Material Komposit Adalah Pencampuran

7/30/2019 Material Komposit Adalah Pencampuran

1/7

Komposit

1 Definisi Komposit

Komposit adalah perpaduan dari bahan yang dipilih berdasarkan kombinasi sifat fisik

masing-masing material penyusun untuk menghasilkan material baru dengan sifat yang unik

dibandingkan sifat material dasar sebelum dicampur dan terjadi ikatan permukaan

antara masing-masing material penyusun. Dengan adanya perbedaan dari material penyusunnya

maka komposit antar material harus berikatan dengan kuat,sehingga perlu adanya penambahan

wetting agent.

Beberapa definisi komposit sebagai berikut:

Tingkat dasar : pada molekul tunggal dan kisi kristal, bila material yang disusun dari dua atom atau

lebih disebut komposit (contoh senyawa, paduan,polymer dan keramik).

Mikrostruktur : pada kristal, phase dan senyawa, bila material disusun dari dua phaseatau senyawaatau lebih disebut komposit (contoh paduan Fe dan C).

Makrostruktur : material yang disusun dari campuran dua atau lebih penyusun makroyang

berbeda dalam bentuk dan/atau komposisi dan tidak larut satudengan yang lain disebut material

komposit (definisi secara makro ini yang biasa dipakai).

Bahan komposit (atau komposit) adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang

terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya

baik itu sifat kimia maupun fisikanya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut (bahan

komposit). Dalam prakteknya komposit terdiri dari suatu bahan utama (matrik matrix) dan

suatu jenis penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan

kekakuan matrik.

Pada material komposit ini dikenal istilah lamina dan laminate. Lamina adalah satu

lembar komposit dengan satu arah serat tertentu, sedangkan laminate adalah gabungan beberapa

lamina. Laminate dibuat dengan cara memasukkan pre-preg lamina ke dalam auto clave selama

selang waktu tertentu dan dengan tekanan serta temperatur tertentu pula. Auto clave adalah suatu

alat semacam oven bertekanan untuk menggabungkan lamina.

2 Penyusun Komposit

Adanya dua penyusun komposit atau lebih menimbulkan beberapa daerah dan istilahpenyebutannya; Matrik (penyusun dengan fraksi volume terbesar), Penguat (Penahan beban

utama), Interphase (pelekat antar dua penyusun), interface (permukaan phase yang

berbatasan dengan phase lain)


2/7

Gambar 1. Penyusun komposit

3 Macam-macam komposit

a

Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites PMC)Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites PMC) Bahan ini merupakan

bahan komposit yang sering digunakan disebut, Polimer Berpenguatan Serat (FRP Fibre

Reinforced Polymers or Plastics) bahan ini menggunakan suatu polimer-berdasar resin sebagai

matriknya, dan suatu jenis serat seperti kaca, karbon dan aramid(Kevlar) sebagai

penguatannya.Jika sistem resin dikombinasikan dengan serat penguat seperti kaca, karbon

danaramid, sifat-sifat yang luarbiasa dapat diperoleh. Matrik resin menyebarkan beban yang

dikenakan terhadap komposit antara setiap individu serat dan juga melindungi serat darikerusakan

karena abrasi dan benturan. Kekuatan dan kekakuan yang tinggi, memudahkan pencetakan

bentuk yang rumit, ketahanan terhadap lingkungan yang tinggi dengan berat jenisrendah,

membuat kesimpulan komposite lebih superior terhadap logam dalam banyak aplikasi.Bila

Komposit Matrik Polimer mengabungkan sistem resin dan serat penguat, sifat-sifat yang

dihasilkan bahan komposit akan memadukan beberapa hal sifat-sifat yang dimiliki oleh resin dan

yang dimiliki oleh serat.Secara umum, sifat-sifat komposit ditentukan oleh:

; Sifat-sifat serat.

; Sifat-sifat resin.

; Rasio serat terhadap resin dalam komposit (Fraksi Volume Serat Fibre Volume

Fraction)

; Geometri dan orientasi serat pada komposit

b Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites MMC)

Ditemukan berkembang pada industri otomotif, bahan ini menggunakan suatulogam

seperti aluminium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikon karbida.

cKomposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites CMC)

Digunakan pada lingkungan bertemperatur sangat tinggi, bahan ini

menggunakankeramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat pendek, atau serabut-

serabut (whiskers) dimana terbuat dari silikon karbida atau boron nitride.


3/7

4 Resin

aSifat-sifat Mekanis Sistem Resin

Gambar dibawah memperlihatkan kurva tegangan/regangan untuk suatu sistem resin

ideal. Kurva untuk resin menunjukkan kekuatan puncak tinggi, kekakuan tinggi(ditunjukkan

dengan kemiringan awal) dan regangan tinggi terhadap kegagalan. Hal ini berarti bahwa resin

pada awalnya kaku tetapi pada waktu yang sama tidak akan mengalami kegagalan getas.

Gambar 2. kurva tegangan/regangan untuk suatu sistem resin ideal

b Sifat-sifat Daya rekat Sistem Resin

Daya rekat yang tinggi antara resin dan serat penguat diperlukan untuk apapun jenissistem

resin. Hal ini akan menjamin bahwa beban dipindahkan secara efisiensi dan akanmenjaga

pecahnya atau lepasnya ikatan serat dan resin ketika ditegangkan.

cSifat Ketangguhan Sistem Resin

Ketangguhan adalah suatu ukuran dari ketahanan bahan terhadap propaganda retak,

tetapidalam komposit hal ini akan susah untuk diukur secara akurat. Bagaimanapun juga,

kurvategangan dan regangan yang dimiliki sistem resin menyediakan beberapa

indikasiketangguhan bahan. Sistem resin dengan regangan terhadap kegagalan yang rendah

akancenderung menciptakan komposit yang getas, dimana retak dapat mudah terjadi.

d Sifat terhadap Lingkungan Sistem Resin


4/7

Ketahanan terhadap lingkungan, air dan substansi agresif lain yang bagus, bersama-

samadengan kemampuan untuk bertahan terhadap siklus tegangan konstan, adalah sifat

yangpaling esensi untuk apapun jenis sistem resin. Sifat-sifat ini secara khusus penting

untuk penggunaan pada lingkungan laut.

Klasifikasi Berdasarkan Jenis Polimer

1 FRP (graphite fiber-reinforced polymer ) juga digunakan, tetapi kurang

umum,karena glass-(fiber)-reinforced polymer jg sering disebut GFRP. Dalam iklanproduk,

kadang-kadang disebut hanya sebagai serat grafit (atau serat grafit).

2 CFRP memiliki lebih dari dua dekade terakhir menjadi bahan yang semakinpentingdigunakan dalam aplikasi teknik struktural. Dipelajari dalam konteksakademis untuk potensi

keuntungan dalam konstruksi, ini juga telah membuktikansendiri biaya-efektif dalam sejumlah

aplikasi bidang penguatan beton, batu, baja,besi cor, dan kayu struktur. Penggunaannya dalam

industri dapat baik untuk perkuatan untuk memperkuat struktur yang sudah ada atau sebagai

alternatif penguat (atau bahan pratekan) bukan baja dari awal proyek.

CFRP adalah bahan lebih mahal daripada rekan-rekan di industri konstruksi, kacaserat

polimer yang diperkuat (GFRP) dan polimer diperkuat serat aramid (AFRP),meskipun CFRP

adalah, pada umumnya, mempunyai sifat-sifat unggul.

5 Properties Komposit

Sifat maupun Karakteristik dari komposit ditentukan oleh:

aMaterial yang menjadi penyusun kompositKarakteristik komposit ditentukan

berdasarkan karakteristik material penyusun menurut rule of mixture sehingga akan

berbanding secara proporsional.

bBentuk dan penyusunan struktural dari penyusunBentuk dan cara penyusunan

komposit akan mempengaruhi karakteristik komposit.

cInteraksi antar penyusunBila terjadi interaksi antar penyusun akan meningkatkan sifat

dari komposit.

Adapun pembagian komposit berdasarkan penguatnya


5/7

Gambar 3. Pembagian komposit

Dari Gambar 3. komposit berdasakan jenis penguatnya dapat dijelasakansebagai berikut :

aParticulate composite, penguatnya

berbentuk partikel

bFibre composite, penguatnya berbentuk serat

cStructural composite, cara penggabungan material komposit.

Adapun Illustrasi dari komposit berdasarkan penguatnya :

Partikel fiber struktur

Berdasarkan struktur, komposit dapat dibagi menjadi dua yaitu : struktur laminate dan struktur

sandwich, illustrasi dari kedua struktur komposit tersebut dapatdilihat pada Gambar di bawah ini:


6/7

Gambar 5. Illustrasi komposit berdasarkan Strukturnya a. Struktur laminate b.Sandwich panel

6 Keunggulan bahan komposit

Bahan komposit memiliki banyak keunggulan, diantaranya berat yang lebih

ringan,kekuatan dan kekuatan yang lebih tinggi, tahan korosi dan memiliki biaya perakitan yang

lebih murah karena berkurangnya jumlah komponen dan baut-baut penyambung. Kekuatan tarik

darikomposit serat karbon lebih tinggi daripada semua paduan logam. Semua itu menghasilkan

berat pesawat yang lebih ringan, daya angkut yang lebih besar, hemat bahan bakar dan jarak

tempuhyang lebih jauh.

7 Aplikasi bahan komposit

Militer Amerika Serikat adalah pihak yang pertama kali mengembangkan dan

memakaibahan komposit. Pesawat AV-8D mempunyai kandungan bahan komposit 27% dalam

strukturrangka pesawat pawa awal tahu 1980-an. Penggunaan bahan komposit dalam skala

besarpertama kali terjadi pada tahun 1985. Ketika itu Airbus A320 pertama kali terbangdenganstabiliser horisontal dan vertikal yang terbuat dari bahan komposit. Airbus telah

menggunakankomposit sampai dengan 15% dari berat total rangka pesawat untuk seri A320,

A330 dan A340.Beton, material yang digunakan oleh seluruh dunia dan juga material berbasis

semenlainnya juga merupakan suatu komposit. Perilaku dan sifat dari beton dapat dimengerti

dandirencanakan, diprediksi dengan lebih baik bila dilihat sebagai komposit dan begitu pula

dengan beton bertulang.

8 Prospek Komposit Sebagai Trend Teknologi Masa Depan

Dengan perkembangan teknologi saat ini diperlukan suatu pengembangan metodabaru

yang bisa menawarkan solusi teknik yang mengedepankan kemampuan sistem. Saatini telah


7/7

dikembangkan suatu metode komposit yang dikenal sebagai metode substitusi Material.Teknik

dari Proses pembuatan Komposit sangat menarik, dikendalikan olehkondisi-kondisi proses,

penyusupan logam yang terjadi secara spontan, tanpa bantuanruang hampa bertekanan. Dan ini

merupakan metode yang paling hemat untuk memproduksi komposit. Teknologi pembuatan

Komposit memiliki kemudahan dalamfabrikasi sehingga biayanya menjadi lebih murah.

Terutama bila kita bandingkandengan metode lainnya.Produk material yang ulet dan Material

yang kuat dan tangguh adalah logisada suatu pemikiran dan usaha menggabungkan kedua

material tersebut untuk dijadikansuatu material yang baru yaitu komposit melalui proses

Pembuatan Komposit. Hasil Komposit yang diperoleh dengan proses pembuatannya

mempunyai ketangguhan yang tinggi dan daya tahan goncangan yang berhubungan dengan

panas yang baik seperti kekakuan, tahan aus dan stabil pada temperatur tinggi. Proses fabrikasi

komposit inidapat diaplikasikan pada berbagai komponen mesin seperti ; gas turbin, mesin

roket,mesin piston, penukar panas, dapur temperatur tinggi, struktur pasawat terbang dan

kemasan elektronik

Material Komposit Adalah Pencampuran

Documents

Transcript of Material Komposit Adalah Pencampuran