0_Pendahuluan. Ilmu Bahan. Pendahuluan

Ilmu Bahan

0_Pendahuluan

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Mata Kuliah : Ilmu Bahan Listrik SKS : 2 SKS

Tujuan mata kuliah :

0_Pendahuluan

Tujuan mata kuliah :

Mengetahui dan memahami karakteristik dari material/bahan agar mampu memilih serta menggunakan bahan-bahan tersebut pada setiap pekerjaan dengan tepat dan benar khususnya untuk rekayasa kelistrikan.

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Garis besar mata kuliah(1) : - Sumber bahan - Bahan logam - Bahan organik 0_Pendahuluan - Bahan organik - Bahan sintetis - Bahan isolator

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Garis besar mata kuliah(2) : - Bahan konduktor - Bahan semikonduktor - Bahan magnet 0_Pendahuluan - Bahan magnet - Bahan superkonduktor - Serat optik

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Daftar Pustaka :

• Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik,

Cetakan keenam, Pradnya Paramita, 2005

0_Pendahuluan

• H.A Muhaimin, Bahan-Bahan Listrik, Pradnya Paramitha,2005

• Sumanto, Pengetahuan Bahan untuk Mesin &

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Aturan Penilaian

No. Komponen Penilaian Persentase

1. Tugas 20% 0_Pendahuluan 1. 2. 3. 4. Tugas Quiz

Ujian Tengah Semester Ujian Akhir Semester

20% 20% 30% 30%

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Range Nilai No. Nilai 1. 2. A > 85 81 < A- < 85 0_Pendahuluan 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 81 < A- < 85 76 < B+ < 80 71 < B < 75 66 < B- < 70 61 < C+ < 65 51 < C < 60 45 < D < 50 E < 45

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Quiz dilakukan 2 kali : 1. Sebelum UTS

2. Sebelum UAS

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

No. Tanggal Materi Kuliah

1. 28-02-13 Pendahuluan, Aturan Penilaian, Kontrak Kuliah, Garis Besar Perkuliahan

2. 07-03-13 Sumber bahan

0_Pendahuluan

3. 14-03-13 Bahan logam

4. 21-03-13 Bahan organik, Quiz 5. 28-03-13 Bahan sintetis

6. 04-04-13 Bahan isolator 1 7. 11-04-13 Bahan isolator 2

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

No. Tanggal Materi Kuliah

9. 25-04-13 Bahan konduktor

10. 02-05-13 Bahan semikonduktor 11. 09-05-13 Bahan magnet 1

0_Pendahuluan

11. 09-05-13 Bahan magnet 1

12. 15-05-13 Bahan magnet 2, Quiz 13. 22-05-13 Bahan superkonduktor1 14. 29-05-13 Bahan superkonduktor2 15. 06-06-13 Serat Optik

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Tanggal-tanggal penting : (perkiraan)

UTS : 08 – 13 April 2013

0_Pendahuluan

Minggu tenang : 03 – 09 Juni 2013 UAS : 10 – 22 Juni 2013

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Ada hal-hal yang perlu ditambahkan ?

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

1. Waktu Kuliah 08:00-09:40 batas terlambat : 15 menit

2. Bahan kuliah, kunci jawaban tugas, quiz, UTS dan UAS akan diunggah di blog

0_Pendahuluan

UTS dan UAS akan diunggah di blog http://sutanfirdaus.staff.unri.ac.id/

Rencana Kuliah Ilmu Bahan

Selesai

0_Pendahuluan

Ilmu Bahan

Jenis Bahan

• Bahan tambang dan non tambang

• Bahan renewable dan non renewable • Bahan logam dan non logam

Bahan tambang

• Logam – Besi – Non besi • Non logam • Non logam – Batuan (padat) – Minyak (cair) – Gas

Metode Pertambangan

• Tambang terbuka – Batuan – Logam • Tambang tertutup • Tambang tertutup – Minyak bumi

Metode Pertambangan

Metode Pertambangan

Sumber bahan yang dapat

diperbarui

• Pertanian • Peternakan

Sumber bahan yang dapat

diperbarui

Sumber bahan yang dapat

diperbarui

Sumber Logam

• Logam Besi

– Besi dan baja

• Logam non besi

– Tembaga – Tembaga – Timah

Sumber Logam

• Besi

terdapat di alam dalam bentuk bijih besi : hematit (Fe₂O₃)

magnetit(Fe₃O₄) pirit(FeS₂)

siderit(FeCO₃)

Sumber Logam

• Tembaga

terdapat di alam dalam bentuk bijih tembaga :

chalcopyrite (CuFeS₂) chalcolite(Cu₂S)

cuprite(Cu₂O)

malaconite(CuO)

Sumber Logam

• Timah

terdapat di alam dalam bentuk bijih timah : kasiterit (SnO₂)

Pengolahan bahan

• Logam – Besi – Tembaga – Timah – Timah • Non logam – Minyak bumi – Batu bara

Pengolahan besi

Bijih Besi

Dihaluskan

• Oksida (Fe₂O₃ dan Fe₃O₄) • Karbonat (FeCO₃)

Udara panas Kokas(karbon) Dapur Tinggi

Batu Kapur (CaCO₃)

Besi mentah

+ 10% bahan lain

Terak

Kokas(karbon)

Pengolahan besi

Pengolahan tembaga

Bijih Tembaga

Larutan asam sulfat dihaluskan

Pemurnian dan peningkatan konsentrasi Cu

Sel-sel elektrolisa

Pengolahan timah

Bijih timah dihaluskan Cairan Sulfida Penyaringan 90% air Sulfida timah Penyaringan 90% air Udara panas 1400o_C Timah cair SO₂ CO

Tugas Sumber Logam

A. Sumber logam

Bentuk di alam (bijih) B. Cara Pengolahan

C. Contoh Penggunaan

Tugas Sumber Logam

1. Seng (Melaluca, Hifzil, Apriadi) 2. Emas (Eka, M Iqbal, Zulkifli)

3. Perak (Ipan, Adar, Inggram)

4. Alu (Fakhri, Friatno, M Choirijal) 5. Merkuri (Suhendra, Dersa)

Ilmu Bahan

Pembagian Logam

1. Logam Ferro

logam yang mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya

2. Logam Non Ferro 2. Logam Non Ferro

logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya

1. Logam Ferro

Logam ferro mengandung karbon antara 0% sampai 4,5%, dibagi menjadi tiga :

• Besi, dengan kadar karbon 0% - 0,008% • Besi, dengan kadar karbon 0% - 0,008% • Baja, dengan kadar karbon 0,008% - 2% • Besi Cor, dengan kadar karbon 2% - 4,5%

Besi

• Besi tuang (Fe + 4%C)

sifat: rapuh, tidak dapat ditempa, baik untuk dituang penggunaan: alas mesin, badan ragum, blok silinder

• Besi tempa (99%Fe) • Besi tempa (99%Fe)

sifat: liat, dapat ditempa, tidak dapat dituang penggunaan: rantai jangkar, kait keran

Baja

• Baja Karbon Rendah (BCR)

kadar karbon : 0 – 0,3% sifat: dapat ditempa, liat penggunaan: mur, sekrup

• Baja Karbon Sedang (BCS)

kadar karbon : 0,3 – 0,45%

sifat: lebih kenyal dari yang keras sifat: lebih kenyal dari yang keras

penggunaan: benda kerja tempa berat, poros

• Baja Karbon Tinggi (BCT)

kadar karbon : 0,45 – 1,7%

sifat: dapat ditempa, dapat disepuh keras penggunaan: kikir, pahat, gergaji

• Baja Karbon Tinggi dengan Campuran

Baja karbon tinggi ditambah Nikel, Kobal, Krom atau tungsten sifat: rapuh tetapi tahan terhadap suhu tinggi

Baja

Besi Cor

• Besi Cor

kadar karbon :

lebih dari 2% ditambah Si, Mn, P, S dsb.

Besi Cor

2. Logam Non Ferro

Ciri-ciri logam non ferro • Tahan terhadap korosi • Daya hantar listrik baik • Mudah dibentuk

2. Logam Non Ferro

• Tembaga (Cu)

sifat: dapat ditempa, penghantar panas dan listrik penggunaan: alat-alat listrik, alat-alat dekorasi

• Aluminium (Al) • Aluminium (Al)

sifat: liat, dapat ditempa, ringan, penghantar panas dan listrik

penggunaan: peralatan masak, elektronik, industri mobil dan pesawat terbang

2. Logam Non Ferro

• Nikel (Ni)

sifat:tahan korosi, tahan panas

penggunaan: bagian tabung elektron, campuran uang logam

logam

• Seng (Zn)

sifat: kekuatan rendah, tahan korosi

penggunaan: pelapis besi, plat batere, hiasan komponen mobil dan rumah tangga

2. Logam Non Ferro

• Timbal (Pb)

sifat: dapat ditempa, sangat liat, tahan terhadap asam penggunaan: pelapis kabel, bahan solder

• Timah (Sn) • Timah (Sn)

sifat: dapat ditempa, liat, tahan terhadap korosi penggunaan: peralatan industri, pelapis/bungkus makanan

3. Paduan Logam

• Berbagai jenis baja

• Kuningan (Cu + 45%Zn) • Perunggu (Cu + 23%Sn)

Ilmu Bahan

Bahan Organik

Suatu bahan dapat dikatakan bahan organik apabila bahan tersebut diperoleh dari sebagian atau keseluruhan organ tubuh makhluk hidup, yaitu :

makhluk hidup, yaitu : • Tumbuh-tumbuhan

Contoh bahan organik

• Kayu • Bambu • Rotan

• Serat, kapas, sutra • Karet

1. Kayu

• Sifat: kaku, struktur padat

• Produk: kayu mentah, plywood, papan serbuk, kertas

2. Bambu

• Sifat : Kaku, struktur memanjang

3.Rotan

• Sifat : Kaku, struktur memanjang, dapat dibentuk dengan pemanasan

• Produk : Rotan mentah dan olahan • Produk : Rotan mentah dan olahan

4. Serat

1. Serat Tumbuhan • Batang • Daun • Bunga/buah • Bunga/buah 2. Serat Hewan

• Kulit, usus, rambut

4. 1. Serat tumbuhan

• Sifat : lentur

• Produk :

-Batang: serat karpet -Daun : pelepah daun

4. 2. Serat hewan

• Sifat : lentur

• Produk :

-Kulit: bahan pelapis -Usus : senar

-Rambut/bulu : wol -Getah : sutra,

5. Karet

• Ebonit

terdiri dari karet mentah + belerang

• karet hidroklorida

5. 1. Karet Ebonit

• Sifat : kaku, warna hitam/gelap

5. 2. Karet hidroklorida

• Sifat: elastis, tahan air, tahan minyak, tahan lembab

• Produk : bahan pelapis/bahan • Produk : bahan pelapis/bahan

6. Minyak

• Sifat : cair

• Sumber : kelapa, sawit, jarak, dsb.

• Proses : penyulingan

Kelebihan bahan organik

• Tidak terbatas

• Mudah didapatkan

• Murah (proses pengolahan sederhana) • Mudah didaur ulang

Kelemahan bahan organik

• Kekuatan rendah • Tidak tahan lama

-tidak tahan perubahan cuaca

Teknik peningkatan mutu

• Kekuatan : kombinasi bahan, baik sesama bahan organik maupun dengan bahan

sintetis.

• Ketahanan terhadap parasit : perendaman • Ketahanan terhadap parasit : perendaman atau pelapisan dengan bahan anti bakteri, rayap, dsb.

• Ketahanan terhadap perubahan cuaca : pelapisan atau kombinasi dengan bahan yang tahan terhadap perubahan cuaca.

Tugas(21/03/2013)

Jelaskan 2 (dua) produk hasil peningkatan mutu bahan organik.

a. apa bahan organik dasarnya a. apa bahan organik dasarnya b. apa bahan tambahannya

Ilmu Bahan

Bahan Sintetis

Bahan sintetis adalah bahan yang dibentuk dari perpaduan atau kombinasi dari perpaduan atau kombinasi bahan-bahan organik dan bahan-bahan-bahan-bahan sintetis lainnya untuk meningkatkan kualitas bahan sumbernya

Perbedaan Bahan Organik dan Sintetis

• Tersedia di alam • Berat molekul

rendah (monomer)

• Buatan

• Berat molekul tinggi (polimer)

Bahan Organik: Bahan Sintetis:

rendah (monomer) • Jumlah atom sedikit

dan ikatannya sederhana

• Karet, kayu, keramik, gelas

(polimer)

• Jumlah atom lebih

banyak dan

ikatannya lebih

panjang • plastik

1. Polimer

Polimer disebut juga makromolekul

merupakan molekul besar yang dibentuk dengan pengulangan molekul sederhana dengan pengulangan molekul sederhana yang disebut monomer. Polimer berasal dari dua kata : poly (banyak) dan meros (bagian-bagian)

Polimer

Jenis-jenis polimer : 1. Polimer Termoplastik

1.Termoplastik

Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap panas. Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan maka akan menjadi lunak dan didinginkan akan mengeras. Proses tersebut dapat terjadi berulang kali, sehingga dapat dibentuk ulang dalam berbagai bentuk

melalui cetakan yang berbeda untuk

1.Termoplastik

Jenis polimer ini tidak memiliki ikatan silang antar rantai polimernya, melainkan dengan struktur molekul linear atau bercabang. Bentuk struktur termoplastik sebagai berikut.

1.Termoplastik

Polimer termoplastik memiliki sifat – sifat khusus sebagai berikut.

• Berat molekul kecil

• Tidak tahan terhadap panas, jika

• Tidak tahan terhadap panas, jika

dipanaskan akan melunak dan jika

didinginkan akan mengeras. • Fleksibel.

1.Termoplastik

Polimer termoplastik memiliki sifat – sifat khusus sebagai berikut.

• Dapat dibentuk ulang (daur ulang). • Dapat dibentuk ulang (daur ulang).

• Mudah larut dalam pelarut yang sesuai.

1.Termoplastik

Contoh : 1. Polietilen (PE) 1. Polietilen (PE) 2. Polivinil klorida (PVC) 3. Polipropen (PP) 4. Polistiren

1.1. Polietilen (PE)

1. Pembentukan : Polietilen didapatkan dengan melakukan polimerisasi gas etilen 2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia, ulet dan fleksibel, suhu pelunakan rendah, mudah dicetak.

rendah, mudah dicetak.

3. Penggunaan : botol plastik, mainan,

bahan cetakan, ember, drum, pipa

saluran, isolasi kawat dan kabel, kantong plastik dan jas hujan

1.2. Polivinil klorida (PVC)

1. Pembentukan : Polivinil klorida

didapatkan dengan melakukan

polimerisasi gas etilen dan vinil klorida

2. Sifat-sifat : sangat keras dan kaku pada suhu biasa, tahan bahan kimia dan suhu biasa, tahan bahan kimia dan larutan keras.

3. Penggunaan : pipa air, pipa plastik, pipa kabel listrik, kulit sintetis, ubin plastik, piringan hitam, bungkus makanan, sol sepatu, sarung tangan dan botol detergen

1.3. Polipropen (PP)

1. Pembentukan : Polipropen didapatkan dengan melakukan polimerisasi dari propen

2. Sifat-sifat : rapuh, transparan

3. Penggunaan : karung, tali, botol

minuman, serat, bak air, insulator, kursi plastik, alat-alat rumah sakit, komponen

mesin cuci, pembungkus tekstil, dan

1.4. Polistiren

1. Pembentukan : Polistiren didapatkan dengan melakukan polimerisasi dari stiren

2. Sifat-sifat : rapuh, transparan 2. Sifat-sifat : rapuh, transparan

3. Penggunaan : komponen bodi motor, kotak baterai, isolator, sol sepatu, penggaris, gantungan baju.

2.Termoset

Polimer termoset adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dibentuk ulang kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak pertama kali (pada saat pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak dapat disambung atau diperbaiki lagi.

2.Termoset

Polimer termoset memiliki ikatan – ikatan silang yang mudah dibentuk pada waktu dipanaskan. Hal ini membuat polimer menjadi kaku dan keras. Semakin banyak ikatan silang pada polimer ini, maka ikatan silang pada polimer ini, maka semakin kaku dan mudah patah. Bila

polimer ini dipanaskan untuk kedua

kalinya, maka akan menyebabkan rusak atau lepasnya ikatan silang antar rantai polimer.

2.Termoset

2.Termoset

Sifat polimer termoset sebagai berikut. • Keras dan kaku (tidak fleksibel)

• Jika dipanaskan akan mengeras.

• Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang)

ulang)

• Tidak dapat larut.

• Jika dipanaskan akan meleleh. • Tahan terhadap asam basa.

• Mempunyai ikatan silang antar rantai molekul.

2.Termoset

Contoh :

1. Resin fenol

2. Resin urea formaldehid 2. Resin urea formaldehid 3. Resin melamin

4. Resin poliester 5. Resin epoksi

2.1. Resin Fenol

1. Pembentukan : Resin Fenol didapatkan dengan mengkondensasikan fenol-fenol seperti fenol, kresol, ksilenol, dsb dengan formaldehid sehingga menjadi resin termoset

termoset

2. Sifat-sifat : mudah dibentuk, tahan panas, tahan asam

3. Penggunaan : alat listrik, komponen

mesin (kotak, tutup), komponen

2.2. Resin urea formaldehid

1. Pembentukan : dengan melalui reaksi antara urea dan formalin.

2. Sifat-sifat : lebih jelek daripada resin fenol, kurang tahan air, lebih cepat fenol, kurang tahan air, lebih cepat rapuh(lapuk)

3. Penggunaan : alat listrik, peralatan rumahtangga.

2.3. Resin melamin

1. Pembentukan : reaksi formaldehid dan melamin

2. Sifat-sifat : tahan air, tahan panas (air 2. Sifat-sifat : tahan air, tahan panas (air mendidih), isolasi.

3. Penggunaan : alat listrik, peralatan makan.

2.4. Resin poliester

1. Pembentukan : Resin poliester

didapatkan dengan mengkondensasikan

asam dibasa dengan alkohol dihidrat

2. Sifat-sifat : kuat, fleksibel, tahan api, 2. Sifat-sifat : kuat, fleksibel, tahan api, tahan cuaca

3. Penggunaan : keperluan konstruksi,

sebagai bahan komposit dengan serat

2.5. Resin epoksi

1. Pembentukan : Resin epoksi didapatkan

dengan mengkondensasikan bisenfol

dengan epiklorhidrin

2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia, 2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia, kaku dan rapuh, isolasi yang baik

3. Penggunaan : cat untuk logam, perekat, pelapis, isolator

3.Simbol daur ulang plastik

1. PET atau PETE (Polyethylene Etilen Terephalate)

Tanda ini biasanya tertera logo daur ulang dengan angka 1 di tengahnya serta tulisan PETE atau PET (Polyethylene Terephthalate) di bawah segitiga.

Biasa dipakai untuk botol plastik, berwarna jernih/transparan/tembus pandang seperti botol air mineral, botol jus, wadah makana dan hampir semua botol minuman lainnya. BOTOL JENIS PET/PETE ini direkomendasikan HANYA minuman lainnya. BOTOL JENIS PET/PETE ini direkomendasikan HANYA SEKALI PAKAI. Bila terlalu sering dipakai, apalagi digunakan untuk menyimpan air hangat apalagi panas, akan mengakibatkan lapisan polimer pada botol tersebut akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik (dapat menyebabkan kanker) dalam jangka panjang. Bahan ini dapat dibuat lagi ke dalam bulu domba kutub, serat, karpet, dll. Permintaan untuk jenis plastik ini diantara komunitas pendaur ulang plastik relatif banyak, tetapi saat ini tingkat daur ulang untuk bahan ini tetap rendah sebesar 20%.

3.Simbol daur ulang plastik

3.Simbol daur ulang plastik

2. HDPE (High Density Polyethylene)

Pada bagian bawah kemasan botol plastik, tertera logo daur ulang dengan angka 2 ditengahnya, serta tulisan HDPE (Polyethylene Densitas Tinggi) di bawah segitiga.

Biasa dipakai untuk botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon air minum, kursi lipat, dan lain-lain. Botol plastik jenis HDPE memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan LEBIH TAHAN LAMA TERHADAP SUHU TINGGI. Merupakan salah satu bahan plastik yang aman untuk digunakan karena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara kemasan plastik berbahan HDPE dengan makanan/minuman yang dikemasnya. Sama seperti PET, HDPE juga direkomendasikan HANYA SEKALI PAKAI pemakaian karena pelepasan senyawa antimoni trioksida terus meningkat seiring waktu. Jenis ini juga dapat digunakan kembali ke untuk bahan lantai ubin, drainase, botol HDPE baru, pipa, dll

3.Simbol daur ulang plastik

3.Simbol daur ulang plastik

3. PVC (Polyvinyl Chloride)

Tertulis (terkadang berwarna merah) dengan angka 3 di tengahnya, serta tulisan V. V itu berarti PVC (polyvinyl chloride), yaitu jenis plastik yang paling sulit didaur ulang.

Ini bisa ditemukan pada plastik pembungkus (cling wrap), dan botol-botol. Reaksi yang terjadi antara PVC dengan makanan yang dikemas dengan plastik ini berpotensi BERBAHAYA UNTUK GINJAL, hati dan berat badan.

ini berpotensi BERBAHAYA UNTUK GINJAL, hati dan berat badan.

Bahan ini mengandung klorin dan akan mengeluarkan racun jika dibakar. PVC TIDAK BOLEH DIGUNAKAN dalam menyiapkan makanan atau kemasan makanan.

3.Simbol daur ulang plastik

3.Simbol daur ulang plastik

4. LDPE (Low Density Polyethylene)

Logo daur ulang dengan angka 4 di tengahnya, serta tulisan LDPE. LDPE (low density polyethylene) yaitu plastik tipe cokelat (thermoplastic/dibuat dari minyak bumi), biasa dipakai untuk tempat makanan, plastik kemasan, botol-botol yang lembek, pakaian, mebel, dll.

Sifat mekanis jenis LDPE ini adalah kuat, tembus pandang, Fleksibel dan permukaan agak berlemak, pada suhu 60 derajat sangat resisten terhadap permukaan agak berlemak, pada suhu 60 derajat sangat resisten terhadap reaksi kimia, daya proteksi terhadap uap air tergolong baik, dapat didaur ulang serta baik untuk barang-barang yang memerlukan fleksibelitas tapi kuat.

Barang berbahan LDPE ini sulit dihancurkan, tetapi tetap baik untuk tempat makanan karena sulit bereaksi secara kimiawi dengan makanan yang dikemas dengan bahan ini.

LDPE, dapat didaur ulang dengan banyak cara, misalnya dilarutkan ke dalam kaleng, keranjang kompos dan landscaping tiles

3.Simbol daur ulang plastik

3.Simbol daur ulang plastik

5. PP (polypropylene)

Tertera logo daur ulang dengan angka 5 di tengahnya, serta tulisan PP. Karakteristik adalah biasa botol transparan yang tidak jernih atau berawan.

Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap.

Jenis PP (polypropylene) ini adalah pilihan bahan plastik terbaik, terutama untuk tempat makanan dan minuman seperti tempat menyimpan makanan, botol minum dan terpenting botol minum untuk bayi.

Carilah dengan kode angka 5 bila membeli barang berbahan plastik untuk menyimpan kemasan berbagai makanan dan minuman. PP dapat diolah kembali menjadi garpu, sapu, nampan, dll

3.Simbol daur ulang plastik

3.Simbol daur ulang plastik

6. PS (Polystyrene)

Tertera logo daur ulang dengan angka 6 di tengahnya, serta tulisan PS. Biasa dipakai sebagai bahan tempat makan styrofoam, tempat minum sekali pakai, dan lain-lain. Polystyrene merupakan polimer aromatik yang dapat mengeluarkan bahan styrene ke dalam makanan ketika makanan tersebut bersentuhan. Selain tempat makanan, styrene juga bisa didapatkan dari asap rokok, asap kendaraan dan bahan konstruksi gedung. Bahan ini harus dihindari, karena selain BERBAHAYA UNTUK KESEHATAN OTAK, dihindari, karena selain BERBAHAYA UNTUK KESEHATAN OTAK, MENGGANGGU HORMON ESTROGEN pada wanita yang berakibat pada masalah reproduksi, dan pertumbuhan dan sistem syaraf, juga karena bahan ini sulit didaur ulang. Pun bila didaur ulang, bahan ini memerlukan proses yang sangat panjang dan lama. Bahan ini dapat dikenali dengan kode angka 6, namun bila tidak tertera kode angka tersebut pada kemasan plastik, bahan ini dapat dikenali dengan cara dibakar (cara terakhir dan sebaiknya dihindari). Ketika dibakar, bahan ini akan mengeluarkan api berwarna kuning-jingga, dan meninggalkan jelaga. PS mengandung benzene, suatu zat penyebab kanker dan tidak boleh dibakar. Bahan ini diolah kembali menjadi isolasi, kemasan, pabrik tempat tidur, dll

3.Simbol daur ulang plastik

3.Simbol daur ulang plastik

7. OTHER (Polycarbonate)

Tertera logo daur ulang dengan angka 7 di tengahnya, serta tulisan OTHER. Untuk jenis plastik 7 Other ini ada 4 macam, yaitu :

1. SAN � styrene acrylonitrile,

2. ABS � acrylonitrile butadiene styrene, 3. PC � polycarbonate,

4. Nylon

Dapat ditemukan pada tempat makanan dan minuman seperti botol minum olahraga, suku cadang mobil, alat-alat rumah tangga, komputer, alat-alat elektronik, dan plastik kemasan

3.Simbol daur ulang plastik

Ilmu Bahan

Definisi Penghantar

Penghantar ialah suatu benda yang

berbentuk logam ataupun non logam yang dapat mengalirkan arus listrik dari satu titik ke titik lain.

ke titik lain.

Penghantar dapat berupa kabel

(penghantar dengan selubung isolasi) atau kawat (penghantar tanpa isolasi)

Jenis Bahan Konduktor

Bahan-bahan yang digunakan sebagai konduktor harus memenuhi persyaratan berikut :

1. Konduktifitasnya cukup baik 1. Konduktifitasnya cukup baik

2. Koefisien muai panjangnya kecil

3. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar

Jenis Bahan Konduktor

Bahan-bahan yang biasa digunakan

sebagai konduktor :

1. Logam biasa, seperti : tembaga,

alumunium dan besi alumunium dan besi

2. Logam campuran (alloy) yaitu logam dari tembaga atau alumunium yang dicampur dengan jumlah tertentu dari logam jenis

lain untuk meningkatkan kekuatan

Jenis Bahan Konduktor

Bahan-bahan yang biasa digunakan

sebagai konduktor :

3. Logam paduan (composite), yaitu dua atau lebih jenis logam yang dipadukan atau lebih jenis logam yang dipadukan

dengan cara kompresi, peleburan

Klasifikasi Konduktor

Klasifikasi konduktor menurut bahannya :

1. Kawat logam biasa, contoh : BCC (bare

copper conductor) dan AAC (all

alumunium conductor) alumunium conductor)

2. Kawat logam campuran(alloy), contoh : AAAC (all alumunium alloy conductor)

3. Kawat logam paduan(composite),contoh : kawat baja berlapis tembaga (copper clad steel)

Klasifikasi Konduktor

Klasifikasi konduktor menurut bahannya :

4. Kawat lilit campuran(alloy), yaitu kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih. Contoh : ACSR (alumunium atau lebih. Contoh : ACSR (alumunium conductor steel reinforced)

Klasifikasi Konduktor

Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya: 1. Kawat padat (solid wire) berpenampang

bulat

2. Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 7 2. Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 7 sampai 61 kawat padat yang dililit menjadi satu

3. Kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan diameter yang besar

Klasifikasi Konduktor

Klasifikasi konduktor menurut isolasinya:

1. Konduktor telanjang

2. Konduktor berisolasi, contoh : kabel twisted dan kabel NYY

Pola Kawat Penghantar

Pola-pola kawat penghantar : 1. Single pair

Pola Kawat Penghantar

Pola-pola kawat penghantar : 3. Ribbon cable

Bundel Konduktor

Pola-pola bundel konduktor 1. Bunch

Bundel Konduktor

Pola-pola bundel konduktor 3. unidirectional

Karakteristik Konduktor

Ada dua jenis karakteristik konduktor, yaitu :

1. Kekuatan mekanik, contoh : kekuatan tarik

tarik

Resistifitas Listrik

Resistifitas listrik adalah kemampuan suatu bahan dalam menahan arus listrik. Resistifitas listrik dinyatakan sebagai :

Ω R = tahanan dalam bahan (Ω) ρ = tahanan jenis bahan (Ω.m)

l _{= panjang bahan (m)}

A = luas penampang bahan (m2₎

A

l

R

₌

ρ

⋅

Resistifitas Listrik

MATERIAL MICRO-OHMS CM MATERIAL MICRO-OHMS CM

Silver 1.59 Palladium 11.0

Copper (annealed) 1.72 Tin 11.5

Copper (hard-drawn) 1.77 Tantalum 15.5

Gold 2.44 Lead 22

Aluminum 2.82 Arsenic 33.3

Magnesium 4.60 Antimony 41.7

Magnesium 4.60 Antimony 41.7

Tungsten 5.60 Manganin 44

Molybdenum 5.70 Monel Metal 42

Zinc 5.80 Therlo 47

Brass 7.00 Constantin 49

Cadmium 7.60 Manganese Steel 70

Nickel 7.80 Climax 87

Phosphor Bronze 7.80 Excello 92

Cobalt 9.80 Mercury 95.783

Iron 10.0 Nichrome 100

Resistifitas Listrik

Latihan.

Tentukan nilai tahanan bahan berikut ini jika diketahui ρ = 10 Ωm. jika diketahui ρ = 10 Ωm. 1 cm 1 cm 2 cm 3 cm 2 cm 1 cm

Koefisien Temperatur Hambatan

besarnya perubahan tahanan akibat

perubahan suhu dinyatakan oleh :

)]

(

1

[

₀ 0

t

t

R

R

₌

₊

_α

₋

R = tahanan akhir setelah perubahan suhu (Ω) R₀ = tahanan awal sebelum perubahan suhu (Ω) α = koefisien temperatur bahan

t = temperatur akhir (o_C) t₀ = temperatur awal (o_C)

0 0

Penamaan Konduktor

1. Penghantar N – tembaga NA – alumunium 2. Isolasi Y – isolasi PVC 2Y – isolasi XLPE

Penamaan Konduktor

3. Selubung dalam G – karet 2G – karet butyl K – timah hitam K – timah hitam

KL – alumunium dengan permukaan licin KWK – selubung dari XLPE

Y – selubung dari PVC

2Y – selubung dari polietilen Z – selubung dari pita seng

Penamaan Konduktor

4. Perisai

B – pita baja F – baja pipih

L – jalinan kawat baja

Q – kawat baja berlapis seng R – kawat baja bulat satu lapis RR – kawat baja bulat dua lapis

Penamaan Konduktor

5. Spiral

D – spiral anti tekan

Gb – spiral dari pita baja 6. Selubung luar

A – selubung dari yute Y – selubung dari PVC

Penamaan Konduktor

7. Bentuk penghantar kabel se – sektor pejal

sm – sektor serabut re – bulat pejal

Penamaan Konduktor

Contoh kabel : NYA artinya

N
penghantar tembaga Y
selubung dalam PVC A
selubung luar yute

Penamaan Konduktor

Contoh kabel : NYY 4x6mm2, 0.6/1kV

artinya kabel 4 inti berpenghantar

tembaga masing-masing penghantar

luasnya 6mm2 berbentuk bulat pejal. luasnya 6mm2 berbentuk bulat pejal. Selubung dalam dan selubung luar PVC,

batas tegangan nominal penghantar

fasa-netral (bumi) 0,6 kV dan tegangan fasa-fasa 1 kV

Ilmu Bahan

Peralatan elektron

• Teknologi tabung gas

Bahan pembentuk semikonduktor :

1. Germanium

• Konduktivitas tinggi

• Digunakan untuk dioda dan transistor daya rendah dan sedang

Bahan pembentuk semikonduktor :

2. Silikon

• Konduktivitas lebih rendah dari Germanium

Germanium

• Digunakan untuk dioda dan transistor daya tinggi

• Ketahanan termal lebih tinggi daripada Germanium

Bahan pembentuk semikonduktor :

3. Gallium Arsenide

• Memiliki sifat yang dapat diatur mengikuti sifat-sifat Germanium dan Silikon

Ketidakmurnian

1. Semikonduktor jenis-n

• Mengandung arsenic dan antimony

• Memiliki kelebihan elektron • Memiliki kelebihan elektron pada atomnya (bermuatan negatif)

Ketidakmurnian

1. Semikonduktor jenis-p

• Mengandung aluminium, gallium atau indium

• Memiliki kekurangan • Memiliki kekurangan

elektron pada atomnya (bermuatan positif)

Kurva arus dan tegangan

sambungan p-n

Ilmu Bahan

Ujian Tengah Semester

1. Jelaskan proses pengolahan bijih besi ! 2. Jelaskan 2 (dua) contoh paduan logam !

3. Jelaskan teknik dan produk peningkatan mutu bahan organik dalam hal :

a. kekuatan fisik / struktur bahan

b. ketahanan terhadap perubahan cuaca b. ketahanan terhadap perubahan cuaca

4. Jelaskan perbedaan antara polimer termoset dan termoplastik !

5. Jelaskan proses molekuler pada sambungan p-n untuk kondisi :

a. forward bias b. reverse bias

Ilmu Bahan

Isolator Padat

a.Bahan Isolator

Bahan-bahan yang biasa digunakan dalam pembuatan isolator :

1. poliester 2. resin

3. porselen 4. mika

Bahan Isolator

1. Poliester

• dibentuk dari poliester poliglass yang diperkuat dengan fiberglass

• tidak mudah pecah • tidak mudah pecah

• mempunyai karakteristik listrik dan mekanik yang tinggi

• dapat digunakan pada temperatur ruang yang tinggi dan didekat bahan-bahan korosif

Bahan Isolator

2. Resin

• dibentuk dari polimeric epoxyresin

atau cycloalphatic resin dapat juga diperkuat dengan fiber glass atau

fiber carbon

• Mempunyai ketahanan mekanik dan ketahanan terhadap bahan kimia yang baik

Bahan Isolator

3. Porselin (keramik)

• Porselin terbuat dari tanah liat cina (China Clay) yang terdapat di alam

dalam bentuk aluminium silikat

yang dicampur dengan kaolin fealspar dan Quarts (kwarsa).

fealspar dan Quarts (kwarsa).

• Kemudian campuran ini dipanaskan dalam tungku yang suhunya dapat diatur, dibakar sampai keras, halus mengkilat dan bebas dari lubang-lubang.

Bahan Isolator

3. Porselin (keramik)

• Untuk pembuatan isolator porselin diperlukan suhu berkisar antara

1300oC–1500oC dalam waktu 20–70 1300 C–1500 C dalam waktu 20–70 jam.

Bahan Isolator

4. Mika

• dibentuk dari bahan-bahan mineral yang tahan terhadap panas

• mempunyai karakteristik listrik • mempunyai karakteristik listrik

maju dan mundur yang aman

• dapat beroperasi hingga temperatur 350o_{C sampai}

dengan 400oC

Isolator Padat

b.Jenis Isolator

Isolator untuk saluran transmisi

diklasifikasikan menurut penggunaan dan konstruksinya menjadi :

1. Isolator gantung (suspension) 2. Isolator pasak (pin)

3. Isolator batang panjang (long-rod) 4. Isolator pos-saluran (line post)

Jenis Isolator

1. Isolator gantung (suspension)

Gandengan isolator gantung pada umumnya dipakai pada saluran transmisi tegangan tinggi. Ada dua jenis isolator gantung, yaitu jenis clevis dan jenis ball-and-socket.

Jenis Isolator

1. Isolator gantung (suspension)

Jenis Isolator

2. Isolator pasak (pin)

Isolator pasak adalah isolator yang memiliki pasak baja yang disekrup pada bagian bawahnya. Digunakan untuk keperluan sendiri-sendiri, karena kekuatan sendiri-sendiri, karena kekuatan mekanisnya rendah sehingga tidak dibuat dalam ukuran-ukuran yang besar.

Jenis Isolator

3. Isolator batang panjang (long-rod)

Isolator batang panjang mempunyai sedikit bagian logam sehingga tidak mudah menjadi rusak. Bentuk rusuknya yang sederhana rusak. Bentuk rusuknya yang sederhana menyebabkan isolator batang panjang mudah tercuci oleh hujan, sehingga tepat untuk penggunaan pada tempat-tempat yang banyak dikotori oleh garam atau debu.

Jenis Isolator

4. Isolator pos saluran

Isolator pos saluran terbuat dari porselin dengan pasak baja yang dipasang pada bagian bawah isolator. Isolator jenis ini bagian bawah isolator. Isolator jenis ini terletak pada bagian ujung saluran.

Karakteristik Listrik Isolator

Karakteristik listrik isolator dibagi menjadi : 1. Tegangan lompatan api frekuensi rendah

kering

2. Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah

Karakteristik Listrik Isolator

1. Tegangan lompatan api frek. rendah kering

Tegangan lompatan api (flashover voltage) frekuensi rendah kering adalah tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan diterapkan diantara kedua elektroda isolator lompatan api yang terjadi bila tegangan diterapkan diantara kedua elektroda isolator

yang bersih dan kering permukaannya.

Tegangan ini adalah nilai dasar dari

Karakteristik Listrik Isolator

2.Tegangan lompatan api frek. rendah basah

Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah adalah tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan diterapkan diantara kedua elektroda isolator yang basah karena terjadi bila tegangan diterapkan diantara kedua elektroda isolator yang basah karena hujan atau dibasahi untuk menirukan keadaan hujan

Karakteristik Listrik Isolator

3. Tegangan lompatan api impuls

Tegangan lompatan api impuls adalah

tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan impuls dengan gelombang standar diterapkan. Karakteristik impuls terbagi atas tegangan impuls dengan gelombang standar diterapkan. Karakteristik impuls terbagi atas polaritas positif dan negatif.

Karakteristik Listrik Isolator

Tabel. Karakteristik Listrik Isolator Gantung 250 mm

.

teg. lompatan api teg. lompatan api Jumlah piringan frek. rendah (kV) impuls (kV)

kering basah positif negatif

2 155 90 255 255 3 215 130 355 345 4 270 170 440 415 5 325 215 525 495 6 380 255 610 585 … … … … … 25 1280 950 2145 2210

Perlengkapan Isolator

Yang termasuk dalam kategori perlengkapan isolator adalah pasangan-pasangan logam dan perlengkapan-perlengkapan lainnya untuk menghubungkan penghantar, isolator dan tiang transmisi.

Perlengkapan Isolator

1. Pasangan isolator

Pasangan isolator terbuat dari besi atau baja tempa yang ukurannya disesuaikan dengan tegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatan tegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatan mekanis serta konstruksi penopangnya. Dengan demikian dikenal baut-U, klevis (clevis), link, mata (eye), ball and socket, dsb yang mudah dihubung-hubungkan atau dipertukarkan

Perlengkapan Isolator

Perlengkapan Isolator

2.Tanduk Api

Untuk mencegah lompatan api (flashover) pada gandengan isolator dipasang tanduk-tanduk api gandengan isolator dipasang tanduk-tanduk api (arcing horns). Tanduk api dipasang pada ujung kawat dan ujung tanah dari isolator, serta dibentuk sedemikian rupa sehingga busur api tidak akan mengenai isolator disaat lompatan api terjadi.

Perlengkapan Isolator

Perlengkapan Isolator

3. Jepitan

Untuk penghantar dipakai pengapit gantungan (suspension clamps) dan pengapit tarikan (tension (suspension clamps) dan pengapit tarikan (tension clamps). Sedang untuk kawat tanah dipakai pengapit sederhana. Pengapit-pengapit dipilih dengan memperhatikan macam dan ukuran kawat, kuat tarik maksimum serta dibentuk sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan kerusakan dan kelelahan karena getaran (vibration) dan sudut andongan kawat

Perlengkapan Isolator

Perlengkapan Isolator

Tugas

Carilah gambar(foto) peralatan / aksesoris lain pada saluran transmisi udara (selain bahan penghantar dan isolator), kemudian : a. Sebutkan nama alat tersebut

a. Sebutkan nama alat tersebut b. Jelaskan fungsinya

Ilmu Bahan Listrik

Sejarah Magnet

Kata “magnet” berasal dari bahasa yunani magnitis lithos yang berarti batu magnesia.

Magnesia adalah nama sebuah

wilayah di Yunani pada masa lalu wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana

terkandung batu magnet yang

ditemukan sejak zaman dulu di

Sejarah Magnet

• 1600 : Dr. William Gilbert menerbitkan eksperimen awal yang sistematis tentang magnetisme dengan judul "De Magnete".

• 1819 : Oerstead menemukan hubungan antara magnet and listrik dari percobaan sebuah kawat yang dialiri arus akan membelokkan jarum kompas

• 1825 : Sturgeon menemukan elektromagnet.

• 1880 : Warburg menemukan siklus histeresis besi. • 1880 : Warburg menemukan siklus histeresis besi.

• 1895 : Curie mengeluarkan Hukum Curie tentang temperatur kerja magnet.

• 1905 : Langevin mengemukakan teori diamagnetisme and paramagnetisme.

• 1906 : Weiss mengemukakan teori ferromagnet.

• 1920an : Fisika magnet berkembang sampai pada putaran elektron (electron spin) yang mengawali mekanika quantum

Medan Magnet

Gerak mengorbit dan gerak spin elektron

dalam atom

menimbulkan medan

magnet. magnet.

Kombinasi kedua

medan magnet bisa

saling menguatkan atau saling melemahkan dan

menghasilkan medan

Klasifikasi Bahan Magnet

1. Diamagnetik 2. Paramagnetik 3. Ferromagnetik 4. Antiferromagnetik 4. Antiferromagnetik

Klasifikasi Bahan Magnet

1. Diamagnetik

• Atom – atom bahan diamagnetik tidak memiliki momen maget

• nilai suseptibilitasnya kecil dan negatif • nilai suseptibilitasnya kecil dan negatif • contoh : Au dan Cu

Klasifikasi Bahan Magnet

2. Paramagnetik

• Atom – atom bahan paramagnetik memiliki momen maget yang acak

• nilai suseptibilitasnya kecil dan positif • nilai suseptibilitasnya kecil dan positif • contoh : Sn dan Pt

Klasifikasi Bahan Magnet

3. Ferromagnetik

• Atom – atom bahan ferromagnetik memiliki momen maget yang seragam dan searah

dan searah

• nilai suseptibilitasnya besar dan positif • contoh : Fe

Klasifikasi Bahan Magnet

4. Antiferromagnetik

• Atom – atom bahan antiferromagnetik memiliki momen maget yang seragam tetapi arahnya saling berlawanan tetapi arahnya saling berlawanan (saling meniadakan)

• nilai suseptibilitasnya kecil dan positif • contoh : Cr

Kurva Momen Magnet

Kurva momen magnet adalah kurva yang dibentuk oleh besaran medan magnet dan momen magnet.

Perilaku bahan magnet tertentu dapat Perilaku bahan magnet tertentu dapat

dijelaskan melalui bentuk kurva

Kurva Momen Magnet

Kurva Momen Magnet

Kurva Momen Magnet

Kurva Momen Magnet

Contoh Bahan Magnet(1)

• Lodestone:

Adalah magnet permanen pertama yang ditemukan, mengandung oksida alami Fe₃O₄.Medan magnet yang dihasilkannya rendah tetapi ketahanan terhadap

demagnetisasi cukup tinggi.

• Magnet Baja Carbon:

Ditemukan sejak abad ke-18. Baja ini dicampur dengan tungsten dan atau chromium. Memiliki saturasi magnet yang tinggi, jauh diatas Lodestone, namun harus dibuat tungsten dan atau chromium. Memiliki saturasi magnet yang tinggi, jauh diatas Lodestone, namun harus dibuat dalam bentuk batangan untuk menghindari

demagnetisasi

• Magnet Alnico(alloy yang dibentuk dari Al, Ni dan Co) Ditemukan pada tahun 1930an, alnico adalah magnet permanen modern yang pertama. Dengan temperatur Curie yang tinggi (~850°C), magnet ini masih digunakan secara luas sampai saat ini

Contoh Bahan Magnet(2)

• Magnet Cobalt Platinum :

Ditemukan tahun 1950an. Sifat-sifatnya diatas Alnico dan tahan korosi sehingga banyak digunakan untuk keperluan medis. Namun harganya mahal.

• Magnet Ferit Keras : (BaFe₁₂O₁₉ atau SrFe₁₂O₁₉)

Banyak digunakan untuk keperluan komersil. Produksi energinya rendah. Mudah didapatkan sehingga

harganya murah dan dapat digunakan untuk bentuk-bentuk magnet yang kompleks.

harganya murah dan dapat digunakan untuk bentuk-bentuk magnet yang kompleks.

• Samarium Cobalt:

Alloy kombinasi antara cobalt, besi dan sedikit bahan lain, kebanyakan memiliki sifat magnet yang kuat, namun harganya cukup mahal. Magnet ini memiliki kestabilan temperatur yang baik sehingga biasa digunakan pada peralatan bersuhu tinggi.

Media Rekam Magnet

• Pita Magnetis

Bahan Media Rekam Magnetis

Polarisasi Ukuran Bentuk

Bahan saturasi partikel partikel

(mT) (mm)

Fe₂O₃ 440 0.5x0.1 jarum

CrO₂ 600 0.4x0.05 jarum

Proses Pembuatan Pita

Magnetis

Kuis

Pelajari : bahan magnet

Ilmu Bahan