ATOM DAN IKATAN ATOM PENYUSUSUN MATERIAL
2.1 Sifat Atom
Pada material padat, atom-atom saling terikat. Ikatan inilah yang memberikan kekuatan dan menentukan sifat-sifat dari material tersebut. Sebagai contoh ikatan yang kuat akan mengakibatkan titik cair yang tinggi, modulus elastis tinggi, dan koefisien muai yang rendah. Karena besar pengaruhnya terhadap sifat-sifat material tersebut, maka pada bab ini dibahas tentang atom dan ikatannya.
Pada ilmu material, atom dianggap sebagai satuan dari struktur intern. Dalam hal ini, bisa dijelaskan tentang atom sebagai berikut:
1. Atom-atom terdiri dari Inti Elektron yang berputar mengelilingi inti, yang berkaitan dengan
i. Karakteristik magnetic
ii. Kuantifikasi dari level energi
Catatan :
(1) inti terdiri dari proton dan neutron
(2) massa proton >>>> massa elektron
(3) proton bermuatan positif (+), elektron bermuatan negatif ( –), dan netron bermuatan netral.
2. Suatu atom pada hakekatnya adalah netral Massa atom didasarkan pada massa proton
3. Sifat atom erat kaitannya dengan jumlah elektron yang terdapat pada kulit (kulit
terluar) Atas dasar hal ini (kulit terluar) maka disusun table DAFTAR PERRIODIK yang dibuat oleh MENDELEYEV
Akibatnya :
i. Dapat dikenal atom-atom dengan konfigurasi STABIL dan TIDAK STABIL
dari susunan konfigurasi elektron.
ii. Contoh : atom-atom yang terletak pada kolom yang paling kanan (gas mulia)
termasuk kategori STABIL, sedangkan atom-atom disebelah kiri TIDAK
STABIL.
Analisisnya sbb :
1. He memiliki 2 elektron pada lintasan luar
2. Selain He (misalnya: Argon, Xenon, Neon, dsb) memiliki 8 elektron pada lintasan luarnya, dari 8 elektron ini diturunkan teori tentang STABILITAS ATOM yang dikenal dengan teori OKTET
Catatan:
1. Atom-atom yang tidak stabil akan mengarah sehingga perlu tambahan elektron (dari atom sejenis atau dari atom lain)
2. Atas dasar tersebut maka diturunkan konsep IKATAN ATOM (atomic bonding) dalam beberapa literatur disebut juga IKATAN KIMIA (chemical bonding)
Dengan adanya pengertian ikatan, maka dapat dianalisis sifat ikatannya:
2.2 Ikatan Atom
Ikatan atom dikelompokka pada dua, yakni ikatan Ikatan kuat (ikatan primer), dan ikatan lemah (ikatan sekunder). Ikatan kuat meliputi: ikatan ion (ikatan elektrovalen), ikatan kovalen (ikatan homopolar), dan ikatan logam (ikatan kovalen sesaat). Sedang ikatan lemah (ikatan sekunder), yakni ikatan van der walls.
2.2.1 Ikatan Kuat
2.2.1.1 Ikatan Ion
Ikatan yang diakibatkan oleh gaya elektrostatis diantara atom-atom yang berikatan, karena adanya transfer elektron (agar timbul konigurasi octet atau dua) Akibat dari perpindahan elektron yang menerima jadi negatif dan melepaskan jadi positif.
Gambar 1. Ikatan Ion
Pada material padat, atom-atom saling terikat. Ikatan inilah yang memberikan kekuatan dan menentukan sifat-sifat dari material tersebut. Sebagai contoh ikatan yang kuat akan mengakibatkan titik cair yang tinggi, modulus elastis tinggi, dan koefisien muai yang rendah. Karena besar pengaruhnya terhadap sifat-sifat material tersebut, maka pada bab ini dibahas tentang atom dan ikatannya.
Pada ilmu material, atom dianggap sebagai satuan dari struktur intern. Dalam hal ini, bisa dijelaskan tentang atom sebagai berikut:
1. Atom-atom terdiri dari Inti Elektron yang berputar mengelilingi inti, yang berkaitan dengan
i. Karakteristik magnetic
ii. Kuantifikasi dari level energi
Catatan :
(1) inti terdiri dari proton dan neutron
(2) massa proton >>>> massa elektron
(3) proton bermuatan positif (+), elektron bermuatan negatif ( –), dan netron bermuatan netral.
2. Suatu atom pada hakekatnya adalah netral Massa atom didasarkan pada massa proton
3. Sifat atom erat kaitannya dengan jumlah elektron yang terdapat pada kulit (kulit
terluar) Atas dasar hal ini (kulit terluar) maka disusun table DAFTAR PERRIODIK yang dibuat oleh MENDELEYEV
Akibatnya :
i. Dapat dikenal atom-atom dengan konfigurasi STABIL dan TIDAK STABIL
dari susunan konfigurasi elektron.
ii. Contoh : atom-atom yang terletak pada kolom yang paling kanan (gas mulia)
termasuk kategori STABIL, sedangkan atom-atom disebelah kiri TIDAK
STABIL.
Analisisnya sbb :
1. He memiliki 2 elektron pada lintasan luar
2. Selain He (misalnya: Argon, Xenon, Neon, dsb) memiliki 8 elektron pada lintasan luarnya, dari 8 elektron ini diturunkan teori tentang STABILITAS ATOM yang dikenal dengan teori OKTET
Catatan:
1. Atom-atom yang tidak stabil akan mengarah sehingga perlu tambahan elektron (dari atom sejenis atau dari atom lain)
2. Atas dasar tersebut maka diturunkan konsep IKATAN ATOM (atomic bonding) dalam beberapa literatur disebut juga IKATAN KIMIA (chemical bonding)
Dengan adanya pengertian ikatan, maka dapat dianalisis sifat ikatannya:
2.2 Ikatan Atom
Ikatan atom dikelompokka pada dua, yakni ikatan Ikatan kuat (ikatan primer), dan ikatan lemah (ikatan sekunder). Ikatan kuat meliputi: ikatan ion (ikatan elektrovalen), ikatan kovalen (ikatan homopolar), dan ikatan logam (ikatan kovalen sesaat). Sedang ikatan lemah (ikatan sekunder), yakni ikatan van der walls.
2.2.1 Ikatan Kuat
2.2.1.1 Ikatan Ion
Ikatan yang diakibatkan oleh gaya elektrostatis diantara atom-atom yang berikatan, karena adanya transfer elektron (agar timbul konigurasi octet atau dua) Akibat dari perpindahan elektron yang menerima jadi negatif dan melepaskan jadi positif.
Gambar 1. Ikatan Ion
KLASIFIKASI DAN SIFAT MATERIAL
KLASIFIKASI DAN SIFAT MATERIAL
1.1 Klasifikasi Material
Berbagai jenis material digunakan manusia untuk memenuhi keperluan hidupnya. Namun secara secara garis besar khususnya pada bidang teknik, material teknik dikelompokkan pada tiga kelompok, yakni: logam, non logam, dan komposit.
Logam atau metal adalah material yang paling banyak digunakan pada bidang teknik. Secara garis besar logam dikelompokkan pada dua kelompok, yakni: logam ferro dan logam non ferro. Logam ferro meliputi: besi (iron), baja (steel), dan besi cor (cast iron). Logam non ferro adalah logam selain logam besi, seperti, aluminum, tembaga, magnesium, dan paduan-paduannya.
Material non logam atau material bukan logam, yakni: polimer, dan keramik. Polimer meliputi thermoset dan thermoplastis, yang di dalamnya termasuk juga karet, dan plastik. Sedangkan keramik meliputi keramik konvensional dan keramik modern, dari mulai gerabah, genting ubin, alat rumah tangga, sampai pada keramik modern dan canggih seperti semikonduktor, komponen elektronik sampai pada komponen pesawat luar angkasa yang tahan temperatur tinggi.
Komposit diartikan sebagai gabungan beberapa bahan, dimana bahan-bahan yang digabung masih bisa terlihat dengan mata telanjang. Sebagai contoh: beton, ban mobil, dan fiberglass. Beton merupakan komposit gabungan keramik dengan logam, yang bila beton dipotong masih termati atau terlihat logam baja dan tembok sebagai bahan keramiknya. Ban mobil merupakan bahan komposit gabungan polimer dan logam, yang bila potong, akan terlihat karet sebagai bahan polimer dan kawat baja sebagai bahan logamnya. Fiberglass merupakan bahan komposit gabungan polimer dengan keramik, dimana pada bahan tersebut terlihat
serat-serat sebahan bahan keramiknya, dan plastik sebagai bahan polimernya yang juga merupakan matriknya.
1.2 Sifat Material
Material dimanfaatkan oleh manusia karena material punya sifat-sifat (propertis) yang dibutuhkan manusia, seperti logam dimanfaatkan karena punya sifat: kuat, keras, pengantar panas, pengantar listrik, dan diforinable (mudah dibenruk). Sedangkan sifat-sifat (proferties) itu sendiri secara garis besar dikelompokkan pada tiga, yakni: sifat fisik, sifat mekanik, dan sifat teknologi. Contoh sifat-sifat tersebut antara lain sebagai berikut:
1. Sifat fisik : kapasitas panas, koefisien muai, ketahanan korosi, dan koefisien gesek
2. Sifat mekanik : kuat, keras, ulet, dan tangguh.
3. Sifat teknologi : mampu bentuk, mampu las, dan mampu mesin.
Sifat fisik adalah sifat yang dihubungkan dengan keadaan fisik material tersebut. Sedangkan sifat mekanik adalah sifat logam yang dikaitkan dengan kelakuan logam tersebut jika dibebani dengan beban mekanik.
Beban mekanik dikelompokkan pada dua, yakni: Beban statik, dan beban dinamik. Beban stastik adalah beban yang tidak berubah terhadap waktu, dan beban dinamik adalah beban yang berubah terhadap waktu, seperti beban angkot, atau beban pada kursi dimana yang duduknya ganti-ganti.
Sifat teknologi adalah sifat yang dikaitkan dengan kemudahan material untuk diproses. Contoh: mampu mesin (machining ability), mampu las (welding ability), dan mampu bentuk, (forming ability). Sifat-sifat material di atas diperoleh dengan melakukan ‘pengujian’.
Dalam prakteknya antara sifat-sifat tersebut saling berpengaruh satu dengan yang lainnya dan memungkinkan pengetahuan berkembang terus. Kalau sifat mekanik bagus, maka sifat teknologinya tidak. Kalau sifat teknologinya bagus, sifat yang lainnya tidak. Contoh: Baja yang kuat maka tidak tahan korosi, makadilapisi Zn (seng), sehingga ketahanan korosi naik. Sifat keras, maka tak mudah dibentuk. Sifat fisik lebih lanjut dibahas pada struktur dan sifat fisik material, sedang yang banyak dibahas disini ”sifat mekanik dan sifat teknologi teknik pembentukan, pelapisan dan seterusnya.
Sifat-sifat di atas diperoleh dengan cara pengujian, dan pada pengujian harus ada: prosedur uji dan peralatan uji. Karena hasil pengujian harus bisa dibandingkan :artinya prosedur uji harus mengikuti standar uji (begitu juga peralatan ujinya). Standar uji yang harus diikuti tergantung permintaan konsumen. Contoh DIN (jerman), JIS (Jepang), ASTM (USA), dan SNI (Indonesia).
Peralatan uji harus menghasilkan data yang sama setiap saat. Untuk itu harus dilakukan proses kalibrasi di lab. Met. industri. Contoh timbangan. Umur kalibrasi berbeda-beda, ada yang 6 bulan, 1 tahun, tiap dipakai dan seterusnya, tergantung jenis alatnya.
Pengujian yang harus dilakukan tergantung sifat apa yang ingin diperoleh. Jika sifat mekanik yang diinginkan, maka dpengujian mekanik yang dilakukan. Untuk mengetahui sifat mekanik, maka dilakukan uji mekanik (mech testing).
Ada dua jenis pengujian mekanik jika dikaitkan dengan bebannya, yakni: uji mekanik dengan beban ’ pembebanan statik’, dan uji mekanik dengan beban ’penbebanan dinamik’. Contoh pengujiannya, yakni:
Beban Statik : uji tarik (tensile test), uji puntir (tortion test), uji bentuk (inpact test), uji keras (hardness test), uji mulur (creep test). Beban dinamik : uji lelah (fatigue test)
Catatan. Beban statis itu tak murni statis sehingga dalam praktek di sebut juga quasi static.
Sifat-sifat di atas perlu diketahui. Tujuannya supaya bisa menganalisis untuk proses pemilihan bahan dan proses pembuatan product pada saat mendesign.
1.1 Klasifikasi Material
Berbagai jenis material digunakan manusia untuk memenuhi keperluan hidupnya. Namun secara secara garis besar khususnya pada bidang teknik, material teknik dikelompokkan pada tiga kelompok, yakni: logam, non logam, dan komposit.
Logam atau metal adalah material yang paling banyak digunakan pada bidang teknik. Secara garis besar logam dikelompokkan pada dua kelompok, yakni: logam ferro dan logam non ferro. Logam ferro meliputi: besi (iron), baja (steel), dan besi cor (cast iron). Logam non ferro adalah logam selain logam besi, seperti, aluminum, tembaga, magnesium, dan paduan-paduannya.
Material non logam atau material bukan logam, yakni: polimer, dan keramik. Polimer meliputi thermoset dan thermoplastis, yang di dalamnya termasuk juga karet, dan plastik. Sedangkan keramik meliputi keramik konvensional dan keramik modern, dari mulai gerabah, genting ubin, alat rumah tangga, sampai pada keramik modern dan canggih seperti semikonduktor, komponen elektronik sampai pada komponen pesawat luar angkasa yang tahan temperatur tinggi.
Komposit diartikan sebagai gabungan beberapa bahan, dimana bahan-bahan yang digabung masih bisa terlihat dengan mata telanjang. Sebagai contoh: beton, ban mobil, dan fiberglass. Beton merupakan komposit gabungan keramik dengan logam, yang bila beton dipotong masih termati atau terlihat logam baja dan tembok sebagai bahan keramiknya. Ban mobil merupakan bahan komposit gabungan polimer dan logam, yang bila potong, akan terlihat karet sebagai bahan polimer dan kawat baja sebagai bahan logamnya. Fiberglass merupakan bahan komposit gabungan polimer dengan keramik, dimana pada bahan tersebut terlihat
serat-serat sebahan bahan keramiknya, dan plastik sebagai bahan polimernya yang juga merupakan matriknya.
1.2 Sifat Material
Material dimanfaatkan oleh manusia karena material punya sifat-sifat (propertis) yang dibutuhkan manusia, seperti logam dimanfaatkan karena punya sifat: kuat, keras, pengantar panas, pengantar listrik, dan diforinable (mudah dibenruk). Sedangkan sifat-sifat (proferties) itu sendiri secara garis besar dikelompokkan pada tiga, yakni: sifat fisik, sifat mekanik, dan sifat teknologi. Contoh sifat-sifat tersebut antara lain sebagai berikut:
1. Sifat fisik : kapasitas panas, koefisien muai, ketahanan korosi, dan koefisien gesek
2. Sifat mekanik : kuat, keras, ulet, dan tangguh.
3. Sifat teknologi : mampu bentuk, mampu las, dan mampu mesin.
Sifat fisik adalah sifat yang dihubungkan dengan keadaan fisik material tersebut. Sedangkan sifat mekanik adalah sifat logam yang dikaitkan dengan kelakuan logam tersebut jika dibebani dengan beban mekanik.
Beban mekanik dikelompokkan pada dua, yakni: Beban statik, dan beban dinamik. Beban stastik adalah beban yang tidak berubah terhadap waktu, dan beban dinamik adalah beban yang berubah terhadap waktu, seperti beban angkot, atau beban pada kursi dimana yang duduknya ganti-ganti.
Sifat teknologi adalah sifat yang dikaitkan dengan kemudahan material untuk diproses. Contoh: mampu mesin (machining ability), mampu las (welding ability), dan mampu bentuk, (forming ability). Sifat-sifat material di atas diperoleh dengan melakukan ‘pengujian’.
Dalam prakteknya antara sifat-sifat tersebut saling berpengaruh satu dengan yang lainnya dan memungkinkan pengetahuan berkembang terus. Kalau sifat mekanik bagus, maka sifat teknologinya tidak. Kalau sifat teknologinya bagus, sifat yang lainnya tidak. Contoh: Baja yang kuat maka tidak tahan korosi, makadilapisi Zn (seng), sehingga ketahanan korosi naik. Sifat keras, maka tak mudah dibentuk. Sifat fisik lebih lanjut dibahas pada struktur dan sifat fisik material, sedang yang banyak dibahas disini ”sifat mekanik dan sifat teknologi teknik pembentukan, pelapisan dan seterusnya.
Sifat-sifat di atas diperoleh dengan cara pengujian, dan pada pengujian harus ada: prosedur uji dan peralatan uji. Karena hasil pengujian harus bisa dibandingkan :artinya prosedur uji harus mengikuti standar uji (begitu juga peralatan ujinya). Standar uji yang harus diikuti tergantung permintaan konsumen. Contoh DIN (jerman), JIS (Jepang), ASTM (USA), dan SNI (Indonesia).
Peralatan uji harus menghasilkan data yang sama setiap saat. Untuk itu harus dilakukan proses kalibrasi di lab. Met. industri. Contoh timbangan. Umur kalibrasi berbeda-beda, ada yang 6 bulan, 1 tahun, tiap dipakai dan seterusnya, tergantung jenis alatnya.
Pengujian yang harus dilakukan tergantung sifat apa yang ingin diperoleh. Jika sifat mekanik yang diinginkan, maka dpengujian mekanik yang dilakukan. Untuk mengetahui sifat mekanik, maka dilakukan uji mekanik (mech testing).
Ada dua jenis pengujian mekanik jika dikaitkan dengan bebannya, yakni: uji mekanik dengan beban ’ pembebanan statik’, dan uji mekanik dengan beban ’penbebanan dinamik’. Contoh pengujiannya, yakni:
Beban Statik : uji tarik (tensile test), uji puntir (tortion test), uji bentuk (inpact test), uji keras (hardness test), uji mulur (creep test). Beban dinamik : uji lelah (fatigue test)
Catatan. Beban statis itu tak murni statis sehingga dalam praktek di sebut juga quasi static.
Sifat-sifat di atas perlu diketahui. Tujuannya supaya bisa menganalisis untuk proses pemilihan bahan dan proses pembuatan product pada saat mendesign.
Membaca gambar potongan dan irisan benda
Pada umumnya bila kita menggambar benda maka garis-garis benda/bidang yang
tidak tampak selalu digambarkan dengan garis putus-putus. Bila gambar tersebut
sederhana, garis yanq tidak tampak itu tidak membingungkan, tetapi bila gambar
tersebut rumit maka garis yang tidak tampak akan menyulitkan bagi pembaca gambar.
Hal ini akan menimbulkan kesalahan pengertian pada saat membaca gambar tersebut.
Untuk menghindari hal ini maka dalam gambar teknik diadakan suatu pemotongan.
Teknik pemotongan pada prinsipnya ada dua macam, yaitu pemotongan seluruh dan
pemotongan separo. Namun kadang-kadang ada suatu pemotongan tertentu yang
dinamakan pemotongan lokal.
Maksud pemotongan ini untuk mempermudah pengertian pada suatu gambar
yang agak sulit, terutama intuk melihat bentuk bagian dalam benda tersebut.
Adakalanya juru gambar harus membuat pemotongan lebih dari sekali, hal ini dilakukan
bila pemotongan yang pertama belum menjelaskan gambar sehingga perlu memotong
lebih dari satu kali. Pemotongan lebih dari sekali tersebut dilakukan terutama pada
bendabenda yang panjang dan agak rumit. Pemotongan berganda dimaksudkan untuk
mempe jelas penunjukan dalam objek tersebut sehingga dapat melihat dengan jelas
bagian dalam maupun bagian luar.
Pemotongan gambar sebuah objek pada depan benda. Sehingga akan menam-
pakkan bagian dalam benda tersebut. Hal ini untuk mempermudah pengertian pada
objek itu. Perlu dImengerti bahwa bagian depan yang dipotong hanya boleh dilakukan
dalam penampang potongan saja. Oleh karena itu, pada saat menggambar, juru
gambar membayangkan bahwa bagian yang dikerjakan digergaji, kemudian bagian
depannya diambil.
1
Gambar 1
1. Bila penampang potong tersebut memotong seluruh benda maka gambar potongan
dinamakan potongan seluruhnya. Pemotongan ini ditunjukkan pada Gambar 1 a, b,
dan c.
2. Kadang-kadang kita hanya memotong setengah bagian benda karena benda
tersebut simetris maka gambar potongan tersebut dinamakan potongan separo.
Pemotongan ini ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2
2
Gambar 2a menunjukkan cara memotong benda separo bagian. Benda tersebut
dipotong menurut BOB, kemudian bagian depan diambil. Bagian yang diambil adalah 1/4
bagian dari benda tersebut. Pemotongan ini dinamakan potongan separo. Selanjutnya
dari gambar ini dapat digambar dalam proyeksi ortogonal seperti tampak pada Gambar
2b. Gambar 2b adalah gambar pandangan setelah dipotong menurut potongan BOB.
Dalam pemotongan, hal yang harus diperhatikan adalah pada gambar pandangan
diarsir, sedang bagian yang dipotong atau penampang potongan diarsir menggunakan
garis tipis.
w
Gambar 3
Gambar 3 memperlihatkan suatu penekan paking yang digambar dalam proyeksi
ortogonal. Penunjukan huruf-huruf yang dicantumkan pada kedua ujung garis potongan
tebal untuk menunjukkan bagian dalam penampang potong. Perubahan penunjukan
memotong penampang atau membelok dapat ditunjukkan dengan garis tebal.
4. Gambar 4 menunjukan sebuah besi plat yang dipotong menurut bidang potongan
A-A
Gambar 4
3
Di samping itu, ditunjukkan juga cara-cara memotong suatu benda. Kerja pemo-
tongan tersebut sangat tergantung menurut kebutuhan. Gambar 5a, b, clan c adalah
contoh-contoh peletakkan garis pemotongan.
Gambar 5
4. Guna menghindari penarribahan pandangan, misal pada bentuk bujur sangkar,
kubus, segi empat, atau permukaan rata, bentuk-bentuk semacam ini digambarkan
dengan memberi garis diagonal tipis pada permukaan bagian tersebut (Gambar 6).
Gambar 6
5. Gambar 7 menunjukkan suatu objek benda tunggal yang ditunjukkan dengan garis
pertolongan. Hal ini dilakukan agar dapat memberikan ukuran lebar dari objek
tersebut.
4
Gambar 7
b. Gambar 8 adalah suatu plat yang berlubang dan dipotong melalui lubang, sehingga
garis potongnya membentuk sudut. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui keadaan
lubang yang dibuat dengan counterbor. Bentuk penampang potong yang betul
adalah seperti pada Gambar 8a. Pada gambar tersebut, bentuk penampang lebih
jelas clan sesuai dengan perjanjian. Sedang pada penampang Gambar 8c adalah
gambar bila arah potongnya melalui garis sumbu atau dipotong seluruhnya. Hal
semacarn ini jarang dilakukan dalam praktik. Sedangkan untuk menggeser atau
memutar bentuk potongan yang miring tidak melebihi dari 90°.
Gambar 8
c. Gambar 9 menunjukkan suatu cara pemotongan bentuk lain. Pada pemotongan ini
bagian sirip tidak terpotong. Dalam gainbar tersebut sirip lain yang dilalui garis
potong. Penampang yang berbentuk lingkaran, garis pemotongannya melalui pe-
nguat, kemudian belok melewati penguat yang lain. Maksud pemotongan tersebut
agar dapat melihat lubang yang terdapat pada penguat bagian atas. Dari arah po-
tongan semacam ini bila ingin mengetahui penampang lain dapat dilihat pada
Gambar 9b. Garis poteng tersebut memotong sirip secara melintang maka dapat
dinyatakan bahwa sirip itu dipotong.
5
Gambar 9 Potongan dan Irisan Benda
6
SOAL-SOAL LATIHAN
Gambar nomor 1 sampai 10 adalah gambar pandangan-pandangan suatu benda
yang dilengkapi dengan pandangan potongan yang belum diarsir. Arsirlah gambar
potongan tersebut. Contoh
7
Subscribe to:
Posts (Atom)