KATA PENGANTAR Makalah ini berisikan tentang yang berkaitan dengan fungsi dan peranan aplikasi bahan teknik dalam kehidupan manusia sehari-hari, perkembangannya, serta mengenal macam-macam bahan teknik. Diharapkan Makalah ini dapat memberikan informasi kepada kita semua tentang fungsi dan peranan aplikasi bahan teknik. Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Allah SWT senantiasa meridhoi segala usaha kita. Amin.
Gresik, 6 November 2017
Penyusun
PENDAHULUAN I.
Latar Belakang
Pada dasarnya material memiliki kedudukan yang penting dalam sejarah peradaban manusia tanpa disadari. Menurut sejarah, perkembangan dan kemajuan peradaban sangat erat kaitannya dengan kemampuan manusia memproduksi dan memanipulasi material untuk memenuhi kebutuhan mereka. Kenyataannya, peradaban masa lampau ditandai oleh tingkat perkembangan material pada saat itu, misalnya zaman batu (stone age), zaman perunggu ( bronze age). Manusia masa lalu memiliki akses hanya pada sejumlah material yang sangat terbatas keberadaannya dan terjadi secara alamiah, contohnya : batu, Kayu, lempung (clay), kulit (skin), dan lain-lain. Dengan berjalannya waktu, manusia jaman dulu menemukan teknik-teknik untuk memproduksi material yang memiliki sifat-sifat superior, misalnya pottery dan berbagai macam logam. Selanjutnya, telah ditemukan bahwa sifat-sifat material bisa ditingkatkan dengan p erlakuan panas (Heat Treatment) dan dengan penambahan unsur-unsur lain. Pada saat ini, material secara total merupakan proses seleksi, yang dilakukan untuk memilih material yang cocok untuk aplikasi tertentu berdasarkan sifatnya. II.
Tujuan
1.
Untuk mengetahui perspektif sejarah dari material
2.
Untuk mengetahui aplikasi dari beberapa jenis material
TINJAUAN PUSTAKA Material atau bahan adalah zat atau benda yang dari mana sesuatu dapat dibuat darinya, atau barang yang dibutuhkan untuk membuat sesuatu. Bahan kadangkala digunakan untuk menunjuk ke pakaian atau kain. Material adalah sebuah masukan dalam produksi. Mereka seringkali adalah bahan mentah - yang belum diproses, tetapi kadang kala telah diproses sebelum digunakan untuk proses produksi lebih lanjut. Umumnya, dalam masyarakat teknologi maju, material adalah bahan konsumen yang belum selesai. Beberapa contohnya adalah kertas dan sutra. Material teknik adalah jenis material yang banyak dipakai dalam proses rekayasa dan industri. Material teknik dikelompokkan menjadi 4 jenis : Logam : baja, besi cor, titanium, logam paduan, dll. Polimer : polietilan, polipropilen, polikarbonat , dll. Keramik : alumina, karbida silikon, nitrida silikon dll. Komposit Fiber-reinforced Polymer (FRP), Glass-fiber-reinforced Polyester Resin (GRP), Glass-reinforced Gypsum (GRG) Bahan-bahan tiruan ( syntetic materials) biasanya diperoleh dari senyawa kimia dengan komposisi berbagai unsur akan diperoleh suatu sifat tertentu secara spesifik atau sifat yang menyerupai sifat bahan alam. Bahan ini dikenal sebagai bahan plastic ( Plastics Materials), yakni suatu bahan yang pertama kali dibuat oleh Leo Baekeland seorang Belgia tahun 1907 dan dipatenkan dengan nama Baklite. Molekul yang kita sebut sebagai “ Polymer ” yang berarti, Materials Plastics yang terbentuk dari ikatan rantai atom-atom serta terdiri atas “beberapa Unit” ikatan rantai atom-atom tersebut. oleh karena itu proses pengikatan dengan molekul-molekul kecil ini dikenal sebagai “ Polymerization”. Contoh dari bahan jenis ini ialah Polythene yakni Polymer yang terdiri atas 1200 atom Carbon pada setiap 2 atom Hydrogen sehingga memiliki tegangan serta keuletan yang tinggi.dan pada beberapa jenis plastic memiliki regangan yang besar yang dakibatkan oleh rantai ikatan yang panjang (Hadi, 2011).
PEMBAHASAN A. Perspektif Sejarah Dari Material
Sejak jaman dahulu kala material sudah menjadi bagian dari peradaban manusia , sebagai contoh pada masa lampau kita kenal ada beberapa periode yakni Zaman batu, Zaman Perunggu dan Zaman besi. Apalagi teknologi – teknologi mutakhir masa kini pastinya sangat bergantung pada meterial canggih ,sehingga tak heran jika semuanya memanfaatkan perangkat produk dan sistem yang terbuat dari meterial . Setiap bagian dari kehidupan kitapun tak luput dari peranan material seperti pakaian, bangunan, transportasi, produk makanan, komunikasi serta hiburan. Semakin banyaknya penelitian yang dilakukan oleh para ilmuan dan ahli teknologi selama ini maka banyak orang yang dapat membuat produk-produk lebih baik. Menurut sejarah , kemajuan dan perkembangan dari kehidupan manusia ternyata berkaitan dengan kemampuan untuk membuat dan merekayasa material untuk memenuhi kebutuhan hidup. Saat pertama kali manusia berada dibumi hanya sedikit materal yang dikenal, seperti misalnya kayu, batu, kulit dan tanah. Namun dengan seiring berjalannya waktu dan semakin berkembangnya manusia maka kebutuhan akan material pun semakin hari semakin bertambah sehingga memaksa manusia untuk menciptakan inovasi-inovasi baru dengan melakukan beberapa teknik sehingga mampu menciptakan material baru yang memiliki sifat lebih unggul dari material yang ada di alam, seperti misalnya logam, plastik, kaca dan fiber.
B. Klasifikasi Material dan Aplikasi nya
Material di klasifikasikan menjadi beberapa tipe yang memiliki karakteristik yang sama. Material dapat di kelompokkan dengan berbagai cara, salah satunya didasarkan pada ikatan atom
dan struktur. Berdasarkan cara ini material dapat diklasifikasikan menjadi logam, polimer, dan keramik. Sebagai penambahan, terdapat dua kelompok material yang cukup penting dalam rekayasa material yaitu komposit dan semikonduktor. Ditinjau dari segi struktur, terdapat jenis material tambahan yaitu material komposit. Apabila klasifikasi material ditinjau dari kemampuan konduktivitasnya maka akan terdapat tambahan golongan material semikonduktor. Selain itu ada pula biomaterial yang termasuk dalam material tingkat tinggi. Akan tetapi secara garis besar atau secara umum ada 4 jenis material yan g merupakan cikal bakal terbentuk nya turunan jenis material khusus yang lain, antara lain :
1. Logam
Material – material dalam kelompok ini disusun oleh satu atau lebih unsur logam (misalnya besi, alumunium, tembaga, titanium, emas, dan nikel), dan juga seringkali mengandung unsur non logam (misalnya karbon, nitrogen dan oksigen) dalam jumlah yang relatif kecil. Atom – atom pada logam dan paduannya mempunyai ciri – ciri tersusun secara sangat teratur, dan apabila dibandingkan dengan keramik dan polimer susunan antar atom – atomnya cenderung lebih rapat. Karakteristik susunan antar atomnya yang khas ini, k emudian disebut sebagai ikatan logam. Material logam memiliki nilai elektron bebas yang tinggi, dimana berarti terdapat sejumlah besar elektron yang tidak terikat pada inti atom sehingga bisa bergerak bebas. Sifat – sifat dari material logam yang khas ini dapat dijelaskan melalui karakterisitik elektronnya tersebut. Yang paling utama, yaitu apabila diamati dari sifat logam yang merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Selain itu susunan atom material logam yang teratur dan respon dari elektron bebas terhadap getaran elektromagnetik pada frekuensi cahaya membuatnya tidak mampu ditembus oleh cahaya sehingga tidak tembus pandang seperti halnya kaca. Permukaan material logam akan mengkilap apabila dipoles. Sebagai tambahan, beberapa jenis logam (Fe, Co, Ni) juga memiliki sifat magnetik yang kuat. Mengenai sifat mekaniknya, material logam cenderung bersifat cukup kaku dan kuat, ulet (ductile = dapat mengalami deformasi atau perubahan bentuk tanpa mengalami patah) sehingga
punya kemampuan mampu dibentuk (formability) yang baik (misalnya melalui penempaan, pengerolan, dll), dan mampu menerima pembebanan secara tiba – tiba tanpa mengalami patah (shock resistance). Sifat – sifat tersebut membuat logam mempunyai jangkauan aplikasi yang sangat luas dalam dunia industri hingga saat ini. Aplikasi dari material logam antara lain : 1) Baja Paduan (Alloy Steel)
Baja yang dicampur dengan satu atau lebih unsur campuran seperti nikel, mangan, molibdenum, kromium, vanadium, dan wolfram yang berguna untuk memperoleh sifat-sifat baja yang dikehendaki seperti sifat kekuatan, kekerasan, dan keuletannya.
RESISTANCE TEMPERATURE DETECTOR (untuk menentukan nilai atau besaran suatu temperatur/suhu dengan menggunakan elemen sensitif dari kawat platina, tembaga, atau nikel murni, yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperatur di dalam kisaran suhunya) MESIN EKSTRAK VACUUM EVAPORATOR MULTI EFFECT (untuk proses Ekstraksi dan pengkonsentrasian cairan dalam farmasi, kimia, makanan, susu produk industri, terutama yang berlaku untuk berkonsentrasi termal di bawah sistem vakum dan suhu rendah)
2) Besi Cor (Cast Iron) Besi cor merupakan paduan Besi-Karbon dengan kandungan C 3-4,5%. Paduan ini memiliki sifat mampu cor yang sangat baik namun memiliki elongasi yang relatif rendah. Oleh karenanya proses pengerjaan bahan ini tidak dapat dilakukan melalui p roses pembentukan, melainkan melalui proses pemotongan (pemesinan) maupun pengecoran.
CAST IRON CENTRIFUGAL PUMP (Pompa yang biasa digunakan pada industri minyak bumi, sebagian besar pompa yang digunakan dalam fasilitas pos penampungan, suatu unit pengumpul fluida dari sumur produksi sebelum diolah/dipasarkan)
3) Logam Non Besi (Non Ferrous) Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). a) Titanium
Kipas mesin International Aero Engines V2500 ini dipasang di Maskapai Airbus A320 terbuat dari Titanium
b) Magnesium Senyawa magnesium digunakan sebagai bahan tahan api dalam tungku peleburan untuk memproduksi logam (besi dan baja), kaca, dan semen. Dengan kepadatan hanya dua pertiga dari aluminium, magnesium memiliki banyak kegunaan sebagai pembuat struktur ringan seperti dalam pesawat dan konstruksi rudal. Kegunaan lain magnesium meliputi untuk membuang sulfur dari besi dan baja, membuat pelat photoengraved dalam industri percetakan, agen reduktor untuk produksi uranium murni dan logam lainnya dari garamnya, serta piroteknik.
c) Nikel Turbin gas Pesawat Aplikasi medis Sistem tenaga nuklir Kimia dan petrokimia industri Pelindung baja (stainless steel), pelindung tembaga, industri baterai, Elektronik, aplikasi industri pesawat terbang, industri tekstil, turbin Pembangkit listrik bertenaga gas, pembuat magnet kuat,pembuatan alat-alat laboratorium (nikrom), kawat lampu Listrik, katalisator lemak, pupuk pertanian, dan berbagai fungsi lain
d) Molibdenum Molibdenum adalah agen paduan logam penting karena memberi kontribusi terhadap kekerasan baja. Molibdenum mampu meningkatkan kekuatan baja pada suhu tinggi. Molibdenum digunakan pula dalam aplikasi energi nuklir, rudal, dan bagian pesawat terbang. Logam ini berperan sebagai katalis dalam pemurnian minyak bumi serta menemukan aplikasinya sebagai bahan filamen dalam peralatan elektronik dan listrik. Molibdenum merupakan unsur penting dalam nutrisi tanaman, sehingga membuat tanah menjadi tandus akibat kekurangan unsur ini. Molibdenum sulfida berguna sebagai pelumas, terutama pada suhu tinggi dimana pelumas lain akan terurai. Bubuk molibdenum digunakan dalam tinta sirkuit untuk papan sirkuit, dalam microwave, serta untuk perangkat solid-state.
II.
Keramik
Keramik adalah senyawa yang tersusun dari perpaduan antara unsur logam dan non logam yang kemudian membentuk suatu senyawa baru yang umumnya termasuk ke dalam jenis oxide, nitride, dan carbide. Sebagai contoh, beberapa keramik yang umumnya dikenal yaitu alumunium oksida (alumina atau Al2O3), silicon dioksida (silika atau SiO2), silicon karbida (SiC), silikon nitride (Si3N4). Sebagai tambahan, juga terdapat beberapa material keramik yang termasuk ke dalam kelompok keramik tradisional seperti mineral – mineral, lempung, semen pada beton, batu bata,isolator listrik, magnet permanen dan kaca. Grafit dan intan juga dimasukkan ke dalam kelompok keramik. Keramik biasanya dihubungkan dengan istilah “ikatan campuran”-sebuah kombinasi dari ikatan kovalen, ionic, dan terkadang metalik. Terdiri dari deretan atom – atom yang saling berhubungan satu sama lain, dan tidak ada molekul yang terpisah. Karakteristik ini membedakan keramik dari padatan molekular, seperti kristal iodine (tersusun dari molekul I2 yang terpisah) dan paraffin wax (tersusun oleh rantai panjang molekul alkana). Selain itu es, dimana tersusun dari molekul terpisah H2O, juga termasuk ke dalam kelompok ini walaupun memiliki perilaku seperti keramik. Secara tipikal material ini tahan terhadap listrik dan panas, dan lebih tahan terhadap temperatur tinggi dan lingkungan yang buruk dibandingkan d engan logam dan polimer. Selain itu keramik memiliki sifat keras, kaku , kuat namun mudah pecah. Aplikasi dari material keramik antara lain : a) Kaca (glasses) sebagai bahan pembuatan kacamata, gelas, botol, jendela, bolam lampu, dll. b) Produk Lempung/Tanah liat (Clay Product) seperti batu bata, pipa tanah liat, ubin, genteng, dll. c) Perabotan (Furniture) Biasa nya berwarna putih seperti china, porselin, vas, pottery, stoneware, dll. d) Alat Potong (Cutting Tools) Material alat potong, tungsten carbide, cubic boron nitride, aluminium oxide, dll.
III.
Polimer
Polimer merupakan molekul makro yang dibentuk oleh atom – atom yang terikat secara kovalen membentuk suatu satuan molekul yang disebut monomer, dan kemudian satuan molekul ini tersambung dengan kelompok – kelompok monomer sejenis yang lain, membentuk suatu rantai yang panjang dan berulang. Sebagian besar polimer merupakan senyawa organik berbasis karbon, hydrogen, dan unsur – unsur non logam lainnya seperti sulfur/belerang (S) dan klorin (Cl). Karakteristik Ikatan antar rantai molekul polimer sangat mempengaruhi karakteristiknya. Struktur
cross linking (ikatan silang) dari rantai polimer merupakan kunci dari proses vulkanisasi yang dapat mengubah karet alam yang awalnya belum memiliki fungsi aplikasi menjadi produk yang berguna dalam kehidupan sehari – hari seperti misalnya ban mobil yang membuat bepergian dengan sepeda menjadi lebih nyaman. Istilah polimer dan plastik seringkali dipertukarkan. Padahal sebenarnya, plastik merupakan kombinasi dari polimer – polimer yang biasanya juga diberi bahan tambahan lain untuk memenuhi kemampuan dan penampilan yang diinginkan. Plastik merupakan pemantul cahaya yang kurang baik, dan cendrung bersifat transparan dan transluen. Polimer secara tipikal memiliki densitas yang rendah, sangat fleksibel, dan mudah dibentuk. Berdasarkan sumbernya polimer dapat dibagi menjadi dua yakni polimer alami dan polimer sintetis . contoh dari polimer alami kayu, kulit binatang, kapas, karet alam dan rambut. Sedangkan polimer sintetis sendiri ada tiga macam yakni pertama terdapat secara alami contohnya nylon, poliester, polipropilen, polistiren. Kedua yang terdapat dialam tetapi dibuat oleh proses buatan contohnya karet sintetis. Ketiga Polimer alami yang dimodifikasi: seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifatsifat kimia dan fisika asalnya). Aplikasi dari material keramik antara lain : a) Polimer Komersil Polimer yang dihasilkan di negara berkembang, harganya murah dan banyak dipakai dalam kehidupan sehari hari, Contohnya yaitu: Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), melamin formaldehid. b) Polimer teknik (engineering polymers). Polimer ini sebagian dihasilkan di negara berkemban g dan sebagian lagi di negaramaju. Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang transportasi (mobil, truk, kapal udara), bahan bangunan (pipa ledeng), barang- barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi. Contohnya: Nylon, polikarbonat, polisulfon, poliester. c) Polimer fungsional (functional polymers). Polimer ini dihasilkan dan dikembangkan di negara maju dan dibuat untuk tujuankhusus dengan produksinya dalam skala kecil. Contohnya yaitu: kevlar, nomex, textura, polimer penghantar arus dan foton, polimer pekacahaya, membran, biopolimer.
IV.
Komposit
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). Bahan komposit memiliki banyak keunggulan, diantaranya berat yang lebih ringan, kekuatan yang
lebih tinggi, tahan korosi dan memiliki biaya perakitan yang lebih murah karena berkurangnya jumlah komponen dan baut-baut penyambung. Kekuatan tarikdari komposit 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 tempuh yang lebih jauh.Terdapat cukup banyak material komposit yang terdiri lebih dari satu tipe material yang telah dibuat. Sebuah komposit dirancang untuk memperlihatkan kombinasi d ari sifat/karakteristik terbaik dari masingmasing komponen material. Serat kaca (Fiberglass) merupakan salah satu contoh yang sangat umum, dimana serat gelas dilekatkan ke dalam material polimer. Fiber glass memiliki sifat kuat yang berasal dari kaca dan sifat lentur yang berasal dari polimer. Banyak sekali pengembangan material terbaru melibatkan material komposit. Salah satu contoh aplikasi bahan komposit yakni pada bidang optikal material. Contoh lain dapat dilihat di “plastik” casing set televisi, sel-telepon dan sebagainya. Ini casing plastik biasanya material komposit terdiri dari matriks termoplastik seperti akrilonitril-butadiena-stirena (ABS) di mana kalsium karbonat kapur, bedak , kaca seratatau serat karbon telah ditambahkan untuk menambah kekuatan, massal, atau elektro-statis dispersi. Penambahan ini dapat disebut sebagai serat penguat, atau dispersan, tergantung pada tujuan mereka.
DAFTAR PUSTAKA
https://www.amazine.co/28395/molibdenum-mo-fakta-sifat-kegunaan-efek-kesehatannya/ (Di akses pada Minggu, 5 November 2017 pukul 19.00)
https://www.amazine.co/26457/magnesium-mg-fakta-sifat-kegunaan-efek-kesehatannya/
(Di akses pada Minggu, 5 November 2017 pukul 19.00)
http://sitimaulidina.blogspot.co.id/2015/02/p-margin-bottom-0.html
(Di akses pada Minggu, 5 November 2017 pukul 19.00)
http://ajank-sifajar.blogspot.co.id/2010/01/makalah-material-teknik-keramik-nama.html
(Di akses pada Minggu, 5 November 2017 pukul 19.00)
https://www.scribd.com/doc/117661788/Makalah-aplikasi-bahan-teknik
(Di akses pada Minggu, 5 November 2017 pukul 19.00)
http://idamhalik.blogspot.co.id/2012/10/contoh-makala-fungsi-dan-peranan-bahan.html
(Di akses pada Minggu, 5 November 2017 pukul 19.00)
http://dendi128.blogspot.co.id/2010/01/tugas-material-teknik.html
(Di akses pada Minggu, 5 November 2017 pukul 19.00)
