Teknologi Material Komposit

Pengertian Material Komposit (komposit)

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). 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 phase atau senyawa atau lebih disebut komposit(contohpaduanFe dan C)

•Makrostruktur: material yang disusun dari campuran dua atau lebih penyusun makro yang berbeda dalam bentuk dan/atau komposisi dan tidak larut satu dengan yang lain disebut material komposit

 

Tujuan pembuatan material komposit

•Memperbaiki sifat mekanik dan/atau sifat spesifik tertentu

•Mempermudah design yang sulit pada manufaktur

•Keleluasaan dalam bentuk/design yang dapat menghemat biaya

•Menjadikan bahan lebih ringan

 

Penyusun Komposit

Komposi tpada umumnya terdiri dari 2 fasa:

1.     Matriks

 

Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan).

Matriks mempunyai fungsi sebagai berikut:

a) Mentransfer tegangan ke serat.

b) Membentuk ikatan koheren, permukaan matrik/serat.

c) Melindungi serat.

d) Memisahkan serat.

e) Melepas ikatan.

f) Tetap stabil setelah proses manufaktur.

 

2.    Reinforcement atau Filler atau Fiber

Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit.

Syarat terbentuknya komposit: adanya ikatan permukaan antara matriks dan filler. Ikatan antar permukaan ini terjadi karena adanya gaya adhesi dan kohesi. Dalam material komposit gaya adhesi-kohesi terjad imelalui 3cara utama:

O Interlocking antar permukaan à ikatan yang terjadi karena kekasaran bentuk permukaan partikel.

o Gaya elektrostatis à ikatan yang terjadi karena adanya gaya tarik-menarik antara atom yang bermuatan (ion).

o Gaya van derwalls à ikatan yang terjadi karena adanya pengutupan antarpartikel.

      

Properties Komposit

Sifat maupun Karakteristik dari komposit ditentukan oleh:

• Material yang menjadi penyusun komposit

Karakteristik komposit ditentukan berdasarkan karakteristik material penyusun menurut rule of mixture sehingga akan berbanding secara proporsional.

• Bentuk dan penyusunan struktural dari penyusun

Bentuk dan cara penyusunan komposit akan mempengaruhi karakteristik komposit.

• Interaksi antar penyusun

Bila terjadi interaksi antar penyusun akan meningkatkan sifat dari komposit.

Perbedaan Komposit dan Alloy

Perbedaan antara komposit dan alloy adalah dalam hal sistem proses pemaduannya:

o Komposit bila ditinjau secara mikroskopi masih menampakkan adanya komponen matrik dan komponen filler, sedangkan alloy telah terjadi perpaduan yang homogen antara matrik dan filler

o Pada material komposit, dapat leluasa merencanakan kekuatan material yang diinginkan dengan mengatur komposisi dari matrik dan filler, sifat material yang menyatu dapat dievaluasi dan diuji secara terpisah.

 

Klasifikasi Komposit

Berdasarkan matrik, komposit dapat diklasidikasikan kedala tiga kelompok besar yaitu:

a.    Komposit matrik polimer (KMP), polimer sebagai matrik

b.    Komposit matrik logam (KML), logam sebagai matrik

c.   
Komposit atrik keramik (KMK), keramik sebagai matrik

 

 



Kelebihan Bahan Komposit
1. Bahan komposit mempunyai density yang jauh lebih rendah berbanding dengan bahan konvensional.

2. Bahan komposit juga mempunyai kelebihan dari segi versatility (berdaya guna) yaitu produk yangmempunyai gabungan sifat-sifat yang menarik yang dapat dihasilkan dengan mengubah sesuai jenis matriks dan serat yang digunakan.

3. Massa jenis rendah (ringan)

4. Lebih kuat dan lebih ringan

5. Perbandingan kekuatan dan berat yang menguntungkan

6. Lebih kuat (stiff), ulet(tough), dan tidak getas.

7. Koefisien pemuaian yang rendah

8.Tahan terhadap cuaca

9.Tahan terhadap korosi

10.Mudah diproses (dibentuk)

11.Lebih mudah disbanding metal

 

KekuranganBahanKomposit

a. Tidak tahan terhadap beban shock(kejut) dan crash(tabrak) dibandingkan dengan metal.

b. Kurang elastis

c. Lebih sulit dibentuk secara plastis

 

KegunaanBahanKomposit

a.Angkasa luar= Komponen kapal terbang, Komponen Helikopter, Komponen satelit.

b.Automobile= Komponen mesin, Komponen kereta

c.Olahraga dan rekreasi= Sepeda, Stickgolf, Raket tenis,Sepatu olahraga

d.Industri Pertahanan= Komponen jet tempur, Peluru, Komponen kapal selam

e.Industri Pembinaan= Jembatan, Terowongan, Rumah, Tanks.

f.Kesehatan=Kakipalsu,Sambungan sendi pada pinggang

g.Marine/Kelautan = Kapal layar, Kayak

Militer Amerika Serikat adalah pihak yang pertama kali mengembangkan dan memakai bahan komposit.PesawatAV-8D mempunyai kandungan bahan komposit 27% dalam struktur rangka pesawat pada awal tahun 1980-an. Penggunaan bahan komposit dalam skala besar pertama kali terjadi pada tahun 1985. Ketika itu Airbus A320 pertama kali terbang dengan stabili serhorisontal dan vertikal yang terbuat dari bahan komposit. Airbus telah menggunakan komposit sampai dengan 15% dari berat total rangka pesawat untuk seri A320,A330 dan A340.