Ilmu material atau teknik material atau ilmu bahan
- Sebuah Sebuah interd interdisipl isiplin in ilmu ilmu teknik teknik yang yang mempela mempelajari jari sifat sifat bahan bahan dan aplikasinya terhadap berbagai bidang ilmu dan teknik. - Ilmu Ilmu ini memp mempela elajar jarii hubun hubungan gan antara antara sifat sifat dan strukt struktur ur bahan - Ilmu ini juga mempela mempelajari jari teknik teknik proses proses atau atau fabrikasi fabrikasi (pengecoran, (pengecoran, pengerolan, pengelasan, dll), teknik analisa, kalorimetri, mikroskopi optik, elektron, dll), serta analisis biaya atau keuntungan dalam produksi material untuk industri.
Bahan
:
Benda-benda
dengan sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam bangunan, mesin, peralatan atau produk untuk kebutuhan manusia
Siklus Bahan : adalah suatu sistem yang mengaitkan sumber daya alam dengan kebutuhan manusia
Siklus Bahan Logam
Bijih logam
Pemurnian
Pemaduan/ pencampuran
Penambangan bahan galian
Pengecoran Daur ulang
Eksplorasi
Barang setengah jadi
Pembentukan Barang jadi
Bumi
Pembuangan
Peleburan
Barang rusak
Pemakaian
Ilmu dan Teknologi
Bahan
Meliputi pengembangan dan penerapan pengetahuan mengenai hubungan antara komposisi, struktur dan pemrosesan bahan dengan sifat-sifat dan pemakaiannya.
Ilmu bahan dasar struktur-sifat-performans Kebutuhan masyarakat Pemrosesan
Contoh
aplikasi
Pembuatan sepeda motor memerlukan pengetahuan dari ahli teknik dalam memilih ragam bahan sesuai dengan spesifikasinya. Jenis material yang digunakan kompleks misalnya bahan besi, baja, keramik, plastik, karet untuk part-part kendaraan bermotor.
Karakteristik bahan Sifat intrinsik Sifat fisika : Titik leleh, Titik didih, Konduktivitas listrik, konduktivitas termal, berat jenis, fasa Bahan
Sifat kimia : struktur atom, geometri atom, ketahanan korosi Sifat Mekanik : Tegangan, regangan, kekuatan tarik, keuletan, kekerasan
Lingkungan (sifat ekstrinsik) : Netral, oksidatif / korosif, kelembaban
Analisis
Perubahan
Fisika dan kimia pada bahan Pelat baja
Serpihan baja
reaktor
Pelelehan dan Pengecoran Udara korosif karat Balok
baja
Perubahan Fisika Reversible
Susunan kimia tetap Perubahan fasa Perubahan bentuk
Perubahan kimia
irreversible Susunan kimia berubah diikuti oleh perubahan fisika (bentuk/ fasa/warna)
Sifat Mekanik Adalah
Kemampuan suatu bahan untuk menahan beban yang dikenakan kepadanya, baik pembebanan statis (pembebanan yang arahnya tetap setiap saat) maupun pembebanan dinamis (pembebanan yang berubah setiap saat).
Contoh
perubahan mekanik pada logam :
- bila suatu logam ditarik akan terjadi deformasi berupa pertambahan panjang dan pengurangan penampang sampai patah. Deformasi ini bisa elastis atau plastis - bila suatu logam mengalami perlakuan panas/dingin maka ketahanan terhadap goresan/tekanan akan berbeda dari kondisi awalnya
Klasifikasi Bahan Berdasarkan susunan
Zat tunggal (murni) Bahan
Unsur
Logam metaloid non logam
senyawa
organik anorganik
Campuran
Larutan (padat/cair) Koloid Suspensi
Berdasarkan
fungsi (bahan teknik)
Logam/paduan logam : gabungan atom-atom logam melalui ikatan logam, konduktor listrik & panas, tidak transparan, kuat, dapat dibentuk Keramik : logam-oksida/nitrida/karbida melalui ikatan ionik atau kovalen, keras & rapuh, isolator listrik & panas, tahan suhu tinggi & lingkungan korosif Polimer
: senyawa organik dengan struktur molekul sangat besar, densitas rendah, sangat lentur
Komposit : gabungan dari u 2 jenis bahan kombinasi sifat terbaik contoh : gelas (kuat)+polimer (lentur) fiberglass Semikonduktor : perilaku listrik antara konduktor & isolator, tergantung konsentrasi pengotor (skala <<<), elektronik
Teknik Pemisahan Kimia
Bahan
dasar
Destilasi Memisahkan campuran dua atau lebih zat cair berdasarkan perbedaan titik didih. Zat cair dengan titik didih lebih rendah akan menguap dan terpisah lebih dulu. contoh : destilasi minyak bumi
Filtrasi
Memisahkan zat padat yang tersuspensi.
Destilasi sederhana
Ekstraksi memisahkan suatu zat dari campuran berdasarkan perbedaan kelarutan dan koefisien distribusi. contoh : Ekstraksi emas pada bahan tambang. Emas dapat dipisahkan dari bahan tambang dengan memindahkan emas ke pelarut lain sehingga terpisah dari pengotor-pengotornya.
Ekstraksi
Contoh Pelarut 1 Pelarut 2
zat terlarut
Ekstraksi Cair-cair
Padat-cair
sederhana dari ekstraksi padat cair
adalah melarutkan teh dalam air.
Elektrolisis Metode ini digunakan untuk memurnikan logam dari pengotor logam lain berdasarkan perbedaan potensial reduksinya. contoh : pemurnian tembaga ( Cu) dari bijihnya. Bijih Cu ditempatkan di anoda, Bahan katoda adalah Cu murni. Cu pada bijih akan teroksidasi kemudian tereduksi kembali pada katoda dengan melapisi Cu murni.
i
Rectifier V
Reaksi :
Anoda
e e-
Cu
Konduk tor
Bijih Cu
-
H+
e e -e -e -e -e -
Cu2+ Cu2+ 2+
Cu
Cu2+
Cu Cu
H+
2+
Cu
+
H
Elek trolit
Cu
Katoda
e -e eee-e
H+
Anoda
Cu
Katode
Cu2+
Cu2+
+ 2e
+ 2e
Cu
