Teori PENGUAT KOMPOSIT, MATRIK KOMPOSIT, STRUKTUR KOMPOSIT

Teori PENGUAT KOMPOSIT, MATRIK KOMPOSIT, STRUKTUR KOMPOSITOleh :Rony agista apriansyah121910101009Moh sya roni121910101037Akhmad faisol131910101033Achmad Widodo131910101026KOMPOSITTeori Penguat KompositTeori Matrik KompositTeori Struktur Komposit

Penyusun kompositKomposit pada umumnya terdiri dari 2 fasa:1. MatriksMatriks 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 FiberSalah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit.

kompositBahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan.Gabungan Makro

Gabungan Mikro

Gabungan Makro

Dapat dibedakan secara langsung dengan cara melihat.

Penggabungannya lebih secara fisis dan mekanis.

Penggabungannya dapat dipisahkan secara fisis ataupun secara mekanis.Contoh : Kevlar, Glass Fiber Reinforced Plastic ( GFRP ) Gabungan MikroTidak dapat dibedakan dengan cara melihat secara langsung.

Penggabungannya lebih secara kimiawi.

Penggabungannya tidak dapat dipisahkan secara fisis dan mekanis, tetapi dapat dilakukan dengan secara kimiawi.

Contoh : Logam paduan, besi cor, baja, dll.

Teori Penguat Komposit

A. PartikelB. FiberC. StrukturIlustrasi Komposit Berdasarkan PenguatBerdasar sifat penguat dibagi menjadi 2 :Komposit Isotropik :Komposit yang penguatannya memberikan penguatan yang sama untuk berbagai arah (arah transversal maupun longitudinal) sehingga segala pengaruh regangan atau tegangan dari luar akan mempunyai nilai penguatan yang sama.

Komposit Anisotropik :Komposit yang matriksnya memberikan pengutan tidak sama terhadap arah yang berbeda.

Particle Komposit

Komposit yang mengandung bahan penguat berbentuk partikel atau serbuk. Partikel sebagai bahan penguat sangat menentukan sifat mekanik dari komposit karena meneruskan beban yang didistribusikan oleh matrik.Large ParticleDispersion - strengthened

Large particleKomposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel, dimana interaksi antara partikel dan matrik terjadi tidak dalam skala atomik atau molekular.

A B

Flat flakes sebagai penguat (Flake composites)Fillers sebagai penguat (Filler composites)Dispersion strengthened particlea) Fraksi partikulat sangat kecil, jarang lebih dari 3%.b) Ukuran yang lebih kecil yaitu sekitar 10-250 nm.Dispersion - strengthenedFiber komposit

Sebagai penopang kekuatan dari komposit, sehingga tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang digunakan, karena tegangan yang dikenakan pada komposit mulanya diterima oleh matrik akan diteruskan kepada serat, sehingga serat akan menahan beban sampai beban maksimum. Oleh karena itu serat harus mempunyai tegangan tarik dan modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada matrik penyusun komposit.Syarat fiber :Mempunyai diameter yang lebih kecil dari diameter bulknya (matriksnya) namun harus lebih kuat dari bulknya.Harus mempunyai tensile strength yang tinggi.Tipe penempatan komposit

Struktur kompositKomposit struktural dibentuk oleh reinforce- reinforce yang memiliki bentuk lembaran-lembaran. Berdasarkan struktur, komposit dapat dibagi menjadi dua yaitu struktur laminate dan struktur sandwich

A

BIlustrasi komposit berdasarkan Strukturnya : Struktur laminate Sandwich panelLaminate

Laminate adalah gabungan dari dua atau lebih lamina (satu lembar komposit dengan arah serat tertentu) yang membentuk elemen struktur secara integral pada komposit. Proses pembentukan lamina ini menjadi laminate dinamakan proses laminai.

Jenis laminate

Jenis laminateContinous fiber laminate, lamina jenis ini mempunyai lamina penyusun denganserat yang tidak terputus hingga mencapai ujung-ujung lamina. Continous fiber laminate terdiri dari :Unidirectional laminate (satu arah), yaitu bentuk laminate dengan tiap lamina mempunyai arah serat yang sama. Kekuatan terbesar dari komposit lamina ini adalah searah seratnya.Crossplien quasi-isotropoic (silang), lamina ini mempunyai susunan serat yang saling silang tegak lurus satu sama lain antara lamina.Random/woven fiber composite, lamina ini mempunyai susunan serat.

Unidirectional laminateWoven fiber compositeJenis laminateDiscontinous fiber composite, berbeda dengan jenis sebelumnya maka laminate ini pada masing-masing lamina terdiri dari potongan serat pendek yang terputus dan mempunyai dua jenis yaitu :

Short Alighned Fiber, potongan serat tersusun dalam arah tertentu, sesuai dengan keperluan setiap lamina.

In-Plane Random Fiber, potongan serat disebarkan secara acak atau arahnya tidak teratur.

In-Plane Random Fiber

Short Alighned FiberSandwich panel

Komposit sandwich merupakan komposit yang tersusun dari 3 lapisan yang terdiri dari flat composite (metal sheet) sebagai kulit permukaan (skin) serta meterial inti (core) di bagian tengahnya (berada di antaranya).

Core yang biasa dipakai adalah core import, seperti polyuretan (PU), polyvynil Clorida (PVC), dan honeycomb.Komposit sandwich dibuat dengan tujuan untuk efisiensi berat yang optimal, namun mempunyai kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Sehinggga untuk mendapatkan karakteristik tersebut, pada bagian tengah diantara kedua skin dipasang core.Komposit sandwich merupakan jenis komposit yang sangat cocok untuk menahan beban lentur, impak, meredam getaran dan suara. Komposit sandwich dibuat untuk mendapatkan struktur yang ringan tetapi mempunyai kekakuan dan kekuatan yang tinggi.

Sandwich panelTeori Matrik Komposit

Ceramic matrix compositCMC merupakan material 2 fasa dengan 1 fasa berfungsi sebagai reinforcement dan 1 fasa sebagai matriks, dimana matriksnya terbuat dari keramik.Keuntungan dari CMC :1) Dimensinya stabil bahkan lebih stabil daripada logam2) Sangat tangguh , bahkan hampir sama dengan ketangguhan dari cast iron3) Mempunyai karakteristik permukaan yang tahan aus4) Unsur kimianya stabil pada temperature tinggi5) Tahan pada temperatur tinggi (creep)6) Kekuatan & ketangguhan tinggi, dan ketahanan korosi tinggi.Kerugian dari CMC1) Sulit untuk diproduksi dalam jumlah besar2) Relative mahal dan non-cot effective3) Hanya untuk aplikasi tertentu

Polymer matrix compositeJenis polimer yang banyak digunakan :1. Thermoplastic Thermoplastic adalah plastic yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas.

2. ThermosetThermoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan akanmembentuk arang dan terurai karena sifatnya yang demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin.

Metal matrix compositeMetal Matrix composites adalah salah satu jenis komposit yang memiliki matrik logam.Matrik pada MMC :1) Mempunyai keuletan yang tinggi2) Mempunyai titik lebur yang rendah3) Mempunyai densitas yang rendahContoh : Almunium beserta paduannya, Titanium beserta paduannya, Magnesium beserta paduannya.Proses pembuatan MMC :1) Powder metallurgy2) Casting/liquid ilfiltration3) Compocasting4) Squeeze casting

Sekian &Terimakasih