1
MAKALAH POLIMER & KOMPOSIT
METAL MATRIX COMPOSITE (MMC)
Disusun oleh :
Gema Pandji Erlangga 2411100127 Vincensius Cahya Dwinanda 2412100034 Winona Andnindyara 2412100045
Dosen Pengampu : Ir. Zulkifli M.Sc
JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2015
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan Rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana. Semoga makalah ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk maupun pedoman bagi pembaca dalam administrasi pendidikan dalam profesi keguruan.
Harapan kami semoga makalah ini membantu menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, sehingga kami dapat memperbaiki bentuk maupun isi makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih baik.
Tentunya makalah ini masih banyak kekurangan. Oleh kerena itu diharapkan kepada para pembaca untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaan makalah ini.
Suarabaya, 26 Februari 2015
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... ii
DAFTAR GAMBAR ... iii
DAFTAR TABEL ... iv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 1
1.3 Tujuan... 1
BAB II DASAR TEORI ... 2
2.1 Pendahuluan ... 2
2.2 Klasifikasi MMC ... 2
2.3 Jenis Material untuk Komposit Matriks Logam ... 3
2.3.1 Reinforcement / Penguat ... 3
2.3.2 Sistem Paduan Matriks ... 4
2.4 Pemrosesan Komposit Matriks Logam ... 5
BAB III PENUTUP ... 6
3.1 Kesimpulan... 6
iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Klasifikasi Komposit Matriks Logam ... 2 Gambar 2. Skema Tiga Bentuk dari Komposit Matriks Logam ... 2 Gambar 3. Nilai Tensile Strength dan Modulus Young dari Beberapa Material Serat
iv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Sifat dari penguat discontinus untuk penguat aluminium dan magnesium ... 3 Tabel 2. Sifat potensial dari beberapa komposit matriks logam ... 4
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Aplikasi dari bahan komposit logam sebenarnya banyak sekali jumpai di kehidupan Sehari-hari. Namun Seringkali tidak menyadari bahwa aplikasi yang menggunakan bahan komposit. Bahan seperti besi cor dengan grafit atau baja dengan kandungan karbida tinggi, serta karbida tungsten, yang terdiri dari karbida dan pengikat logam, juga termasuk kelompok bahan komposit.
Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material sehingga dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya. komposit dapat disimpulkan adalah sebagai dua macam atau lebih material yang digabungkan atau dikombinasikan dalam sekala makroskopis (dapat terlihat langsung oleh mata) sehingga menjadi material baru yang lebih berguna.
Metal matrix composite (MMC) atau komposite matrik logam merupakan komposit yang menggunakan logam sebagai matrik atau resinnya. Komposit jenis ini banyak digunakan dalam industry automotive semisal material Al-SiC, Al-Al2O3 yang digunakan untuk membuat piston mobil.
Komposit matrik logam dapat diklasifikasi dengan beberapa cara. Salah satu klasifikasi adalah berdasarkan jenis dan kontribusi komponen penguat (reinforce) yang dapat berupa partikel, layer, fiber dan penetrasi material komposit .
1.2 Rumusan Masalah
Berikut rumusan yang dibawa dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Apa saja macam-macam komposit matrik logam
2. Bagaimana material pengusun matrik logam 3. Bagaimana Metode pembentukan matrik logam
1.3 Tujuan
Adapun tujuan ditulisnya makalah ini mengenai Metal Matrix Composite (MMC) adalah: 1. Untuk mengetahui macam-macam komposit matrik logam
2. Untuk mengetahui material pengusun matrik logam 3. Untuk mengetahui Metode pembentukan matrik logam
2
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Pendahuluan
Komposit adalah perpaduan dalam skala makroskopis dari dua atau lebih material yang memiliki fasa berbeda, dipilih berdasarkan kombinasi fisik masing-masing material penyusun untuk menghasilkan material baru dengan sifat yang unik dibandingkan sifat dasar material sebelum dicampur dan terjadi ikatan permukaan antara material penyusun. Komposit terdiri dari dua penyusun, yaitu matrik dan penguat. Matriks adalah komponen penyusun dengan fraksi volume terbesar. Penguat adalah komponen yang dilingkupi oleh matrik, berfungsi sebagai penahan beban utama.
MMC adalah jenis dari komposit yang matriks nya berupa logam ulet. Setelah digabungkan dengan material lain sebagai filler-nya akan membentuk komposit dengan sifat kekakuan, kekerasan, ketahanan abrasi, dan kestabilan dimensi yang lebih baik daripada sebelumnya. Matriks yang biasanya digunakan pada komposit ini adalah aluminium, magnesium, titanium, dan tembaga. Sedangkan untuk filler-nya dapat berupa partikel dan serat dengan komposisi 10 – 60 %.
2.2 Klasifikasi MMC
Komposit matrik logam dapat diklasifikasi dengan beberapa cara. Salah satu klasifikasi adalah berdasarkan jenis dan kontribusi komponen penguat (reinforce) yang dapat berupa partikel, layer, fiber dan penetrasi material komposit.
Gambar 1. Klasifikasi Komposit Matriks Logam
3
2.3 Jenis Material untuk Komposit Matriks Logam 2.3.1 Reinforcement / Penguat
Penguat untuk komposit matriks logam mempunyai banyak jenis dan bentuk, yang mana hal tersebut ditentukan oleh proses produksi dan pemrosesan serta sistem matriks tersebut. Berikut adalah beberapa syarat umum yang sering digunakan sebagai penguat:
kepadatan rendah,
kompatibilitas mekanik (koefisien ekspansi termal yang rendah tetapi disesuaikan dengan matriks),
kompatibilitas kimia,
stabilitas termal,
nilai modulus Young yang tinggi,
kompresi tinggi dan kekuatan tarik,
dapat diproses dengan baik,
efisiensi ekonomi.
Tuntutan ini dapat dicapai hanya dengan menggunakan penguat non-logam anorganik. Karena kepadatan tinggi dan afinitas untuk reaksi dengan matriks paduan, penggunaan serat logam biasanya gagal. Komponen yang akhirnya digunakan, tergantung pada matriks yang dipilih dan pada profil permintaan aplikasi yang dimaksud. Contoh representatif tentang penguat untuk MMC ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Sifat dari penguat discontinus untuk penguat aluminium dan magnesium
Setiap penguatan memiliki profil yang khas, yang penting untuk efek dalam bahan komposit dan profil yang dihasilkan. Tabel 2 memberikan gambaran sifat profil dari berbagai kemungkinan kelompok bahan. Gambar 3 menunjukkan kekuatan spesifik dan modulus Young bahan fiber komposit kuasi-isotropik dengan berbagai matriks dibandingkan dengan logam monolitik.
4
Tabel 2. Sifat potensial dari beberapa komposit matriks logam
Gambar 3. Nilai Tensile Strength dan Modulus Young dari Beberapa Material Serat Komposit Kuasi-Isotropik dengan Beberapa Paduan Logam
2.3.2 Sistem Paduan Matriks
Pemilihan paduan matriks yang sesuai terutama ditentukan oleh aplikasi yang dimaksud dari bahan komposit. Dengan perkembangan logam bahan komposit ringan yang sebagian besar mudah untuk proses, paduan logam ringan konvensional diterapkan sebagai bahan matriks. Di bidang metalurgi serbuk paduan khusus dapat diterapkan karena keuntungan dari pembekuan yang cepat selama produksi bubuk. Sistem tersebut bebas dari masalah segregasi yang muncul dalam pembekuan konvensional.
5
2.4 Pemrosesan Komposit Matriks Logam
Material komposit matriks logam dapat diproduksi dengan berbagai teknik. Fokus dari pemilihan rekayasa proses yang sesuai adalah jenis yang diinginkan, kuantitas dan distribusi komponen penguatan (partikel dan serat), paduan matriks dan aplikasi. Dengan mengubah metode manufaktur, pengolahan dan finishing, serta dengan bentuk komponen penguatan adalah mungkin untuk mendapatkan profil karakteristik yang berbeda, meskipun komposisi yang sama dan jumlah komponen yang terlibat. Produksi bahan prekursor yang cocok, pengolahan ke unit konstruksi atau bahan setengah jadi (profil) dan perlakuan finishing yang harus dipisahkan. Secara umum berikut adalah beberapa proses pembuatan komposit matriks logam:
Melting metallurgical process
Infiltrasi preforms serat-pendek, partikele- atau hybrid dengan pengecoran squeeze, infiltrasi vakum atau tekanan infiltrasi
Infiltrasi reaksi preforms serat-atau partikel
Pengolahan bahan prekursor dengan mengaduk partikel di lelehan logam, diikuti oleh pengecoran pasir, pengecoran cetakan permanen atau tekanan tinggi die casting
Powder metallurgical processes
Penekanan dan sintering dan / atau penempaan campuran bubuk dan bubuk komposit
Ekstrusi atau penempaan campuran partikel logam-bubuk Ekstrusi atau penempaan percikan bahan prekursor kompatibel
Penekanan hot isostatic campuran bubuk dan cengkeraman serat
Pengolahan lebih lanjut dari bahan prekursor dari metalurgi peleburan dengan thixocasting atau forming, ekstrusi, penempaan
Penggabungan dan pengelasan produk setengah jadi
6
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang bisa didapat dari materi mengenai Metal Matrix Composite adalah MMC termasuk jenis dari komposit yang matriks nya berupa logam ulet dimana merupakan komposit yang menggunakan logam sebagai matrik atau resinnya. Komposit matrik logam dapat diklasifikasi dengan beberapa cara. Diantaranya dapat diklasifikasikan dalam komposit fase logam. Yakni layer komposit, fiber komposit dan ilfiltrasi komposit. Jenis material yang digunakan untuk campuran komposite adalah Penguat untuk komposit matriks logam serta Pemilihan paduan matriks yang sesuai. Sedangkan Pemrosesan Komposit Matriks Logam dapat diproduksi dengan berbagai teknik. Diantaranya yakitu Melting metallurgical process, Powder metallurgical processes, Penekanan hot isostatic campuran bubuk dan cengkeraman serat, Pengolahan lebih lanjut dari bahan prekursor dari metalurgi peleburan dengan thixocasting atau forming, ekstrusi, penempaan
7
REFERENSI
Callister, William D. Material Science and Engineering an Introduction. 2009. USA : John Wiley and Sons
www.wiley-vch.de/books/sample/3527313605_c01.pdf
