BAB II DASAR TEORI
2.4 Komposit berpenguat partikel
Komposit merupakan material yang mampu menggantikan logam, khusunya pada aplikasi penggunaan material dengan berat yang rendah. Komposit partikel merupakan suatu bahan yang terbentuk dari partikel-partikel yang tersebar didalam matrik pengikat. Karena penyebaran partikel-partikel tersebut komposit partikel dapat dirancang untuk mendapatkan sifa mekanik yang baik. Komposit partikel dapat dibuat dari partikel matrik logam maupun non-logam atau bisa juga dari kombinasi keduanya.
Jenis partikel sendiri menurut dengan panjangnya dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut :
1. Large particle
Komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel, dimana interaksi antara partikel dan matrik terjadi tidak dalam skala atomik atau molekular. Partikel seharusnya berukuran kecil dan terdistribusi merata. Contoh dari large particle composite adalah cemet dengan sand atau gravel, cemet sebagai matriks dan sand sebagai partikel, Sphereodite steel (cementite sebagai partikulat), Tire (carbon sebagai partikulat), Oxide-Base Cermet (oksida logam sebagai partikulat).
2. Dispersion strengthened particle
Fraksi partikulat sangat kecil, jarang lebih dari 3% dan ukuran yang lebih kecil yaitu sekitar 10-250 nm.
2.4.1 Partikel (serbuk atau butiran)
Ukuran partikel yang digunakan sangatlah bervariasi dari skala mikroskopis sampai skala makroskopis. Partikel ini banyak digunakan sebagai phase reinforcing pada logam dan keramik. Distribusi partikel didalam matrik komposit tersusun secara random, sehingga komposit yang dihasilkan
mempunyai sifat isotropc. Mekanisme penguatan oleh partikel ini tergantung pada ukuran partikel itu sendiri. Dalam skala mikroskopis, partikel yang digunakan adalah serbuk yang sangat halus yang terdistribusi dalam matrik dengan konsentrasi 15%. Keberadaan partikel di dalam matrik, akan menjadikan matrik menjadi lebih keras dan menghambat gerakan dislokasi yang akan timbul. Dalam kejadian ini, sebagian beban luar yang diberikan bekerja pada matrik (Findasari, 2006).
Kemudian untuk pembuatan komposit partikel sendiri ada tiga jenis partikel yang dapat digunakan, yaitu partikel logam, partikel non-logam (organic), dan partikel keramik. Penggunaan partikel dalam komposit dapat berupa bahan organik atau non-organik. Ada empat kemungkinan kombinasi yang dapat dilakukan (Jones, R.M : 8), yaitu :
1. Nonmetallic in nonmetallic composites
Pada jenis ini partikel dan matrik yang digunakan berasal dari bahan baku logam. Contohnya beton, beton ini tersusun dari adanya pasir, kerikil, semen, dan air yang dicampurkan sesuai dengan takarannya yang setelah itu bereaksi secara kimia lalu hasilnya mengeras setelah kering.
2. Metallic in nonmetallic composites
Komposit ini tersusun oleh partikel logam. Contoh bahan ini adalah serbuk logam yang dicampurkan dengan resin thermoset, komposit ini sangat kuat dan keras dan memiliki kemampuan menahan panas yang baik. Karena itu bahan ini banyak digunakan dalam bidang elektrik.
3. Metallic in metallic composites
Untuk jenis komposit ini masih sangat jarang digunakan dan biasanya merupakan paduan yang nantinya diharapkan akan mempunyai keunggulan-keunggulan tertentu.
4. Nonmetallic in metallic composites
Partikel non logam seperti keramik dapat dimasukan ke dalam matriks logam. Dari paduan ini bahan tersebut menghasilkan bahan yang disebut cerment. Cerment bisa digunkan sebagai alat potong yang tahan terhadap temperature tinggi.
2.4.1 Matrik
Matrik merupakan komponen penyusun komposit dengan jenis yang beracam macam. Matrik pada umumnya terbuat dari bahan yang lunak dan liat. Polimer plastis merupakan bahan yang paling umum digunakan. Polimer adalah bahan matrik yang tidak dapat menerima suhu tinggi. Namun pada bahan jenis polimer termoset memiliki sifat yang dapat memadat apabila dipanaskan pada tekanan tertentu dan tidak dapat kembali. Contoh dari bahan jenis termoset adalah polyester, vinillester, dan epoxy. Resin polyester tak jenuh adalah matrik thermosetting yang paling luas dalam penggunaan sebagai matrik atau pengikat. Matrik ini digunakan mulai dari bagian yang menggunakan proses pengerjaan uyang sangat sederhana sampai produk yang dikerjakan dengan proses menggunakan cetakan mesin (Santoso, 2007).
Epoxy sendiri adalah bahan yang terdiri dari dua komponen yaitu resin dan hardener. Bila dicampurkan dengan perbandingan yang tepat akan menghasilkan massa yang padat dan dapat melekat dengan baik pada campurannya. Karakteristik epoxy antara lain : ringan dan tidak menimbulkan tegangan, tahan bahan kimia, tahan minyak, kuat namun dapat diolah menggunakan mesin, mudah dibuat dan tak perlu panas, kurang tahan temperature tinggi, dan kurang tahan benturan. Jenis epoxy dapat diperkuat dengan logam, keramik, dan bermacam-macam serat atau partikel (Surdia, 1995 : 258).
Untuk kekerasan dan keuletan dapat ditentukan dengan mengatur perbandingan antara resin dan hardener serta proses pengeringannya. Epoxy
kebanyakan dipakai untuk perbaikan peralatan dari logam, perawat mesin dan perekat bagi logam yang tidak boleh dilas. Keistimewaan lain epoxy yaitu mempunyai sifat susut muai yang sangat rendah, tahan tekanan, erosi dan abrasi (Surdia, 1995 : 258).
Resin polyester relatif lebih murah jika dibandingkan dengan epoxy namun tidak sekuat epoxy.
2.4.2 Bahan tambahan
Katalis adalah bahan pemicu (initiator) dan berfungsi untuk memulai atau mempersingkat reaksi pengeringan pada temperatur ruang. Kelebihan dari katalis sendiri adalah menimbulkan panas saat proses pengeringan. Namun apabila pencampuran katalis kedalam resin terlalu banyak atau tidak sesuai dengan takaran dapat mengakibatkan kerusakan pada produk yang dibuat. Karena pencampuran katalis dan resin dapat menimbulkan reaksi berupa panas, dan apabila panas yang timbul berlebihan dapat merusak produk (Santoso, 2007)
Untuk menghindari lengketnya produk pada proses pencetakan benda uji maka cetakan dilapisi dengan release agent sebelumnya. Release agent yang dapat digunakan ada banyak dan yang biasa digunakan mirror glass, oli, film forming, dan lain sebagainya.
Selain bahan-bahan diatas masih banyak lagi bahan-bahan tambahan yang dapat diaplikasikan sebagai penambah kemampuan terhadap suhu tinggi, tahan aus dan sebagainya.