Upload
phamkhue
View
236
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
22/10/2015
1
Nurun nayiroh, M.Si
MATERIAL KOMPOSIT
Pertemuan ke-8
� Pendahuluan
� Klasifikasi MMC
� MMC
� Komposisi
� Matriks
� Penguat (Reinforcement)
� Produksi dan Proses pembuatan MMC.
� Aplikasi yang mungkin dari MMC
� MMC untuk Aplikasi Ruang Angkasa
� Sistem MMC yang Paling Penting.
� Keuntungan MMC
� Kerugian MMC.
� Bahan monolitik konvensional memiliki keterbatasandalam mencapai kombinasi yang baik dari kekuatan,kekakuan, ketangguhan dan kepadatan.
� Untuk mengatasi kekurangan ini dan untukmemenuhi permintaan yang semakin meningkat dariteknologi modern, komposit merupakan bahan yangpaling menjanjikan baru-baru ini.
� Komposit logam matriks (MMC) memiliki sifat yangmeningkat secara signifikan termasuk kekuatanspesifik yang tinggi; modulus spesifik, kapasitasredaman dan ketahanan aus yang baik dibandingkandengan paduan tanpa reinforcement (penguat).
22/10/2015
2
� Sebuah komposit matriks logam (MMC) adalahmaterial komposit dengan dua atau lebih bagiankandungan, satu bagian di antaranya adalahmengandung logam.
� Material yang lain bisa material logam yangberbeda atau material yang lain, seperti keramikatau senyawa organik.
� Ketika komposit itu terdiri dari 3 lebih material,maka itu disebut dengan komposit hybrid.
� MMC dibuat dengan mendispersikan bahan
penguat ke dalam matriks logam. Permukaanpenguat bisa dilapisi untuk mencegah reaksi
kimia dengan matriks.
� Sebagai contoh, fiber karbon pada umumnyadigunakan pada matriks aluminum untuk
mensintesis komposite yang menunjukkan
sifat densitas rendah dan kekuatan tinggi.
� Matriks adalah material monolithic yang didalamnya terdapat reinforcement yangdilekatkan, dan kontinyu secara lengkap.
� Ini berarti bahwa ada bagian yang melaluimatriks untuk setiap titik dalam material, tidakseperti dua bahan terjepit bersama-sama.
� Matriks biasanya berupa logam yang lebihmengkilat seperti aluminum, magnesium, atautitanium, dan memberikan dukungan yangsesuai untuk reinforcement.
� Material reinforcement diletakkan ke dalam
matriks.
� Reinforcement digunakan untuk merubah
sifat fisik seperti ketahanan pemakaian,koefisien gesek, atau konduktifitas termal.
� Reinforcement dapat berupa continuous,atau discontinuous.
22/10/2015
3
Reinforcement untuk MMC memiliki profil kebutuhan yang
berlipat ganda, yang ditentukan oleh produksi dan pengolahan
dan oleh sistem matriks dari bahan komposit. Kebutuhan berikut
yang umumnya berlaku:
� Kepadatan rendah,
� Kompatibilitas mekanik (koefisien ekspansi termal yang
rendah tetapi Kompatibilitas kimia, Stabilitas termal, dan
ModulusYoung tinggi)
� Kompresi dan kekuatan tarik tinggi ,
� Kemampuan proses yang baik,
� Efisiensi ekonomi.
� lower coefficient of thermal and electrical conductivity
22/10/2015
4
� higher thermal deformation resistance
tcoefficienexpansion thermal
tyconductivi thermal=
� low fatigue resistance
� Reinforcement-matrix interfaceInteraksi luas
Strong � high strength
APLIKASI MMC
22/10/2015
5
Fig: Partial short fibers reinforced light metal diesel pistons.
Fig: Cast brake disk particle of reinforced aluminum.
Fig: Drive shaft particle of reinforced aluminum for passenger cars .
Fig: Disk brake caliper for passenger cars of conventional cast-iron (left) and
an aluminum matrix composite material (AMC)
Figure: Struktur 12 pesawatmenengah dari pengorbit luarangkasa menunjukkan tabungboron-aluminium
Figure: Al high-gain antenna wave guides/
boom for the Hubble Space Telescope (HST) shown (a-left) before
integration in the HST, and (b-right) on the HST as it is deployed in low-earth orbit
from the space shuttle orbiter
� Aluminum matrix
� Continuous fibers: boron, silicon carbide, alumina, graphite
� Discontinuous fibers: alumina, alumina-silica � Whiskers: silicon carbide
� Particulates: silicon carbide, boron carbide � Magnesium matrix
� Continuous fibers: graphite, alumina � Whiskers: silicon carbide
� Particulates: titanium carbide � Copper matrix
22/10/2015
6
� Higher temperature capability
� Fire resistance
� Higher transverse stiffness and strength
� No moisture absorption
� Higher electrical and thermal conductivities
� Better radiation resistance
� Fabric ability of whisker and particulate-reinforced
MMCs with conventional metalworking equipment.
� Higher cost of some material systems .
� Relatively immature (belum lengkap)
technology .
� Complex fabrication methods for fiber-
reinforced systems (except for casting).
� MMC menjanjikan sesuatu teknologi yang memadai dan telah mencapai
tingkat kematangan yang menunjukkan perluasan penggunaannya.
Untuk mewujudkan potensi penuh dari komposit ini, maka komposit ini
layak mendapat perhatian dan dukungan yang lebih besar.
� Jumlah MMC saat ini berada dalam berbagai tahap perkembangan:
misalnya adalah boron / aluminium, berilium / titanium, dan boron /
titanium, graphite / aluminium, dan paduan supper yang diperkuat
dengan logam tahan api.
� Sistem boron / diperkuat aluminium sekarang dalam tahap paling maju
dari pengembangannya dan data yang benar untuk sistem ini adalah
cukup untuk desain dalam aplikasi struktural.