jurusan Teknik Mesin UMS)

oleh :

Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT

1



UNIVERSITAS MUHAMMADIYAHSURAKARTA

Pendahuluan

Pada saat ini perkembangan bahan teknik berkembangpesat,sangat bervariasi dalam berbagai bentuk produk yang dapatditerapkan pada bidang keteknikan, misalnya dibidang teknik sipil,teknik mesin ataupun teknik elektro. Bahan-bahan tersebut bisadigunakan dari konstruksi bangunan, komponen mesin, alat-alatkelistrikan sampai alat-alat rumah tangga. Penggunaan bahanmisalnya lantai (dari keramik), dinding sekat (dari komposit lamina,

polipleks dll), pemipaan (dari logam, atau dari polimer), komponenmesin (dari logam ferro dan non ferro), alat-alat listrik (kabel: daritembaga dan dari berbagai polimer), sekring (dari keramik),semikonduktor (dari keramik khusus), pembungkus makanan /packing (dari polimer/plastik), alat-alat rumah tangga (dari polimer eflon) dan sebagainya.

!ecara umum bahan keteknikan yang dipakai dapatdiklasifikikan sebagai berikut:

Bahan eknik

"ogam #on "ogam!ifat fisis: keras,B$ besar,mengkilap !ifat fisis: lunak,B$ rendah konduktor panas,konduktor tidak mengkilap listrik isolator panas,isolator listrik

erro !dasar besi) Non erro !dasar selain besi)

2

1. Besimurni/ferit

2. Baja: BajaKarbon,Bajapaduan,baja

khusus3. BesiTUang/besicor

1. ogam Berat: !i, "u,"r, #n,$n, %b

2. ogam &ingan:'(,)g,Ti,"a

3. ogam )u(ia : 'g,

'u, %t*. ogam Tahan %anasTinggi: +, )o, Ti, $r

. ogam &adioaktif:Ur, &a

1. "arbon/-atarang

2. Batu 'pi3. Kaca/e(as*. 'sbes. Keramik. Karet0. %e(umas

Biasanadike(ompokkan

menjadi:Bahan Keramik,Bahan %o(imer danBahan Komposit



Penggunaan logam, keramik dan polimer dapat dilihat gambar berikut:

%ambar &. 'emasan

minuman dari aluminium,botol gelas, dan botolplastic.(!umber: aterial science ,alister)

%ambar *. Berbagai logam ba+a , yang dipergunakan untuk alat-alat rumah

tangga, sekrup- baut dan roda gigi sampai ke uang logam

ambar 3.Berbagaibarangteknik,cangkir darikeramik,batu batadari

keramik,lantai/ubin dari keramik dan gelas dari kaca .(!umber: aterial science , alister)

%ambar . Bahan- bahan polimer

untuk kebutuhan helem, +erigen, sendokmakan plastic, bola bilyar, roda sepedaanak-anak dan alat permainan lainnya

(!umber: aterial science , alister)B"#"N N$N M%T"&

3



Bahan ' bahan non metal se(ara umum mempunai si*at+sik:

tidak men-kilap keras dan titik lebur tin--i ! sampai /0o1) , untuk-olon-an keramik

lunak, plastis, titik lebur rendah! sampai 200o1), untuk-olon-an polimer

lunak, elstis , untuk -olon-an polimer karet. Berat 3enis rendah !0,4 ,2 k-*5dm2) untuk polimer,

6,78 k-*5dm2 untuk keramik Kondukti+tas termal rendah Kondukti+tas listrik rendah

Si*at Mekanis: keras, -etas , untuk bahan keramik. lunak, ulet, untuk seba-ian bahan polimer

Bahan 'bahan non metal an- serin- diper-unakan adalah :a) Keramikb) Polimer() Komposit

B"#"N K%9"MIK

ST9UKTU9 "N SI"T K%9"MIK

Keramik adalah bahan inor-ani( !bukan berasal dari ;at

an- hidup) dan bahan nonmetalli( . Ikatan atom keramik

lebih pada ikatan ion tetapi mempunai karakter seperti

ikatan ko<alen. Terminolo-i keramik berasal dari kata =unani

"MIK$S, an- berarti bahan dari baran- an- dibakar.

Sampai beberapa >aktu silam, keramik serin- di

terminolo-ikan seba-ai keramik tradisional !banak dibuat di

ne-ri 1hina). Seba-ai (ontoh adalah: porselin, batu bata ,

-entin-, ubin, dan -elas !ka(a). Pada saat ini keramik dikenal

4



lebih luas, den-an pen--unaan pada : industri pen-e(oran,

semen, sampai pesa>at ruan- an-kasa.

Ikatan atom pada keramik seperti tersebut dia ataspartiall atau totall ioni( bondin- dan beberapa struktur

keramik saat ini disispi den-an ion berupa kation dan anion.

Seba-ai (ontoh struktur pada ikatan 1alsiumluoride terdiri

dari kation 1a 6? dan anion sehin--a ikatanna men3adi

1a6 . Selain pen-aruh ikatan ion, keramik 3u-a dipen-aruhi

oleh 3ari3ari atom pen-ikatna !r1 3ari3ari kation dan r" 3ari3ari

anion). Perbandin-an 3ari3ari kation dan 3ari 3ari kation

disebut den-an bilan-an koordinasi.! r15r" ).

Tabel bilan-an kordinasi dan 3ari3ari anionkation.

Bilan-an Koordinasi 9asio 3ari3ari Kation

"nion

@eometri atom

6

2

2

7

A

0,88

0,88 ' 0,668

0,668 ' 0,CC

0,CC ' 0,/26

0,/26 ' ,0

Tabel 3ari3ari kation dan anion

Kation Jari3ari kation !nm) "nion Jari3ari anion

!nm)"l6?

Ba6?

1a6?

1s?

0,082

0,27

0,00

0,/0

Br

1l

I

0,47

0,A

0,22

0,660

5



e6?

e2?

K

?

M-6?

Mn6?

Na?

Ni6?

SiC?

TiC?

0,0//

0,074

0,2A0,0/6

0,07/

0,06

0,074

0,0C0

0,07

16

S6

0,C0

0,AC

@$&$N@"N K%9"MIK:

Keramik di-olon-kan men3adi 2 -olon-an , aitu:

- -olon-an "D

- -olon-an "mDp

- -olon-an "mBnDp

a. @$&$N@"N "D:

@olon-an "D adalah -olon-an dimana <alensi antara

kation dan anion adalah sama. =an- termasuk -olon-an ini

misalna:

) kelompok Na1l, M-$, MnS, &i dan e$. Bilan-an

koordinasi -olon-an ini adalah 7, den-an rasio radius

kationanion sebesar 0,CC dan 0,/26, kebanakan

struktur atona adalah a(e 1enterd 1ubi( !11).

6) Kelompok 1esium 1hloride !1s1l), den-an bilan-nan

koordinasi A, hampir menerupai B11.

2) Kelompok Ein(, den-an bilan-an koordinasi C, den-an

struktur tetrahedral . Kelompok ini didamakan ;in(

6



blende atau sphalerite atau EnS. =an- termasuk ini

adalah EnS, EnTe, Be$ dan Si1.

C) Kelompok intan atau diamond 1ubi( Str(ture. Struktur initerdiri darai <ariasi antara Ein( Blende den-an atom

karbon. "tom karbon men-ikat En dan S den-an ikatan

ko<alen termasuk kelompok -ra+t dan intan.

b. @$&$N@"N "mDp

@olon-an ini mempunai <alensi kation dan anion an-

tidak sama. 9asio 3ari3ari kation dan anion adalah sekitar 0,A

den-an bilan-an koordinasi A . =an- termasuk disini seba-ai

(ontoh adalah 1a6 , dari kation 1a6? dan anion , termasuk

di kelompok ini adalah U$6, Pu$6,Th$6 .

(.@$&$N@"N "mBnDp

@olon-an ini termasuk didalamna adalah Barium

Titanite ! BaTi$2 ) den-a Ba 6?dan TiC? dan $6. Strukturna

adalah kubus pusat muka. Material ini 3u-a dikenal seba-ai

pero<skite (rstal stru(ture , diper-unakan pada bahan

elektromekanikal. Pada temperatur di atas 60 o1 strukturna

adalah kubus sederhana.

Mekanikal Karakteristik

Bahan dari keramik berke(enderun-an -etas. Untuk

itu keramik akan mudah pe(ah atau retak. Untuk beberapa

keramik san-at tahan terhadap temperatur an- tin--i,

den-an kelenturan an- terbatas.

Mekanikal Karakteristikbahan dari keramik

berke(enderun-an -etas. Untuk itu keramaik akan mudah

7



pe(ah atau retak. Untuk beberapa keramik san-at tahan

terhadap temperatur an- tin--i, den-an kelenturan an-

terbatas.Pen-u3ian an- serin- dilakukan pada keramik adalah:

- pen-u3ian retak

- pen-u3ian lentur dan

- pen-u3ian (reep

- pen-u3ian tarik

Tabel -olon-an dan (ontoh keramik

Nama @olo

n-an

Struktur

atom

Bilan-an koordinasi

Kation "nion

(ontoh

Sodium

1hloride

!9o(k Salt)

1esium

1hloride

Ein( Blende

!Sphalerite)

lorite

Pero<skite

Spinel

"D

"D

"D

"D6

"BD2

"B6DC

11

KubusSederhan

a

11

Kubus

Sederhan

a11

11

7

A

C

A

6!")7!B)

C!")7!B)

7

A

C

C

7

C

Na1l,

M-$,e$

1s1l

EnS, Si1,

Be$

1a6, U$6,

Th$6

BaT$2,

SrEr$2,SrSn$2

M-"l6$C,

e"l6$C

Pen-u3ian retak men-hasilkan retak tumbuh tak

terkendali

8



d"5dN retak mulai tumbuh n(siklus)

Pen-u3ian bendin-

P

defeksi

Penu!i"n #$ee%

9

Three Point Bending

Four Point bending



B"#"N K%9"MIK M%NU9UT P%N@@UN""NN=":

Keramik adalah bahan inor-ani( !bukan berasal dari ;at

an- hidup) dan bahan nonmetalli( . Ikatan atom keramik

lebih pada ikatan ion tetapi mempunai karakter sepertiikatan ko<alen. Terminolo-i keramik berasal dari kata =unani

"MIK$S, an- berarti bahan dari baran- an- dibakar.

Sampai beberapa >aktu silam, keramik serin- di

terminolo-ikan seba-ai keramik tradisional !banak dibuat di

ne-ri 1hina). Seba-ai (ontoh adalah: porselin, batu bata ,

-entin-, ubin, dan -elas !ka(a). Pada saat ini keramik dikenallebih luas, den-an pen--unaan pada : industri pen-e(oran,

semen, sampai pesa>at ruan- an-kasa.

Pen--olon-an keramik menurut pen--unaanna

diba-i men3adi:

.Keramik Tanah &iat

6.Keramik Silika5 @elas5ka(a

2. Keramik Tahan Temperatur Tin--i

10

Beban tarik

Pemana

Beban tarik



C. Keramik Tahan "us5"brasi<

8, Semen

7. Keramik Modern

a) Keramik Tanah &iat:

Keramik tanah liat sudah diper-unakan oleh nenek

moan- kita dahulu. Perkemban-an keramik tanah liat

>udah lama dikemban-n-kan di ne-ri 1ina dan =unani,

seba-ai baran- pe(ah belah dan bahan tun-ku

pembakaran.

Keramik dari tanah liat dibuat den-an (ara men(etak,

men-erin-kan dan membakarna sampai ter3adi

perubahan kekerasan dan perubahan >arna.

Keramik ini diper-unakan seba-ai: porselin, alat minum,

lantai, -entin-, tun-ku dan sebaba-aina.

asar bahan keramik ini adalah tanah liat atau

lempun- , den-an dasar alumina "l6$2 dan di(ampur

silika Si$6, Barium, (alsium, Sodium, Potasium, dan Besi

Keramik Kristal berasal dari kaolin aitu "l6.Si$6.$#C

Pen-unaan: -erabah, -entin- , lantai, batu bata, <as

bun-a,

11



@ambar A. Salah satu (ara pembuatan keramik dari tanah

liat

b) Keramik @elas atau Keramik Ka(a atau keramik silika:

Keramik -elas atau keramik ka(a berbahan dasar

pasir kuarsa, atau Si$6 an- di(ampur den-an kapur 1a1$2

untuk membuat lebih benin- dan transparan. Keramik Silikat

disususn dari komponen Silika$ksida Si$ an- banak

terdapat di alam ! pasir ). Struktur atomna adalah tetra

hedron den-an rantai Si$C . Silika sederhana an- terdapat

di alam adalah Si$6 den-an struktur tetrahedral pula den-an

kation 6 dan anion . Silika mempunai berat 3enis 6,78

-5(m2 , sedan- titik leburna adalah sekitar /0 o 1. ! 20 o

) . @olon-an sili(a ka(a atau -elas ini , 3u-a bisa ber>u3ud

seba-ai non(rstaline solid -lass, dissebut *used sili(a atau

12



<itreous sili(a, den-an tatanan atom an- teratur. Silika

dalam bentuk (rstalline, mempunai tatanan atom an-

tidak teratur. Jenis an- diper-unakan seba-ai ka(a rumah, 3endela adalah ka(a sili(a den-an menambahkan oksida 1a$

atau Na6$

Untuk perbandin-an kekuatan tarik dari pen-u3ian tarik pada

bahan keramik tanah liat dan keramik ka(a dapat dilihat

seba-ai berikut:

ambar , %erbandingan kekuatan keramik kaca dan keramik tanah (iat

Tabe( 0. Komposisi keramik ge(as dan sifatna ditabe(kan sebagai berikut:

13



"ara pembuatan kaca, bisa di(ihat sebagi berikut:

ambar 1. %embuatan barang dari keramik kaca

ambar 11. "ara pebuatan (embaran kaca.

%enggunaan: Kaca mobi(, serat ge(as4fiber g(ass5, (ensa , boto(

14



Ka(a dibedakan men3adi ka(a kristal dan ka(a non

kristal. Ka(a kristal mempunai <olume spesi+k ! <olume 5

massa ) lebih ke(il !lebih rendah). Pembuatan ka(a kristaladalah den-an (ara mendin-inkan ka(a non kristal pada

temperatur lelehnam pada saat pendin-inan ter3adi.

Pen--olon-an keramik berdasarkan pen--unaanna

adalah:

Bahan Keramik

Ka(a Tanah liat Tahan api Tahan "us Semen

Keramik

Mode

rn

@lass ire(la Sili(a Basi( Spe(ial

Keramik -lass

stru(tural >hite>ares (la produ(ts

Pembuatan Keramik diskemakan seba-ai berikut:

15



Ka(a !47F Si$C dan Na6$ ? 1a$) mempunai titik leleh

antara /00o1 880o1

ia-ram pembuatan ka(a kristal dapat diskemakan seba-ai

berikut:

16



T>: temperatur leleh T- : Temperatur

Transisi

ia-ram temperatur kristalisasi ka(a

Pembentukan Ka(a:

Silika serin- diambil dari pasir putih !Guart; sand) den-anmenambah Na6$ dan 1a$ an- serin- diambil dari soda abu

!Na61a$2) dan batubara !1a1$2)

ia-ram #eat Treatmen ka(a dapat diskemakan seba-ai

berikut:

17



ia-ram temperatur heat treatment ka(a

"nnealin- pada ka(a

"nnealin- pada ka(a diperlukan untuk men-hilan-kan

te-an-an sisa an- ada. Te-an-an sisa ter3adi pada proses

pembuatan ka(a den-an pendin-inan an- tidak sera-am.

1ara annealin- adalah den-an (ara memanaskan ka(a pada

temperatur annealin- !lihat tabel annealin-5-ambar 2.C)

kemudian didin-inkan se(ara perlahanlahan.

Temperin- ka(a

Penemperan ka(a ber-una untuk men-uran-i kekerasan

ka(a. Treatmen ini dilakukan den-an (ara memanaskan pada

temperatur transisi T- diatas temperatur strain, kemudian

didin-inkan se(ara (epat. en-an (ara ini ba-ian ka(a luar

18



akan lebih keras dibandin- ba-ian dalamna. Treatmen ini

dilakukan pada ka(a untuk pintu an- lebar, lensa, ka(a

mobil. Ka(a adalah bahan an- -etas. Keretakan ka(adiakibatkan karena te-an-an normal.

() Keramik Tahan Panas

Keramik tahan panas 3u-a disebut batu tahan api atau

freclay . Keramik tahan api diper-unakan utuk tun-ku,

kon<ensional, o<en listrik, dindin- ketel uap, dindin- kupola,

tun-ku putar !kiln) dan lainna.

Komposisi Batu tahan api ditabelkan pada Tabel A berikut:

Keramik tahan api khusus seperti: alumina,

sili(a,ma-nesia,berrilia !Be$), Eir(onia !Er$6) dan Mullite

!2"l6$26Si$6) Jenis lain 3u-a bisa ditambahkan -ra+t 1, a-ar lebih

tahan panas tin--i.

Bahan keramik tahan panas Si1 diper-unakan seba-ai

elemen pemanas setrika, tun-ku (ru(ible pen-e(oran

ba3a, o<en listrik, dan dapur induksi.

ire(la diper-unakan pada dindin- kupola. Sili(a re*ra(tories

di-unakan pada pembuatan ka(a, ba3a, dan tun-ku ketel uap.

19



Jenis lain termasuk (ompound, den-an (ara menambahkan

unsure karbon dan -raphite 1. Bahan Si1 diper-unakan untuk

pemanas listrik ! elemen setrika), tun-ku pen-e(oran ba3a!(ru(ible),dan dapur induksi.

d) Keramik Tahan "us Keramik tahan aus diper-unakan seba-ai amplas, batu

-erinda, pahat pemoton-. Pembuatanna den-an (ara

teknolo-i serbuk, dipress dan disinterring !dipanaskan 652

dari temperature leleh pen-ikatna), sehin--a bahan

abrasi<e keramik terikat pada material pen-ikat !binder

materials)

Keramik alat poton-, termasuk didalamna adalah:

intan !polimor+ dari karbon 1), Silikon karbid !Si1), Tun-sten

atau >ol*ram 1arbides !H1), 1orundum !"luminium $ksida),

dan pasrir sili(a !sand blastin-). Beberapa produk alat poton-

mesin perkakas dibuat dari (erami(s metals !(ermet).

1ara pen-epresan keramik serbuk dapat dilihat -ambar

berikut

ambar 12. %engepresan Keramik #erbuk

e 5 #emen Se&en "d"l"' "'"n ke$"&ik "n diu"*

den"n &en+"&%u$ , *"n"' li"* li&e &ine$"l #"O

20



di%"n"si %"d" kiln e$%u*"$ den"n su'u s"&%"i

./001# "n diseu* clinker 2 #linke$ di*"&"' den"n

%su& #"SO/ 3 4H4O2 Se&en P1$*l"nd diu"*d"$i *$i+"lsiu& silik"* (5#"O-SiO4) d"n di#"lsiu&

Sili+"*e (4#"O-SiO4)2 Ik"*"n k1'esi6 se&en s"n"* ku"*

se*el"' di*"&"'k"n den"n "i$2

4#"O 3 SiO4 7 8 H4O -------9 4 #"O-SiO4-8 H4O

f5 Keramik Moderen

Keramik modern dipakai pada dindin- pesa>at ulan-alik dan ruan- pemindai !scanner ) sinar ront-en

ia-ram (ara pembuatan keramik dapat dilihat

seba-ai berikut:

ambar 13. 6iagram cara pembuatan bahan keramik.

Perbandina-n Beberapa keramik dapat dilihat pada table di

baah:

21



Material KekerasanKnoopiamon !(arbon) /000Boron 1arbides !BC1) 6A00

Sili(on 1arbides !Si1) 6800 Tun-sten 1arbides !H1) 600"luminium $des ! "l6$2) 600uart; !Si$6) A00@lass 880

B'7'! %89)&

Polimer berasal dari poli dan mer. Poli artinabanak dan mer adalah ba-ian 5 -u-us hidrokarbondan turunanna. Pen--unaan polimer san-at luas

karena si*atna an- rin-an, mudah dibuat, estetis,menarik. Berat 3enis polimer berkisar dari 0,4 -r5(m2 '6 -r5(m2 den-an temperatur leleh berkisar dari 0o1' 200o1Perbandin-an kekuatan Keramik, Plastik dan karetelastomer dapat dilihat seba-ai berikut:

@ambar C. Perbandin-an kekuatan tarik keramik,polimer dankaret

@ambaran ran-kaian kimia polimer dapat dilihat seba-aiberikut:

22



ambar 1.&angkaian po(imer Berbagai jenis monomer / gugus mer dapat di(ihat dari tab(e berikut:

Tabe( .

23



9antai polimer dibedakan rantai tun--al dan rantai -anda:

rantai tun--al rantai -anda!stereoisomerism) !-eometri(al isomerism) l l l l l 1 ' 1 ' 1 1 11 l l l l l

Polimer an- terdiri dari 6 atau lebih polimer diebut den-an(opolmer.Polimer bisa dibentuk men3adi bahan kristal polimer, den-an(ara pendin-inan (epat, pada saat bahan polimer mulaimendin-in ! memadat dari keadaan leleh5plastis).Kebanakan polimer bersi*at plastis, artina san-at mudahberubah bentuk se(ara permanen.Semakin panas, maka semakin plastis, demikian sebalikna

24

Tegangan

4o!

20o!

30o!

40o!

50o!

60o!

regangan



Polimer diba-i men3adi :

Plastik : %lastomer5Karet Berba-aiBentuk

ProdukPlastik Thermoplastik Karet Buatan SeratPlastik Thermosettin- Karet "lam &em 1at5empul Busa

ilm

Tabel temperatur leleh dan temperatur transisi ! temperaturuntuk membuat 5 proses kristal polimer ) disa3ikan tabelberikut:

Material @las Transition Temperatur

!o1)

Meltin- Temperatur !o1)

&P% ! &o> ensit Polethlene) 0 8#P% ! #i-h ensitPolethlene)

40 2/

Pol<inl 1hloride !PL1) A/ 66Politetrauoroethlene !PT%) 40 26/Polipropilene !PP) C /7Polstrene !PS) 00 624Nlon 7.7 8/ 678Polester !P%T) /2 678

25



Poli(arbonate !P1) 80 678

P&"STIK

9espon bahan polimer terhadap temperatur dibedakanmen3adi: Thermoplasti( adalah bahan polimer an- apabila dipanasidan mendin-in, mempunai si*at an- sama !re<ersibel)5tidakberubah. Plastik ini bisa dire(lin-5diolah kembali.

Thermosettin- adalah bahan polimer an- apabila dipanasidan mendin-in, mempunai si*at an- tidak sama, karenalebih keras, -etas dan berubah >arna !irre<ersibel). Plastikini tidak bisa dire(lin- kembali.

Bahan polimer thermosettin- biasana lebih keras, kuat, danlebih -etas, serta kestabilan bentuk an- lebih baik. Thermosettin- termasuk diantarana: karet <ulkaisir, epo,phenol, dan resin poliester.Proses polimerisasi dibedakan men3adi :

a) "ddition polmeri;ation5 (hain rea(tion:9eaksi ini bertu3uan men--anden-kan rantai polimerden-an bantuan bahan katalis atau initiator

b) 1ondensation polimeri;ation5 step rea(tion, polimerisasise(ara lambat bertahap, (ontoh pada pembuatan -l(ol1#2

Beberapa Jenis an Pen--unaan Plastik disa3ikan pada table0 , sbb :

Tabel 0. Beberapa Jenis an Pen--unaan PlastikNama Si*at Pen--unaanPoliethlen densit

rendah &P%

!&o> ensit

Poli%thlen)

Ulet, temperatur

operasi 80 o1 40o1,

>arna dasarna putih

santan,kedap air

Isolasi kabel listrik,

isolasi kabel

telekomunikasi

Poliethlen densit

tin--i #P% ! #i-h

ensit Poli%thlen)

>arna dasarna putih

santan ,kedap air, lebih

keras ulet

tabun-, botol ,

(ontainer

Polipropilen PP Massa 3enis rendah

,kekerasan lebih tin--i

9umah pompa, balin-

balin- kipas,steker

listrik

26



Poli<inil1hlorida PL1

atau L

9elatip ulet,lentur

,kekerasan sedan-

Pipa, kusen 3endela,talan-, pintukamar mandi

Polistrol PS Keras, stabil, relatiprapuh ,men-kilap,tak

tahan bensin

Bahan stereo*oam

Poli(arbonat P1 Keras dan Ulet, tahan

sampai 28o1,

transparan , beberapa

di>arnai untuk estetika

9umah mesin 3ahit,

kalkulator,

handphone

,steker,rumah radio

,tele<isi, tutup lampu

belakan- mobilPolethlen P%T Transparan, lembek,

tidak tahan suhu tin--i

Untuk plastik

bun-kus, botol plastik

minuman Thermosettin-5uro

plas

Keras Melamin ormaldehid

, Melamin Phenol:housin- ,helm

,perekat,Melamin:

pirin- ,-elas,

Phenol:perekat

kampas rem,

Poliester:helm,

spoiler,

%po:rotor,raket

tenis, tan-kai lon(at

-alah

1;3. +adah ang terbuatdari bahan ini tidak

bo(eh dipakai kemba(i4seka(i pakai5

27



*;0.Bo(eh dipakai kemba(i

ambang;(ambang %o(imer %(astik ang banak digunakan di pasaran

Jenis Plasti( Tehermoplatik dan Thermosettin- dapat disa3ikan

berikut:

Pen-u3ian bahan polimer dilakukan den-an:

pen-u3ian (reep

pen-u3ian impak

pen-u3ian *atiGue5*atik

pen-u3ian -eser

pen-u3ian kekerasan

Tabel . Jenis Plasti( Thermoplatik dan Thermosettin-

28



29



30



8. Thermosetting

Melamin

ormaldehid ,

Keras, tahan panas ,

tahan terhadap asam

housin- ,helm

,perekat

31



Melamin Phenol:

Melamin:

Phenol:

Poliester:

%po:

dan alkohol

Keras, tahan panas ,tahan terhadap asam

dan alkohol

Keras, tahan panas,

transparan a-ak keruk

Keras, tahan panas,

transparan -ak keruh

San-at Keras, tahan

panas, transparan

pirin- , -elas,tupper>are

perekat kampas rem

helm, spoiler

rotor,raket tenis,

tan-kai lon(at -alah

(astomer 4 karet 5

(astomer ada(ah karet buatan. Karet Buatan dan karet a(am biasana

diperbaiki sifat mekanisna dengan sistim <u(kanisasi. =u(kanisasai dengan

cara menambahkan unsur karbon 4"5 dan unsur Be(erang 4su(fur5 #.

# 1#2 # # # 1#2 # #

1 1 1 1 ? S 1 1 1

1

# # # S S #

# # ? S # #

1 1 1 1 1 1 1 1

32



# 1#2 # # # 1#2 # #

ia-ram tarik karet sebelum dan sesudah di<ulkanisasi dapat

dilihat pada dia-ram sena-ai berikut

Karet buatan dapat dilihat pada da*tar tabel berikut: Tabel 6

33

Tegangan

karet "ang di#ulkaniai

karet "ang tidak di#ulkaniai

regangan



Tabe( 13. %enggunaan karet buatan

Perbandin-an si*at kodukti+tas Thermal Bahan &o-am,Keramik, Polomer dan Semikoduktor

ambar 1

34



Perbandin-an berat 3enis &o-am, Keramik, Polomer danSemikoduktor

ambar 10

Perbandibandin-an kekuatan bahan &o-am, Keramik, Polomerdan Semikoduktor

ambar 1>Tabe( 1*. Kekuatan %o(imer pada suhu kamar

35



Bahan;bahan produk (ain po(imer:

ambar 1.9so(asi dan pe(apis kabe(

Serat: serat -elas, serat lo-am, serat karet,

isebut serat apabila pan3an- serat 00 diameter

seratna

Pelapis: (at, pernish, enamel, la(Guer, shella(

&em : araldite, alte(o

ilm: polipropilen, (ellulose asetat,poliethlen

Busa : busa karet, pliurethane, polstrene, PL1

1"9" P%MBU"T"N B"9"N@ "9I B"#"N P$&IM%9

1ara pembuatan Baran- dari polimer den-an :1ompression mouldin-, in3e(tion moldin-, etrution, blo>mouldin-, dan (astin-.

36



ambar 2. "ompression )o(ding

ambar 21.9njection )o(ding

ambar 22.?trution mo(ding

ambar 23. "ara pembuatan (embaran po(imer atau p(astik

37



ambar 2*. Boto( ang dibuat dengan cara B(o@ )o(ding

Barang yang dibuat dengan in+ection casting

38



B'7'! K8)%8#9T

Komposit adalah -abun-an dua atau lebih dari bahan

an- berbeda si*at +sis dan si*at mekanisna, di-abun-kan

men3adi satu bahan , dimana se(ara kasat mata

!makroskopik) bahanbahan penusunna masih dapat dilihat

atau dibedakan ba-ianba-ian penusunna. Bahan ' bahan

penusunna tidak ber(ampur atau tidak ter3adi reaksi kimia

diantarana, namun an- ter3adi adalah adana ikatan

permukaan !sur*a(e bondin-) pada permukaan ' permukaan

penusunna. Bedakan den-an *asa lo-am an- ukuranna

san-at ke(il dan ba-ianba-ian penusunna membentuk

*asa !komponen) baru, missal *asa perlit an- san-at berbeda

den-an penusunna aitu *errit dan sementit. Sementit

adalah *asa keras an- terbentuk dari *errit dan karbon

den-an komposisi karbon maksimal 7,7/F. asa lo-am tidak

bisa disebut komposit, karena ba-ianba-ian penusunna

sudah tidak bisa dibedakan la-i.

Komposit terdiri dari bahan pen-isi: bisa berupa serat,

partikel, atau serbuk, dan bahan pen-ikat an- disebut

matriks.

Perbandin-an <olume atau serat ba-ian komposit terhadap 3umlah total komposit disebut *raksi. Misal *raksi <olume serat

adalah perbandin-an <olume serat terhadap <olume total

komposit ! serat dan matriksna)

raksi berat serat adalah perbandin-an berat serat terhadap

berat keseluruhan komposit.

Komposit se(ara kasat mata dibedakan men3adi:

39



Komposit mikroskopik : partikelna ke(il

Komposit Mikroskopik : partikelna besar dapat dilihat mata

telan3an-Si*at5 properti komposit adalah si*at ' si*at diantara

penusunna, si*atsi*at komposit dapat men-hasilkan:

- kekuatan an- tin--i namun mempunai berat 3enis

an- rendah !rin-an)

- 9in-an namun (ukup kaku

- tahan beban ke3ut dan tidak -etas

- ketan--uhan tin--i

ambar 2* . "ontoh produk komposit 4 karet dengan teksti(5

Ba-ian komposit an- men-ikat partikel5 serat disebut

matriks. Sedan- bahan an- diikat mempunai ukuranukuran

dari partikel ke(il, serat sapai lembaran atau partikel an-

besar! a-re-at). Perbedaan ukuran partikel akan

mempen-aruhi si*at mekanis komposit an- dihasilkan.

1ontoh komposit alam adalah kau an- terdiri dari selulose

dan li-nin, serta tulan- an- terdiri dari (alsium dan kola-en.

40



Komposit Mikroskopik diba-i men3adi :

- komposit dispersan : besar partikel 0,0 s5d 0,

mikrometer, *raksi <olume dispersan bisa sampai 8F- komposit partikel : besar partikel O mikrometer,

*raksi <olume partikel 60F C0F

- komposit serat : besar partikel O 0,0 in(i , *raksi

<olume serat bisa sampai /0F.

Pada komposit dispersi, partikel dan serat !+ller), biasana

kekerasan bahan an- diikat lebih keras dari bahan

matriksna. iller bisa berasal dari bahan : metal non metal,

keramik, dsb.

Ikatan matriks terhadap partikel maksimal disebut

upperbound, sedan- kekuatan minimumna disebut lo>er

bound.

% ! 0 7 Psi)

upper bound

60 lo>er bound

Modulus =oun- untuk:

Upper bound:

% ( %m. <m ? %p . <p

lo>er bound:

% ( %m . %p

41



<m. %p ? <p . %m

% modulus =oun-, L *raksi <olume, 1 komposit, m matriks,

p partikel5pen-isi5+ller.

Komposit serat dibedakan men3adi :

- komposit serat den-an beban meman3an- !lon-itudinal)

- komposit serat den-an beban melintan- !trans<ersal)

- komposit serat a(ak

ambar 2.#erat komposit (ongitudina(, trans<ersa( dan serat acak

skema komposit serat

42



ambar 2. #erat komposit (ongitudina(, trans<ersa(

Komposit Makroskopik terdiri dari:

Komposit a-re-at : misalna dindin- beton danKomposit &amina atau lapisan : (ontoh polipleks

Komposit (amina/(apisan

ambar 20. Komposit amina

K(asifikasi bahan komposit dapat dibedakan sebagai berikut:

43



ambar 2>. K(asifikasi bahan komposit

Termasuk komposit partike( ada(ah cermet 4 ceramics;meta(5, seperti

carbide sementit , Tungsten "arbida 4+"5 dan Titanium "arbida 4Ti"5, diikar

dengan coba(t "o dan nike( !i. )ateria( ini dipergunakan sebagai a(at potong

mesin perkakas da(am bentuk insert 4 mata pahat ang di(etakkan pada

ujung pahat5. Tekno(ogi pembuatan materia( ini dengan tekno(ogi serbuk

4po@der meta((urg5 , dicampur dipress dan dipanasi 4sintering5. Komposit

patike( pada ban dengan cara mencampurkan serbuk karbon " pada karet

sebesar 1A;3A fraksi <o(ume , dengan diameter karbon 4carbon b(ack5 2

s/d nm.

iber &einforced "omposites 4 Komposit Berpenguat #erat5

Komposit serat 4fiber5 mempunai kekuatan dan atau kekakuan ang

tinggi . ungsi matriks pada komposit serat ada(ah untuk mengikat antara

serat satu dengan (ainna, dan juga ikut meneruskan beban tegangan dari

(uar. Kekuatan komposit ini ada(ah kekuatan diantara matriks dan seratna.

Biasana matriks komposit mempunai modu(us e(astis ang (ebih besar

disbanding seratna. )atrik komposit juga me(indungi serat;seratna dari

kerusakan akobat abrasi<e 4aus5 dan kerusakan pada permukaan serat,

akibat reaksi dengan (ingkungan. Kerusakan pada permukaan serat akan

memicu adana retak/sobek.

Kerusakan komposit akibat terpisahna serat dari matriksnadisebut Cpu((out fai(ureD. %erpatahan serat ke serat pada kondisi getas

44



disebut C catasthrophic fai(ureD. 6engan demikian gaa ikat 4bonding force5

antara matriks dan serat sangat diEper(ukan untuk mengurangi geja(a rusak

fiber pu((out, dan mepertinggi tegangan ang bias diteruskan. Bahan matriks

(ogam diantarana ada(ah: a(uminium, tembaga, bahan matriks po(imer

antara (ain : po(ester, epo?, pheno(, si(icon, ni(on.

Bahan serat.

Bahan ang termasuk serat ada(ah : @hiskers, fibers, dan @ires.

+hiskers : bahan dari sing(e krista( ang (ebar dibanding diameterna/

teba(na sangat besar. +hiskers terbuat dari F graphite, #i", #i!82, '283.

ibers : ada(ah bahan po(ikrista( atau amotphi dengan diameter ang keci

disbanding panjangna 4 1/2;1/15. iber / serat biasana terbuat dari :

ceramic atau po(imer seperti : ni(on, kaca, asbes, '283.

+ires 4 ka@at5 , berdiameter (ebih besar dibuat dari : )o(ibdenum )o,

+o(fram/Tungten +, baja 4 missa( dipakai pada ban (uar5

6iagram tarik kekuatan serat dengan matriks ada(ah sebagai berikut:

45



ambar 2. 6iagram tarik kekuatan serat dengan matriks

Genis H jenis serat komposit misa(na sebagai berikut

Tabe( 1. Berbagai jenis serat komposit kaca dan karbon

Genis H jenis penguat komposit berupa : (apisan tipis 4@hiskers5, seratpo(imer, dan serat (ogam 4ka@at5 :

Tabe( 1. apisan tipis 4@hiskers5, serat po(imer, serat (ogam dan ka@at:

46



Tabe( 10 Kekuatan serat ge(as, karbon dan aramid

Komposit #erat iber (ass 4;g(ass5:

Komposit dengan serat fiber g(ass, baik secara serat kontinu ataupun

diskontinu banak dipergunakan dengan matriks bahan p(astik.

#ifat;sifat komposit serat fiber g(ass:

- mudah dibuat serat dengan cara dra@ing 4penarikan5

47



- mudah dibuat komposit dengan cara ang murah

- kompositna kuat, berat jenis keci(/rendah

- tahan korosi dan tahan degradasi 4pe(apukan5%enggunaan komposit serat ge(as / kaca mempunai ketahanan temperatur

2o";3o", banak digunakan pada : bodi mobi(, bodi kapa(, pipa air dan

tangki air.

Komposit serat karbon 4raphit5:

Komposit serat karbon mempunai sifat (ebih tahan suhu tinggi dan tahan

korosi dan tahan terhadap bahan kimia dibanding serat kaca. #erat graphit

juga mempunai modu(us e(astisitas ang (ebih tinggi. Bahan komposit ini

memungkinkan (ebih ringan 2 H 3A dibanding bahan (embaran (ogam

4sheet meta(5. "ontoh penggunaan ada(ah pada ba(ing;ba(ing he(ikopter,

bahan raket tenis, d((. %ada saat ini bahan serat graphit banak

ikembangkan sebagai si(ca carbides 4#i"5 dan si(icone !itride 4 #i3!*5

dengan matriks p(astik.

Komposit #erat ogam :

#erat dari bahan (ogam ang sering dibuat ada(ah : a(uminium, magnesium,

tembaga, dan titanium ang sering diperkuat dengan graphit, #i" dan Boron.

raksi <o(ume serat (ogam bisa mencapai 2 H A. %ada saat ini

dikembangkan serat (ogam supera((o dari bahan !ike( dan "oba(t base

a((o ang sangat tahan terhadap creep 4 mu(ur pada temperatur tinggi5.

7ibrid Komposit

Komposit hbrid menggunakan serat ang dibuat dari dua atau (ebih bahan

ang dicampur menjadi satu serat. #ebagai contoh serat ang dibuat dari

fiber g(ass ang dicampur dengan graphit dengan matriks terbuat dari bahan

resin po(imer. #erat ini mempunai sifat seperti carbon/graphit: kaku, ringan

tetapi maha( hargana, dan sifat fiber g(ass ang: kurang kaku, kuat tarik

ang tinggi dan murah.

Komposit )akroskopik

48



Komposit makroskopik juga disebut juga Komposit #truktur. 6isebut

demikian , karena komponen penguatna dapat di(ihat dengan sangat je(as

dengan mata. "ontoh komposit )akroskopik ada(ah komposit (amina , atau

(apisan;(apisan dan komposit agregat.

Komposit makroskopik berupa (amina contohna ada(ah p(@ood 4 trip(eks

dan p(op(eks5, ban (uar mobi(, pipa;pipa dan bejana tekan ber(apis, d((.

Komposit ini terdiri dari beberapa tumpukan (embaran;(embaran atau

(apisan;(apisan , misa(na (ebaran;(embaran serat kau, atau (apisan;(apisan

p(astik, p(astik H kertas . 'raah serat pada (apisan H (apisan penusunna

dibuat tidak sama, kemudian antar (embaran tersebut direkatkan dengan

perekat dan ditekan 4 dipress;ro((5 agar kekuatanna bisa (ebih tinggi.

embaran;(embaran ang disusun dapat dibuat dari serat searah ang

kontinu atau da(am susunan anaman 4@o<en 5.

Komposit sand@ich, dibuat dari (embaran;(embaran (apisan

komposit , diikat dengan (em, kemudian dipress, kemudian bagian (uar dari

susunak komposit tersebut di(apisi dengan bahan ang mempunai

kerapatan 4densit5 ang (ebih tinggi. ambar arah serat ang berse(ang ;

se(ing:

Komposit agregat 4 contoh dinding dan beton/concrete5:

6inding dan tembok beton dibuat dari semen sebagai perekat dan

pengisi ang irekatkan disebut agregat . 'gregat berupa pasir, keriki( atau

abtu bata. %ada beton dimasukkan besi beton sebagai penguat. %engikat

49



untuk dinding disebut semen 4 %ort(and semen5. %engukat untuk ja(an atau

pa<ing dipergunakan aspha(ic cement 4aspa(5.

%ada dinding beton, agregat berupa pasir, keriki(, dan batu bata

mencapai H >A fraksi <o(umena. %erbandingan kekuatan tarik dengan

kekuatan tekan beton bisa mencapai 1 : 1.

Genis %ort(and "ement berdasarkan '#T):

Tpe Ketahanan Komposisi berat 4A5

"3# "2# "3' "*'

9 . #tandard * 20 11 >

99 Tahan asam dan temperatur tinggi ** 31 13

999 Kekuatan tinggi 3 1 *

9= Tahan 'ir 2> * * 12

= Tahan asam kuat4#u(fat5 3 *3 *

"3# I 3 "a8 J #i8

"2# I 2 "a8 J #i8

"3' I 3 "a8 J '(283

"*'I * "a8 J '(283 J e283

%!'&U7 %'!G'! #&'T

Kekuatan bahan komposit tidak hana tergantung pada kekuatan

serat saja, tetapi juga tergantung pada :

; panjang serat, ang terikan matriks

; arah dari penempatan serat terhadap beban

9katan antara serat dengan matriks ada(ah ikatan antar permukaan

4interfacia( bond5 . Kekuatan ikatan akan me(emah saat mendekati ujung

serat. %anjang serat dimana ikatan antara serat dan matriks masih efektif

disebut dengan panjang serat kritis. %anjang kritis serat tergantung pada :

50



6iameter serat,tgangan u(timate serat dan ikatan permukaan dengan

matriksna. %anjang kritis serat berkisar antara 2 sampai 1 ka(i diameter

serat. ambaran terjadina deformasi matriks akibat tarikan serat dapat

digambarkan sebagai berikut.

σ

σ

matriks

Komposit dengan panjang serat diatas panjang kritis disebut dengan serat

DcontinuousD. %anjang serat ang (ebih pendek dari serat kritis disebut

D discontinuous fiberD 4serat acak5

6istribusi beban pada sebuah serat dapat digambarkan sebagai berikut:

beban

panjang serat kritis

daerah kekuatan semakin mendekati ujung

penuh maka kekuatanna semakin

semakin mendekati ujung menurun

kekuatanna menurun

posisi

panjang serat

51

serat



- serat kontinu (ongitudina( dan trans<ersa(

- serat diskontinu

matriks cenderung terdeformasi disekitar serat.

Kekuatan Komposit #erat Kontinu #earah 4Beban ongitudina(5:

Kekuatan komposit serat kontinu sangat dipengaruhi o(eh arah

pembebananna. #ifat kekuatan bahan ang tidak sama pada semua arah

disebut dengan bahan anisotropik.

Komposit kontinu serat searah termasuk bahan anisotropik dimana

kekuatan arah (ongitudina( berbeda kekuatanna pada arah trans<ersa(.

'pabi(a diasumsikan ikatan serat dengan matriks sangat sempurna, maka

pada komposit serat (ongitudina(, bahan serat dengan matriks akan

meregang bersama atau regangan serat dengan serat besarna sama

4disebut isostrain5

52



aa ang dibebankan pada komposit ditanggung bersama serat dan

matriks.

atauF c I f J m

c I gaa pada komposit

f I gaa pada serat

m I gaa pada matriks

Tegangan : σ I /'

dimana ' I (uas penampang, sehingga gaa I σ .'

%ersamaaan gaa di atas berubah menjadi

σc. 'c I σf . 'f J σm. 'm

atau

σc I σf . 'f / 'c J σm. 'm/'c

perbandingan (uas juga sama dengan fraksi <o(ume , sehingga :

σc I σf . <f J σm. <m

<f I fraksi <o(ume serat I <o(ume serat/<o(ume komposit

<m I fraksi <o(ume matriks I <o(ume matriks /<o(ume komposit

dimana:

<o(ume komposit =c I =f J =m I 1A

%ada komposit serat kontinu beban ada(ah isostrain 4 regangan matriks I

regangan pada serat I regangan pada komposit5

ε f I ε m I ε c

Karena harga regangannna sama, maka persamaan tegangan bisa dibagi

dengan regangan ang sama:

53



σc / ε c I σf . <f / ε f J σm. <m / ε m

9ngat persamaan 7ooke : σ = ε atau I σ/ε , sehingga persamaan di

atas dapat berubah menjadi :

c I m . <m J f .<f

atau perbandingan gaa:

f / m I 4 f.<f / m. <m 5

"ontoh soa(:

#ebuah komposit isostrain serat kontinu dengan serat fiber g(ass dan

matriks po(iester. =o(ume serat ge(as ada(ah *A dari <o(ume tota( komposit.

)odu(us e(astis serat ge(as 4fiber g(ass5 ada(ah 1 ?1 psi 4 I ? 13 )pa5 .

raksi <o(ume po(iester ada(ah A, dengan modu(us e(astisitas saat kering

ada(ah ? 1 psi 4 I 3,*?13 )pa5

7itung(ah:

a5 )odu(us e(astisitas komposit arah (ongitudina(

b5 Bi(a (uas penampang komposit ,* in2 42> mm25 dan tegangan tarik

ang diterapkan sebesar 0 psi 4*>,3 )pa5 arah (ongitudina(, hitung

gaa tarik pada serat dan pada matriksna.

c5 7itung regangan ang terjadi

d5 6engan asumsi tegangan u(timat fiber g(ass ada(ah , psi 4 3, ?

13 )pa5 dengan tegangan u(timat po(iester 1. psi 4? 1 3 )pa5,

hitung kekuatan tarik dari komposit ini

Ga@aban:

)odu(us e(astisitas komposit arah (ongitudina(

c I m . <m J f .<f

54



a5 f I 1 ?1 psi 4 I ? 13 )pa5 m I ? 1 psi 4 I 3,*?13

)pa5 =f I *A <m I A,

c I ? 1 psi 4 A,5 J 1 ?1 psi 4 *A 5 I *,3 1 psi I 3 ?1* )%a

b5 %erbandingan gaa pada serat dan matriks ada(ah:

f / m I 4 f.<f / m. <m 5

f / m I E1 ?1 psi 4 *A 5 : E ? 1 psi 4 A,5 I 13,3

atau f I 13,3 m

aa pada komposit c I σc .'c 'c I ,* in2

c I 4 0 psi5 4,* in2 5 I 2> (b I 12.*!

%adaha( c I m J f dan f I 13,3 m

c I m J 13,3 m I 1*,3 m I 2> (b

m I 1 (b 4 I >0 !5 dan

f I 13,3 ? 1 (b I 2 (b I 11.3 !

c 5 Untuk menghitung regangan , hitung du(u tegangan;tegangannna

uas )atriks I am I =m . 'c 4 karena 'm/'c I <m5

'm I <m. 'c I 4 ,5 4,*5 in2 I ,2* in2 4 I 1 mm25

'f I <f . 'f I ,* 4 ,* 5 in 2 I ,1 in2 4 I 13 mm25

sehingga σ

m I m/'m I 1 (b/ ,2* in2

I >12, psi 4 I, )pa5

σf I f/'f I 2 (b/ ,1 in2 I 1.2> psi 4 I 112,3 )pa5

%erhitungan regangan

εm I σm / m I >12, psi/ ? 1 psi I 1,3? 1;3

εf I σf / f I 1.2> psi/ 1 ?1 psi I 1,3? 1;3 isostrain

εm I εf

d5 σ u(timate L

55



σ u(timate5 composite I 4 σ u(timate 5m .<m J 4σ u(timate 5f . <f

σ u(timate5 composite I 41. psi5 4,5 J 4, psi 5 4 ,*5

I 2. psi 4 I 1.*2 )pa5

Komposit serat dengan beban Trans<ersa(

Komposit serat dengan beban trans<ersa( disebut pu(a kondisi beban

isostress. Tegangan ang diterapkan pada komposit ditanggung o(eh semua

serat, dan matriks dengan beban ang sama.

σc I σm I σf Iσ

%ersamaan regangan menjadi:

ε c I εm.<m J εf.=f , dengan

ε = σ / , maka

σc / c I σf . <f / f J σm. <m / m

karena σc I σm I σf Iσ

dengan membagi persamaan di atas dengan σ , maka didapat

1/ c I <m/m J <f f

dan dipero(eh

m,f

c I MMMMMMMMMMMMMMMMM

56



<m . f J <f . m

m, f

c I MMMMMMMMMMMMMMMMM

41;<f5 f J =f

contoh soa( serat beba trans<ersa(.

< m I A , <f I *A, m I , ? 1 psi F f I 1? 1 psi

maka:

m,f

c I MMMMMMMMMMMMMMMMM I 4 ? 1 psi5 4 1?1 psi5 .

<m . f J <f . m 4 ,54 ? 1psi5 J 4,*5 4 1?1 psi5

c I 2,1 ? 1 psi

Komposit serat %endek, acak, discontinu

Besar modu(us e(astis

c I k. f .<f J m.<m

k ada(ah parameter effisiensi bahan, ang tergantung pada =f dan

perbandingan f/m. 7arga k I ,1 ; ,

Tabe( properti serat pendek

#ifat unreinforced fiber reinforced 4A <o(ume5

2 3 *

berat jenis 1,1 H 1.22 1,3 1,*3 1,

kekuatan tarik4?1 psi5 3, ; , 1 1

modu(us e(astisitas 32; 3* > 12

4 ? 1 psi5

57



regangan 4A5 ;11 *; 3;

impak4(b/in25 12 ;1 2, 2,

Tabe( k

'rah serat arah tegangan harga k

serat para(e( para(e( terhadap serat 1

tegak (urus terhadap serat

serat 2 arah para(e( a1 a1

para(e( a2 a2

random, 1 bidang semua arah 3/>

random tiga bidang semua arah 1/

Beban seragam pada komposit acak bisa juga dirumuskan sebagai:

cn I <f.f n J <m.mn

=f I fraksi <o(ume serat

. =m I fraksi <o(ume matriks

f I modu(us e(astisitas serat, m I modu(us e(astisitas matriks

n I 1 untuk beban isostrain

n I ;1 untuk beban isostress

"ara pembuatan komposit (apisan :

58



ambar 3 . "ara pembuatan komposit (apisan :

ambar 3 . "ara pembuatan komposit (apisan se(ang ; se(ing dan dipress

59



ambar 31 Komposit (amina , Bagian inti dan bagian ku(it

Tabe( 1>. 6aa tahan terhadap kerusakan atau degradasi

60



6aftar %ustaka

"a(ister, 2, )ateria( #cience , )c ra@ 7i((, !e@ Nork.

%ramuko 9.%, 2;211, )odu( 9, 99, 999, Bahan ku(iah Bahan Teknik !on )eta( ,

Gurusan teknik )esin U)#

MODUL KULIAH BAHAN TEKNIK NON METAL.doc

Documents

Transcript of MODUL KULIAH BAHAN TEKNIK NON METAL.doc