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 (contoh paduan Fe 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 (definisi secara makro ini yang biasa dipakai)

Tujuan pembuatan material komposit

·       Berikut ini adalah tujuan dari dibentuknya komposit, yaitu sebagai berikut :

•         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

Komposit pada 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 :

·         Mentransfer tegangan ke serat.

·         Membentuk ikatan koheren, permukaan matrik/serat.

·         Melindungi serat.

·         Memisahkan serat.

·         Melepas ikatan.

·         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.

Adanya dua penyusun komposit atau lebih menimbulkan beberapa daerah dan istilah penyebutannya; Matrik (penyusun dengan fraksi volume terbesar), Penguat (Penahan beban utama), Interphase (pelekat antar dua penyusun), interface (permukaan phase yang berbatasan dengan phase lain).

Secara strukturmikro material komposit tidak merubah material pembentuknya (dalam orde kristalin) tetapi secara keseluruhan material komposit berbeda dengan material pembentuknya karena terjadi ikatan antar permukaan antara matriks dan filler. 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 terjadi melalui 3 cara utama:

Interlocking antar permukaan → ikatan yang terjadi karena kekasaran bentuk permukaan partikel.

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

·     Gaya vanderwalls → ikatan yang terjadi karena adanya pengutupan antar partikel.

Kualitas ikatan antara matriks dan filler dipengaruhi oleh beberapa variabel

antara lain:

·         Ukuran partikel

·         Rapat jenis bahan yang digunakan

·         Fraksi volume material

·         Komposisi material

·         Bentuk partikel

·         Kecepatan dan waktu pencampuran

·         Penekanan (kompaksi)

·         Pemanasan (sintering)

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.

Klasifikasi komposit

Berdasarkan matrik, komposit dapat diklasifikasikan kedalam tiga kelompok

besar yaitu:

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

2.      Komposit matrik logam (KML), logam sebagi matrik

3.      Komposit matrik keramik (KMK), keramik sebagai matriks

Sumber:
http://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id/wp-content/uploads/sites/7/2013/03/Material-Komposit.pdf
diakses tanggal 27 November 2016