KRITERIA PEMILIHAN BAHAN KONSTRUKSI TEKNIK KIMIA
-
Upload
dian-mayasari -
Category
Documents
-
view
370 -
download
47
description
Transcript of KRITERIA PEMILIHAN BAHAN KONSTRUKSI TEKNIK KIMIA
Nama : Dian Maya SariNIM : 03121003061Kelas : ATeknik Kimia Inderalaya
TUGAS BAHAN KONSTRUKSI TEKNIK KIMIA
KRITERIA PEMILIHAN BAHAN KONSTRUKSI TEKNIK KIMIA
Pemilihan material konstruksi untuk peralatan teknik kimia bukan masalah
mudah. Pemilihan material mempengaruhi keselamatan, kehandalan, seumur
hidup, dan biaya peralatan. Banyak kriteria yang harus dipertimbangkan, dan ada
berbagai jenis bahan yang sedikit jumlah ketersediaannya. Perancangan pabrik
untuk industri kimia tentu harus memperhatikan berbagai macam pertimbangan.
Hal ini dilakukan untuk mengefektifkan dan mengefesienkan pengunaan bahan
konstruksi kimia tersebut sehingga menjadi satu keharusan bagi kita untuk
mengetahui sifat-sifat dari bahan itu sendiri. Dalam memilih bahan konstruksi
teknik kimia diperlukan beberapa kriteria seperti biaya, ketersediaan, dan sifat-
sufat umum bahan konstruksi. Berikut ini penjelasan mengenai kriteria-kriteria
tersebut.
1. Biaya
Biaya aktual dari logam dan paduan akan berfluktuasi cukup luas,
tergantung pada pergerakan logam dunia. Jumlah bahan yang digunakan akan
tergantung pada berat jenis material dan kekuatan (desain stress) dan ini harus
diperhitungkan ketika membandingkan biaya material. Peringkat dihitung
biayanya, relatif terhadap rating untuk baja ringan (karbon rendah). Bahan dengan
stres desain relatif tinggi, seperti paduan stainless dan rendah baja, dapat
digunakan lebih efisien daripada baja karbon. Biaya relatif peralatan yang terbuat
dari bahan yang berbeda akan tergantung pada biaya fabrikasi, serta biaya dasar
materi. Kecuali bahan tertentu memerlukan teknik fabrikasi khusus, biaya relatif
peralatan jadi akan lebih rendah dari biaya bahan relatif telanjang.
Sebagai contoh, biaya yang dibeli dari stainless steel tangki penyimpanan
akan menjadi 2 sampai 3 kali biaya dari tangki yang sama dalam baja karbon,
sedangkan biaya relatif dari logam adalah antara 5 sampai 8. Jika laju korosi
seragam, maka materi yang optimal dapat dipilih dengan menghitung tahunan
biaya untuk bahan kandidat yang mungkin. Biaya tahunan akan tergantung pada
diperkirakan hidup, dihitung dari laju korosi, dan biaya pembelian peralatan.
Dalam situasi tertentu, mungkin terbukti lebih ekonomis untuk menginstal bahan
yang lebih murah dengan tingkat korosi yang tinggi dan menggantinya sering;
ketimbang memilih lebih tahan tetapi lebih mahal material. Strategi ini hanya
akan dipertimbangkan untuk relatif sederhana.Tabel 1. Peringkat biaya relatif untuk logam
Desain stres (N / mm2)
Baja karbon 1 100
Al-paduan (Mg) 4 70
Stainless steel 18/8 (Ti) 5 130
Inconel 12 140
Kuningan 10-15 76
Perunggu 16 87
Alumunium 18 14
Monel 19 120
Tembaga 27 46
Nikel 35 70
Catatan: Angka desain stres ditunjukkan untuk tujuan ilustrasi saja dan tidak
boleh digunakan sebagai desain nilai-nilai.
2. Ketersediaan
Bahan konstruksi harus tersedia dalam jumlah yang cukup untuk pabrikasi.
Selain ketersediaan bahan, perlu diperhatikan juga peralatan untuk mengolah
bahan tersebut hingga siap dipakai dan dipabrikasi. Bahan baku sebaiknya tersedia
di lingkungan sekitar yang cukup dekat, sehingga tidak perlu mendatangkan
bahan dari tempat lain.
3. Sifat-sifat umum bahan konstruksi kimia
Sifat-sifat umm bahan konstruksi kimia terbagi dalam tiga bagian umum
yaitu sifat mekanik, sifat thermal, dan sifat kelistrikan.
a. Sifat mekanik
Sifat mekanik adalah salah satu sifat yang terpenting, karena sifat mekanik
menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang terbuat dari bahan
tersebut) untuk menerima beban/gaya/energi tanpa menimbulkan kerusakan pada
bahan atau komponen tersebut. Seringkali bila suatu bahan mempunya sifat
mekanik yang baik tetapi kurang baik pada sifat yang lain, maka diambil langkah
untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan.
Misalkan saja baja yang sering digunakan sebagai bahan dasar pemilihan
bahan. Baja mempunyai sifat mekanik yang cukup baik, dimana baja memenuhi
syarat untuk suatu pemakaian tetapi mempunyai sifat tahan terhadap korosi yang
kurang baik. Untuk mengatasi hal itu seringkali dilakukan sifat yang kurang tahan
terhadap korosi tersebut diperbaiki dengan cara pengecatan atau galvanising, dan
cara lainnya. Jadi tidak harus mencari bahan lain seperti selain kuat juga harus
tahan korosi, tetapi cukup mencari bahan yang syarat pada sifat mekaniknya
sudah terpenuhi namun sifat kimianya kurang terpenuhi.
Beberapa sifat mekanik bahan konstruksi kimia dapat dibedakan menurut
cara pembebanannya, yaitu:
- Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis yang
besarnya tetap atau bebannya mengalami perubahan yang lambat.
- Sifat mekanik dinamis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban dinamis
yang besar berubah-ubah, atau dapat juga dikatakan mengejut.
Ini perlu dibedakan karena tingkah laku bahan mungkin berbeda terhadap
cara pembebanan yang berbeda. Berikut ini adalah beberapa sifat mekanik yang
penting untuk diketahui:
- Kekuatan (strength), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima
tegangan tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini ada
beberapa macam, tergantung pada jenis beban yang bekerja atau
mengenainya. Contoh kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan,
kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.
- Kekerasan (hardness), dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan
untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau
penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance).
Kekerasan juga mempunya korelasi dengan kekuatan.
- Elastisitas (Elasticity), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima
tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen
setelah tegangan dihilangkan. Bila suatu benda mengalami tegangan maka
akan terjadi perubahan bentuk. Apabila tegangan yang bekerja besarnya
tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang terjadi hanya
bersifat sementara, perubahan bentuk tersebut akan hilang bersama dengan
hilangnya tegangan yang diberikan. Akan tetapi apabila tegangan yang
bekerja telah melewati batas kemampuannya, maka sebagian dari perubahan
bentuk tersebut akan tetap ada walaupun tegangan yang diberikan telah
dihilangkan. Kekenyalan juga menyatakan seberapa banyak perubahan
bentuk elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen
mulai terjadi, atau dapat dikatakan dengan kata lain adalah kekenyalan
menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula
setelah menerima bebang yang menimbulkan deformasi.
- Kekakuan (stiffness), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima
tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk
(deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih penting
daripada kekuatan.
- Plastisitas (plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami
sejumlah deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya
kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses
dengan berbagai macam pembentukan seperti forging, rolling, extruding dan
lain sebagainya. Sifat ini juga sering disebut sebagai keuletan (ductility).
Bahan yang mampu mengalami deformasi plastik cukup besar dikatakan
sebagai bahan yang memiliki keuletan tinggi, bahan yang ulet (ductile).
Sebaliknya bahan yang tidak menunjukkan terjadinya deformasi plastik
dikatakan sebagai bahan yang mempunyai keuletan rendah atau getas
(brittle).
- Ketangguhan (toughness), menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap
sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga dapat
dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk
mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu. Sifat ini
dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit diukur.
- Kelelahan (fatigue), merupakan kecendrungan dari logam untuk patah bila
menerima tegangan berulang-ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh
dibawah batas kekuatan elastiknya. Sebagian besar dari kerusakan yang
terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh kelelahan ini. Karenanya
kelelahan merupakan sifat yang sangat penting, tetapi sifat ini juga sulit
diukur karena sangat banyak faktor yang mempengaruhinya.
- Creep, atau bahasa lainnya merambat atau merangkak, merupakan
kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik yang
besarnya berubah sesuai dengan fungsi waktu, pada saat bahan atau
komponen tersebut tadi menerima beban yang besarnya relatif tetap.
b. Sifat thermal
Sifat thermal bahan adalah perubahan sifat yang berkaitan dengan suhu.
Sifat termal bahan konstruksi dikaitkan dengan perpindahan kalor. Perpindahan
kalor ada 2 jenis, yaitu keadaan tetap (steady heat flow) dan keadaan berubah
(transien heat flow). Sifat thermal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:
- Kandungan uap air, apabila suatu benda berpori diisi air, maka akan
berpengaruh terhadap konduktifitas termal. Konduktifitas termal yang
rendah pada bahan insulasi adalah selaras dengan kandungan udara dalam
bahan tersebut.
- Suhu, pengaruh suhu terhadap konduktifitas termal suatu bahan adalah
kecil, namun secara umum dapat dikatakan bahwa konduktifitas termal
akan meningkat apabila suhu meningkat.
- Kepadatan dan porositas, konduktifitas termal berbeda pengaruh terhadap
kepadatan, apabila pori-pori bahan semakin banyak maka konduktifitas
termal rendah. Perbedaan konduktifitas termal bahan dengan kepadatan
yang sama akan tergantung pada perbedaan struktur yang meliputi ukuran,
distribusi, hubungan pori/lubang.
c. Sifat kelistrikan
Berdasarkan sifat kelistrikannya, material/bahan konstruksi kimia
dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:
- Konduktif – jika resistansinya < 105 ohm. Disini elektron mudah bergerak
atau mengalir, jadi netralisasi dapat dilakukan dengan mudah dengan cara
grounding. Contoh: logam dan tubuh manusia
- Insulatif – jika resistansinya > 1011 ohm. Elektron bisa dikatakan tak
dapat bergerak, jadi netralisasi hanya mungkin dilakukan dengan ionisasi.
Contoh: plastik dan karet. Dari pengukuran tribocharging, kita bisa
menentukan apakah muatan listrik mudah ditimbulkan pada bahan
tersebut. Jika tidak mudah membangkitkan muatan (atau muatan yang
dihasilkan cukup rendah), maka bahan itu dapat dikatakan sebagai anti-
statik.
- Statik disipatif – resistansi di antara 105 sampai 1011 ohm. Elektron dapat
bergerak tetapi lambat, jadi perlu diketahui parameter decay time. Untuk
mengetahui berapa cepat grounding dapat menetralisasi muatan.
Pengukuran tribocharging juga perlu dilakukan untuk mengetahui apakah
bahan tersebut anti-statik atau tidak. Umumnya bahan yang masuk
kategori statik disipatif adalah bahan buatan, artinya memang khusus
dibuat untuk mempunyai resistansi tertentu, misalnya bahan dasarnya
adalah insulatif tetapi diberi tambahan karbon dalam kadar tertentu untuk
membuatnya bersifat statik disipatif. Jika kadarnya berlebih, bahan juga
bisa bersifat konduktif.
Untuk mengukur nilai resistansi bahan, kita gunakan MegaOhmmeter
(atau Surface Resistance Meter). Alat ini semacam multimeter biasa tetapi dengan
jangkauan pengukuran sampai 100 G Ohm atau lebih. Kita juga dapat
menggunakan electrometer (misalnya Electrostatic Voltmeter/Fieldmeter) untuk
mengukur muatan listrik dari proses tribocharging dan dengan bantuan stopwatch,
kita pun dapat mengukur decay time secara kualitatif. Untuk hasil yang lebih
akurat, kita perlu menggunakan Charged Plate Monitor. Jadi, jika adanya muatan
listrik statik menimbulkan masalah, maka salah satu solusinya adalah dengan
menetralkan mutan listrik bersangkutan.
Cara efektif untuk menetralkan muatan listrik dilakukan berdasarkan sifat
listrik material/bahan.Pada dasarnya netralisasi muatan dapat dilakukan dua cara,
yaitu grounding dan ionisasi dengan ionizer. Grounding dilakukan jika elektron
dapat bergerak atau mengalir dalam bahan bersangkutan, yaitu dengan
menghubungkan bahan tersebut ke tanah/bumi atau bagian ground dari kabel
listrik karena tanah/bumi adalah reservoar muatan (sumber muatan yang tak-
terhingga). Sebaliknya, untuk bahan yang tak dapat mengalirkan muatan, maka
tidak ada jalan lain untuk menetralkan muatan kecuali memberikan muatan yang
berlawanan dari udara. Sebetulnya udara mengandung sejumlah molekul uap air
yang dapat menetralkan permukaan suatu benda, tapi netralisasi secara alami ini
akan berlangsung sangat lama.
Untuk mempercepat proses netralisasi, maka digunakan alat/peralatan
yang disebut Ionizer. Ionizer dirancang untuk menghasilkan sejumlah besar ion
positif maupun negatif dan ion-ion tersebut diarahkan ke permukaan benda yang
akan dinetralisasi. Selain itu, netralisasi juga dapat dilakukan dengan membasahi
permukaan bahan bersangkutan dengan air biasa (bukan DI water) atau larutan
yang mengandung air seperti IsoPropyl Alcohol (IPA).
MATERIAL KONSTRUKSI TEKNIK KIMIA
Material adalah segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati
ruang. Berdasarkan pengertian tersebut maka material teknik adalah material yang
digunakan untuk menyusun sebuah benda dan digunakan untuk perekayasaan dan
perancangan di bidang teknik. Material-material yang sering digunakan didalam
masalah teknik di bagi menjadi 4 bagian besar yaitu logam, keramik, polimer, dan
komposit.
1. Logam
Logam adalah material yang mempunyai daya hantar listrik yang tinggi
dengan sifat konduktor yang baik dan tahan terhadap temperatur tinggi,
mempunyai titik didih tinggi, keras, mengkilap, tidak tembus cahaya, dan dapat
dideformasi. Logam yang digunakan sebagai bahan teknik terbagi menjadi 2 yaitu
logam berbahan dasar Fe (Ferro) atau besi dan logam yang tidak berbahan dasar
Ferro (non Ferro). Logam besi adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat
kuat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi.
Sedangkan logam non besi merupakan semua unsur logam yang komposisi
utamanya bukan besi. Contohnya adalah logam dan paduan seperti aluminium,
tembaga, timah, emas, magnesium, dan sebagainya.
a. Logam berbahan dasar besi
Ferro (Fe) berasal dari bahasa Latin yang berarti besi. Besi adalah logam
yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan
manusia sehari-hari. Dalam Sistem Periodik Unsur (SPU), besi mempunyai
simbol Fe dengan nomor atom 26. Besi merupakan logam yang melimpah nomor
dua setelah logam aluminium dan merupakan unsur melimpah nomor 4 penyusun
kulit bumi, membentuk 5% dari pada kerak bumi. Logam berbahan dasar besi
seperti besi tuang atau cast iron dan baja.
Tabel 2. Pembagian Paduan Logam Besi Menurut Komposisinya.
No
.Paduan Logam Besi Komposisi Kimia (%)
1. Besi Tuang (Cast Iron)
Besi Tuang Lunak
Besi Tuang Kelabu
Besi Tuang Putih
Besi Tuang Noduler
1.7% - 4% C ; 1% - 3% Si ; 0,80% Mn (maks) ;
0,10% P (maks) ; 0,05% S (maks) dengan
unsur-unsur pemadu seperti Cr, Ni, Mo, Al dan
logam lainnya.
2. Baja Paduan Rendah
Baja Karbon Rendah 0.08% - 0.35% C ; 0.25% - 1.50% Mn
Baja Karbon Sedang 0.35% - 0.50% C ; 0.25% - 0.30% Si
Baja Karbon Tinggi 0.55% - 1.70 % C ; 0.04% P ; 0.05% Si
3. Baja Paduan Tinggi
Baja Stainless a. Feritik (12% Cr dan kadar karbon rendah).
b. Martensitik (12% - 17% Cr dan 0.1% - 1%
C)
c. Austenitik (17%-25% Cr dan 8% - 20% Ni)
d. Duplek (23% - 30% Cr dan 2.5% - 7% Ni
serta unsur Ti dan Mo.
e. Presipitasi (seperti austenitik dengan unsur
pemadu Cu, Ti, Al, Mo, Nb atau N).
Baja Perkakas a. General Purpose Steels
b. Die Steels
c. High Speed Steels(0.85% - 1.25% C ;
1.50% - 2.0% W ; 4 - 9.5% Mo ; 3% - 4%Cr
; 1% - 4% V ; 5% - 12% Co).
1) Besi Tuang (Cast Iron)
Besi tuang atau besi cor adalah kelompok paduan besi memiliki kadar
karbon diatas 1.7% (berat). Dikarenakan elemen utamanya selain C dan Si,
juga ada elemen-elemen pemadu lainnya seperti Mn, S, P, Mg, dan lain-lain
dalam jumlah yang sedikit. Sifatnya sangat getas namun mampu cornya baik
dibanding baja.Titik cairnya lebih rendah, ketahanan korosinya lebih baik, hal
ini dikarenakan adanya grafit yang tersebar di dalam besi tuang. Berdasarkan
jenis matriksnya, besi tuang terdiri dari besi tuang lunak, besi tuang kelabu,
besi tuang putih, dan besi tuang noduler.
Karbon bebas dari besi cor berupa Grafit yang memiliki sifat getas. Dari
bentuk grafit besi cor dapat dibagi menjadi:
- Besi cor putih ( tidak memiliki grafit dan sifatnya hampir sama dengan
baja karbon tinggi)
- Besi Cor Kelabu (grafit berbentuk pipih)
- Besi cor nodular (grafit berbentuk bulat)
- Besi cor maliable( grafit berbentuk bunga)
2) Baja (Steels)
Baja paduan adalah baja paduan dengan berbagai elemen dalam jumlah
total antara 1,0% dan 50% berat untuk meningkatkan sifat mekanik. Baja
paduan dipecah baja paduan rendah dan baja paduan tinggi.
a. Baja paduan rendah (low alloy steel)
Baja paduan rendah biasanya digunakan untuk mencapai hardenability
lebih baik, yang pada gilirannya akan meningkatkan sifat mekanis lainnya.
Mereka juga digunakan untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam kondisi
lingkungan tertentu.Dengan menengah ke tingkat karbon tinggi, baja paduan
rendah sulit untuk las. Menurunkan kandungan karbon pada kisaran 0,1% menjadi
0,3% bersama dengan beberapa pengurangan elemen paduan, meningkatkan
weldability dan sifat mampu bentuk baja dengan tetap menjaga kekuatannya.
Seperti logam digolongkan sebagai baja paduan rendah kekuatan tinggi. Baja
paduan rendah dikelompokan menjadi 3, yaitu:
- Baja karbon rendah (low carbon steel), baja ini dengan komposisi karbon
kurang dari 0.35%.Fasa dan struktur mikronya adalah ferrit dan perlit. Baja
ini tidak bisa dikeraskan dengan cara perlakuan panas (martensit) hanya bisa
dengan pengerjaan dingin. Sifat mekaniknya lunak, lemah, dan memiliki
keuletan dan ketangguhan yang baik.Serta mampu mesin (machinability) dan
mampu las nya (weldability) baik.
- Baja karbon sedang (medium carbon steel), baja ini memiliki komposisi
karbon antara 0.35%-0.50% C (berat). Dapat dikeraskan dengan perlakuan
panas dengan cara memanaskan hingga fasa austenit dan setelah ditahan
beberapa saat didinginkan dengan cepat ke dalam air atau sering disebut
quenching untuk memperoleh fasa ang keras yaitu martensit. Baja ini terdiri
dari baja karbon sedang biasa (plain) dan baja mampu keras.Kandungan
karbon yang relatif tinggi itu dapat meningkatkan kekerasannya. Namun tidak
cocok untuk di las, dengan kata lain mampu las nya rendah. Dengan
penambahan unsur lain seperti Cr, Ni, dan Mo lebih meningkatkan mampu
kerasnya. Baja ini lebih kuat dari baja karbon rendah dan cocok untuk
komponen mesin, roda kereta api, roda gigi (gear), poros engkol (crankshaft)
serta komponen struktur yang memerlukan kekuatan tinggi, ketahanan aus,
dan tangguh.
- Baja karbon tinggi (high carbon steel), baja karbon tinggi memiliki
komposisi antara 0.55– 1.7% C (berat).Kekerasan dan kekuatannya sangat
tinggi, namun keuletannya kurang.baja ini cocok untuk baja perkakas, dies
(cetakan), pegas, kawat kekuatan tinggi dan alat potong yang dapat
dikeraskan dan ditemper dengan baik. Baja ini terdiri dari baja karbon tinggi
biasa dan baja perkakas.Khusus untuk baja perkakas biasanya mengandung
Cr, V, W, dan Mo. Dalam pemaduannya unsur-unsur tersebut bersenyawa
dengan karbon menjadi senyawa yang sangat keras sehingga ketahanan aus
sangat baik.
b. Baja Paduan Tinggi (high alloy steel)
Baja ini memiliki ketahanan korosi yang baik, terutama pada kondisi
atmosfer.Unsur utama yang meningkatkan korosi adalah Cr dengan komposisi
paling sedikit 11%(berat). Ketahanan korosi dapat juga ditingkatkan dengan
penambahan unsur Ni dan Mo. Baja tahan karat dibagi menjadi tiga kelas utama
yaitu jenis martensitik, feritik, dan austenitik. Jenis feritik dan martensitik bersifat
magnetis, sedangkan jenis austenitik tidak magnetis.
b. Logam berbahan bukan besi
Logam non besi adalah logam dengan unsur penyusun utamanya selain Fe
(besi) yang dicampur dengan unsur lain. Contohnya adalah kuningan (Cu + Zn),
alumunium, dan brass.
2. Keramik
Keramik adalah suatu material yang merupakan perpaduan logam dan non
logam yang membentuk sifat baru melalui proses pemanasan. Klasifikasi keramik
menurut bahannya dibagi menjadi dua yaitu bahan organik bukan logam dan
bahan dari senyawa logam seperti oksida, barida, karbida, dan nitrida. Pemakaian
keramik berbahan organik digunakan pada temperatur tinggi. Penggunaan
keramik biasanya untuk isolator, komponen-komponen abrasif, dapat digunakan
sebagai lapisan penghalang termal contoh Batu Tahan Api (BTA). Sifat-sifat
umum keramik adalah keras dan getas, kuat tariknya rendah, kuat tekan tinggi,
isolatir yang baik, tahan korosi, dan tahan pada temperatur tinggi. Keramik terbagi
atas dua, yaitu:
a. Keramik Tradisional
Keramik tradisional adalah keramik yang pembuatannya mengalami
proses pemisahan secara tradisional. Contohnya gerabah dan ubin.
b. Keramik Modern
Keramik modern adalah keramik yang mengalami proses kimia secara
modern untuk mendapatkan sifat yang diinginkan. Contohnya keramik pada besi
dibuat untuk mencegah rugi-rugi panas pada pencetusan awal pembakaran.
3. Polimer
Polimer merupakan gabungan monomer-monomer yang membentuk rantai
hidrokarbon (C-H) yang panjang. Klasifikasi polimer dapat dibagikan berdasarkan
sumber bahan dan sifat termalnya. Sifat-sifat umum dari polimer adalah ringan
(masa jenis relatif rendah), tidak tahan temperatur tinggi, kekuatan tarik rendah
dan keuletan tinggi, merupakan isolator yang baik, dan modulus elastisitas rendah.
Menurut sumber bahan, polimer terbagi menjadi dua yaitu dari alam seperti
hewan, tumbuhan, dan mineral, dan polimer dari bahan sintetis seperti hasil
polimerisasi hasil polimer adisi. Menurut sifat termal terbagi menjadi tiga yaitu:
a. Termoplastik
Termoplastik merupakan polimer dengan rantai karbon lurus, tidak tahan
temperatur tinggi, dan berkekuatan rendah. Contohnya plastik.
b. Termosetting
Termosetting merupakan polimer dengan rantai hidrokarbon bercabang,
tahan terhadap temperatur tinggi, dan mempunyai stabilitas yang tinggi.
Contohnya adalah PVC (Poly Vinyl Chloride) dan melamin.
c. Elastomer
Elastomer merupakan polimer yang mempunyai tingkat elastisitas yang
tinggi dan rantai karbon berbentuk jala. Contohnya karet alam.
4. Komposit
Komposit merupakan perpaduan dua unsur yang terdiri dari matriks dan
fiber/serat, yang masih memiliki sifat aslinya. Fiber sebagai penguat dan matriks
sebagai pengikat. Jenis-jenis fiber/serat ada empat, yaitu serat gelas, serat karbon,
serat polimer, dan serat logam. Berdasarkan matriksnya, komposit terbagi
menjadi:
a. Metal Matrics Composite (MMC) dengan logam sebagai matriks.
Contohnya badan pesawat terbang.
b. Ceramic Matrics Composite (CMC) dengan keramik sebagai matriks.
Contohnya tiang bangunan beton.
c. Polymer Matrics Composite (PMC) dengan polimer sebagai matriks.
Contohnya ban.
Klasifikasi dari komposit tergantung kepada bahan-bahan penyusun
seperti:
a. Beton bertulang, dengan matriksnya berupa pasir, semen, kerikil dan
seratnya berupa batang baja.
b. Pahat karbida, dengan matriksnya berupa perlit, dan seratnya berupa
karbida besi (sementit).
c. Pahat cermet, dengan matriksnya berupa keramik, dan seratnya berupa
logam.
d. Carbonex, dengan matriksnya berupa resin, dan seratnya berupa serat
karbon.
PERHITUNGAN DISTRIBUSI FASA MENGGUNAKAN HUKUM LEVER
Prosedur lever rule (hukum tuas) biasanya digunakan untuk mencari
persen atau fraksifase. Selain menggunakan hukum lever, digunakan juga garis
horizontal (tie line). Prosedur dari hukum tuas antara lain adalah sebagai berikut:
1. Tarik garis horisontal pada temperatur yang diketahui.2. Diperoleh komposisi alloy keseluruhan, Co.3. Fraksi sebuah fase dihitung dengan mengambil panjang dari
komposisi alloy keseluruhan, Co, kebatas fase yang lainnya dan dibagi dengan panjang total tie line(panjang CL - Cα).
4. Fraksi fase yang lain dilakukan dengan cara yang sama.5. Jika diinginkan dalam persen, fraksi dikali 100. Jika komposisi dalam % berat,
makafraksi adalah fraksi massa (berat).
W l=S
R+S
W l=Cα−C o
C α−CL
dimana: WL = fraksi berat fase L
Cα = komposisi fase α
CL = komposisi fase L
Co = komposisi keseluruhan
Sebagai contohnya yaitu diagram fase tembaga-nikel yang bisa dilihat pada
gambar dibawah ini:
W l=42,5−35
42,5−31,5
=0,68
Dengan cara yang sama untuk fase α :
W α=R
R+S
¿C o−CL
Cα−C L
¿ 35−31,542,5−31,5
=0,32