BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.2 Material Komposit
Komposit berasal dari kata “to compose” yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan. [6]
Komposit adalah suatu bahan padat yang dihasilkan dari gabungan dua atau lebih bahan yang berbeda untuk memperoleh sifat-sifat yang lebih baik yang tidak dapat diperoleh dari setiap komponennya. Bahan komposit terdiri dari matriks yang merupakan fase terbesar dan pengisi sebagai fase terdispersi, dimana kedua fase ini dipisahkan oleh interfase. [7]
Material komposit merupakan revolusi terbesar yang ditemukan dalam dunia ilmu material. Karena kualitas dari material komposit menjadikannya dapat bersaing dengan bahan konvensional lainnya. Material komposit dapat dibuat sehingga memiliki kekuatan dan kekakuan yang sama dengan baja namun lebih ringan hingga 70%. [8]
2.2.1 Matriks
Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Matriks, umumnya lebih ulet tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih rendah. [9]
Adapun fungsi dari matriks pada komposit sebagai berikut : 1. Mentransfer tegangan ke serat secara merata
2. Melindungi serat dari gesekan mekanik
3. Memegang dan mempertahankan serat pada posisinya 4. Melindungi dari lingkungan yang merugikan
16
2.2.2 Filler
Filler memperkuat isi dalam komposit, dengan kata lain menyediakan kekuatan untuk komposit. Filler juga memberi manfaat tambahan tertentu seperti ketahanan terhadap panas, resistensi atau konduksi, ketahanan terhadap korosi dan juga memberikan kekakuan. [10]
2.2.3 Klasifikasi
1. Berdasarkan bentuk fillernya
Komposit ini dibedakan menjadi 5 kelompok berdasarkan bentuk fillernya, yaitu: [11]
a. Komposit Serat
Komposit serat merupakan jenis komposit yang menggunakan serat sebagai bahan penguatnya. Dalam pembuatan komposit, serat dapat diatur memanjang
(unidirectional composites) atau dapat dipotong kemudian disusun secara acak
(random fibers) serta juga dapat dianyam (cross-plylaminate). Komposit serat
sering digunakan dalam industri otomotif dan pesawat terbang. Komposit dengan penguatan serat adalah jenis komposit yang paling sering dipakai dalam aplikasi. Hal ini karena komposit jenis ini memiliki sifat kekuatan tarik dan kekakuan yang bagus. Namun kelemahannya adalah struktur serat tersebut memiliki kekuatan tekan dan kekuatan tarik arah melintang serat yang kurang bagus.
Secara umum komposit dengan penguat serat tersusun dari dua material utama yaitu matrik dan serat. Antar kedua unsur material tersebut tidak terjadi reaksi kimia dan tidak larut satu sama lain, melainkan hanya ikatan antar muka diantara keduanya. Serat yang memiliki kekuatan lebih tinggi berperan sebagai
17
komponen penguat, sedangkan matrik yang bersifat lemah dan liat bekerja sebagai pengikat dan memberi bentuk pada struktur komposit.
b. Komposit Serpih
Flake Composites adalah komposit dengan penambahan material berupa
serpih kedalam matriksnya. Flake dapat berupa serpihan mika, glass dan metal. c. Komposit Partikel
Particulate composites adalah salah satu jenis komposit di mana dalam
matriks ditambahkan material lain berupa serbuk/butir. Perbedaan dengan flake dan fiber composites terletak pada distribusi dari material penambah terdistribusi secara acak atau kurang terkontrol daripada flake composites. Sebagai contoh adalah beton.
d. Filled (skeletal) composites
Filled composites adalah komposit dengan penambahan material ke dalam
mariks dengan struktur tiga dimensi dan biasanya filler juga dalam bentuk tiga dimensi.
e. Laminar Composites
Laminar composites adalah komposit dengan susunan dua atau lebih layer,
dimana masing-masing layer dapat berbeda-beda dalam hal material, bentuk, dan orientasi penguatannya.
2. Berdasarkan jenis material matriknya
Berdasarkan jenis material dari matriksnya komposit dapat dibedakan menjadi sebagai berikut:
a. Komposit Matrik Polimer (Polimer Matrix Composites – PMC).
Komposit jenis ini terdiri dari polimer sebagai matriks baik itu thermoplastic maupun jenis thermosetting. Thermoplastic adalah plastik yang dapat dilunakan
18
berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic akan meleleh pada suhu tertentu, serta melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat kembali (reversibel) kepada sifat aslinya,yaitu kembali mengeras bila didinginkan. Thermoplastic yang lazim dipergunakan sebagai matriks misalnya polyolefin (polyethylene, polypropylene), vinylic (polyvinylchloride, polystyrene, polytetrafluorethylene), nylon, polyacetal,
polycarbonate, dan polyfenylene.
Thermosets 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 akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Thermosets yang banyak digunakan saat ini adalah epoxy dan polyester takjenuh. Resin polyester tak jenuh adalah matrik thermosetting yang paling banyak dipakai untuk pembuatan komposit. Resin jenis ini digunakan pada proses pembuatan dengan metode
hand lay-up.
Adapun Polimer Matrix Composite (PMC) bersifat : 1) Biaya pembuatan relatif rendah
2) Dapat dibuat dengan produksi masal 3) Ketangguhan baik
4) Tahan simpan
5) Siklus pabrikasi dapat dipersingkat 6) Kemampuan mengikuti bentuk 7) Relatif ringan
19
b. Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC)
Metal Matrix Composites adalah salah satu jenis komposit yang memiliki matrik logam. Komposit ini menggunakan suatu logam seperti alumunium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikon karbida. Material MMC mulai dikembangkan sejak tahun 1996. Komposit MMC berkembang pada industri otomotif digunakan sebagai bahan untuk pembuatan komponen otomotif seperti blok silinder mesin, pully, poros, gardan, dan lain-lain.
Adapun Metal Matrix Composite (MMC) bersifat : 1) Transfer tegangan dan regangan yang baik 2) Ketahan terhadap temperatur relatif tinggi 3) Tidak menyerap kelembaman
4) Tidak mudah terbakar
5) Kekuatan tekan dan geser yang baik 6) Ketahanan aus dan muai yang baik
c. Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC)
CMC merupakan material 2 fasa dengan 1 fasa berfungsi sebagai
reinforcement dan 1 fasa sebagai matriks, dimana matriksnya terbua dari
keramik. Reinforcement yang umum digunakan pada CMC adalah oksida,
carbide, dan nitrid. Salah satu proses pembuatan dari CMC yaitu dengan proses
DIMOX, yaitu proses pembentukan komposit dengan reaksi oksidasi leburan
logam untuk pertumbuhan matriks keramik disekeliling daerah filler (penguat). Adapun Ceramic Matrix Composite (CMC) bersifat :
1) Dimensinya stabil lebih stabil daripada logam
2) Sangat tangguh, bahkan hampir sama dengan ketangguhan cast iron 3) Mempunyai karakteristik permukaan yang tahan aus