Google Material Komposit | Dark Wizard of Scientist

August 26, 2013

Material Komposit

Defenisi dan Klasifikasi Material Komposit

Komposit memberikan suatu pengertian yang sangat luas dan berbeda beda mengikut situasi dan perkembangan bahan itu sendiri. Gabungan dua atau lebih bahan merupakan suatu konsep yang diperkenalkan untuk menerangkan defenisi komposit. Walaupun demikian defenisi ini terlalu umum karena komposit ini merangkum semua bahan termasuk plastik yang diperkuat dengan serat, logam alloy, keramik, kopolimer, plastik berpengisi atau apa saja campuran dua bahan atau lebih untuk mendapatkan suatu bahan yang baru. Kita bisa melihat defenisi komposit ini dari beberapa tahap seperti yang telah digariskan oleh Schwartz:

1. Tahap/peringkat atas (secara umum)
Suatu bahan yang terdiri dari dua atau lebih atom yang berbeda bolehlah dikatakan sebagai bahan komposit. Ini termasuk alloy polimer dan keramik. Bahan bahan yang terdiri dari unsur asal saja yang tidak termasuk dalam perangkat ini.

2. Tahap/perangkat mikrostruktur
Suatu bahan yang terdiri dari dua atau lebih struktur molekul atau fasa merupakan suatu komposisi. Mengikuti defenisi ini banyak bahan yang secara tradisional dikenal sebagai komposit seperti kebanyakan bahan logam. Contoh besi keluli yang merupakan alloy multi fungsi yang terdiri dari karbon dan besi.

3. Tahap / peringkat Makrostruktur
Merupakan gabungan bahan yang berbeda komposisi atau bentuk untuk mendapatkan suatu sifat atau ciri tertentu. Dimana konstituen gabungan masih tetap dalam bentuk asal, dimana dapat ditandai secara fisik dan melihatkan kesan antara muka antara satu sama yang lain.

Kroschwitz dan rekan telah mengatakan bahwa komposit adalah bahan yang terbentuk apabila dua atau lebih komponen yang berlainan digabungkan. Rosato dan Dimatitia pula menyatakan bahwa plastik dan bahan bahan penguat biasanya dalam bentuk serat, dimana ada serat pendek, panjang, anyaman pabrik, dan lainya. Selain itu ada juga yang menyatakan bahwa bahan komposit adalah kombinasi bahan tambah yang berbentuk serat, butiran seperti pengisi serbuk logam, serat kaca, karbon, aramid, keramik, dan serat logam dalam jumlah panjang yang berbeda-beda di dalam matriks.

Defenisi yang lebih bermakna yaitu menurut Agarwal dan Broutman, yaitu menyatakan bahwa bahan komposit mempunyai ciri-ciri yang berbeda untuk menghasilkan suatu bahan yang mempunyai sifat dan ciri tertentu yang berbeda dari sifat dan ciri dari konstituen asalnya. Disamping itu konstituen asal masih kekal dan dihubungkan melalui suatu antara muka. Konstituen-konstituen ini dapat dikenal pasti secara fisikal. (Ginting ,s, hendra,2002)

Polimer merupakan bahan yang sangat penting dalam pembuatan komposit, yang berfungsi sebagai matriks yang mengikat, penguat yang digunakan pada komposit. Beberapa contoh bahan polimer yaitu resin Fenolfhormaldehyde, urea formaldehyde, polyester, epoksi, polietilen, dan lainya. Pada umumnya polimer memiliki sifat yang menguntungkan seperti: massa jenis kecil, mudah dibentuk, tahan karat, dan lain lainnya. Akan tetapi polimer juga mempunyai kekurangan seperti kelakuan dan kekuatan rendah. Agar diperoleh komposit yang lebih baik maka polimer tersebut di padukan dengan bahan yang lain yang berfungsi sebagai bahan penguat seperti: serat (fiber), partikel (particulate), lapisan (laminate), dan serpihan (flakes). Pada saat ini berbagai industri telah menggunakan komposit yang di perkuat oleh serat dari industri, perabot rumah tangga (panel, kursi, meja), industri kimia (pipa, tangki, selang), alat-alat olah raga, bagian-bagian mobil, alat-alat listrik sampai industri pesawat terbang (badan pesawat, roda pendarat, sayap, dan baling -baling helikopter).

Bahan komposit dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis, bergantung pada penyusunan dan jenis seratnya. Hal ini dapat di mengerti karena serat merupakan bahan utama dalam komposit tersebut. Sifat sifat mekanik bahan komposit seperti: kekuatan, kekakuan, kelihatan, dan ketahanan, tergantung dari penyusunan dan sifat-sifat seratnya.

Serat Sebagai Penguat 
Secara umum dapat dikatakan bahwa fungsi serat adalah sebagai penguat bahan untuk memperkuat komposit sehingga sifat sifat mekaniknya lebih kuat, kaku, tangguh, dan lebih kokoh bila dibanding dengan komposit tanpa penguat, selain itu serat juga menghemat penggunaan resin. Kaku adalah kemampuan dari suatu bahan untuk menahan perubahan bentuk jika dibebani dengan gaya tertentu di dalam daerah elastis (pada pengujian tarik). tangguh adalah bila pemberian gaya atau beban yang menyebabkan bahan-bahan tersebut menjadi patah (pada pengujian tiga titik lentur) dan kokoh adalah kondisi yang diperoleh akibat benturan atau pukulan serta proses kerja yang mengubah struktur komposit sehingga menjadi keras (pada pengujian impak) (Bukit, 1988)

Ada dua hal yang menyebabkan serat dapat menahan gaya luar, yakni:
1. Perekatan (Bonding) antara serat dengan matriks (Interfation Bonding). Ikatan tersebut menyebabkan serat tidak mudah lepas dari matriks ( Debonding )
2. Kelangsingan (Aspec Ratio) yaitu perbandingan antara panjang dan diameter serat yang cukup besar.
Berdasarkan kriteria yang diatas, kekuatan serat terletak pada ukuran yang sangat kecil (dalam orde mikron). Ukuran yang kecil menghilangakan cacat-cacat dan ketidaksempurnaan yang biasanya terdapat pada bahan berbentuk padatan besar.



Bahan Sebagai Serat
Unsur utama komposit adalah serat yang mempunyai banyak keunggulan, oleh karena itu bahan komposit serat yang paling banyak dipakai. Bahan komposit serat terdiri dari serat-serat yang diikat oleh matriks yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang ( continous fiber) dan serat pendek (short fiber atau whisker). Penggunaan bahan komposit serat sangat efisien dalam menerima beban dan gaya. Karena itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat.

Tipe komposit serat 
Untuk memperoleh komposit yang kuat harus dapat menempatkan serat dengan benar. Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu:

1. Continous Fiber Serat
Continous atau Uni-Directional, mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina diantara matriksnya. Jenis komposit ini paling sering digunakan. Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisahan antar lapisan. Hal ini di karenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya.

2. Woven Fiber Composite (bi-Dirtectional)
Komposit ini tidak mudah di pengaruhi pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan akan melemah.

3. Discontinuosus Fiber Composite
Discontinuous fiber composite adalah tipe komposit dengan serat pendek.
Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 (gibson, 1994):
a) Aligned discontinuos fiber
b) Off-axis aligned discontinuous fiber
c) Randomly oriented discontinuos fiber

Tipe acak sering digunakan pada produksi dengan volume besar karena faktor biaya manufakturnya yang lebih murah. Kekurangan dari jenis serat acak adalah sifat mekanik yang masih dibawah dari penguatan dengan serat lurus pada jenis serat yang sama.

Disusun Oleh : Berkat Panjaitan
Referensi: Diambil dari berbagai sumber
Share this post

0 comments

Comment & suggestion....

:) :-) :)) =)) :( :-( :(( :d :-d @-) :p :o :>) (o) [-( :-? (p) :-s (m) 8-) :-t :-b b-( :-# =p~ :-$ (b) (f) x-) (k) (h) (c) cheer

 
© 2013 Dark Wizard of Scientist
Original Designed by BlogThietKe Cooperated with Duy Pham
Released under Creative Commons 3.0 CC BY-NC 3.0
Posts RSS Comments RSS
Back to top