Defenisi Komposit Klasifikasi bahan komposit

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komposit

2.1.1 Defenisi Komposit

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen, dimana sifat mekanik dari masing-masing material pembentuknya berbeda. Pada dasarnya, Komposit dapat didefenisikan sebagai campuran makroskopi dari serat dan matriks. Serat merupakan material yang umumnya jauh lebih kuat dari matriks dan berfungsi memberikan kekuatan tarik. Sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan Schwartz,1984. Penggunaan material yang siap diaplikasikan sebagai komponen pada suatu struktur menentut adanya peningkatan sifat mekanis yang tinggi. Para rekayasawan pun selalu melakukan berbagai kajian riset untuk merekayasa matrial baru yang memiliki sifat fisi-mekanis lebih baik, seperti bahan baru komposit. Komposit berpenguat serat merupakan jenis komposit yang paling banyak di kembangkanVlack,1994. Komposit berbeda dengan paduan, untuk menghindari kesalahan dalam pengertiannya, dijelaskan sebagai berikut: 1. Paduan adalah kombinasi antara dua bahan atau lebih dimana bahan-bahan tersebut terjadi peleburan. 2. Komposit adalah kombinasi rekayasa dari dua atau lebih bahan yang mempunyai sifat-sifat seperti yang diinginkan dengan cara kombinasi yang sistematik pada kandungan- kandungan yang berbeda tersebut. Tujuan dibentuknya komposit adalah: a. Memperbaiki sifat mekanik dan sifat spesifik tertentu. Universitas Sumatera Utara b. Mempermudah desain yang sulit pada manufaktur. c. Menghemat biaya. d. Bahan lebih ringan.

2.1.2 Klasifikasi bahan komposit

Sesuai dengan defenisinya, maka bahan komposit terdiri dari unsur-unsur penyusun. Komposit ini dapat berupa unsur organik, anorganik ataupun metalik dalam bentuk serat, serpihan, partikel dan lapisan. Jika ditinjau dari unsur pokok penyusun suatu bahan komposit, maka komposit dapat dibedakan atas beberapa bagian, antara lain Schwartz,1984: 1. Komposit serat fiber composite Komposit serat yaitu komposit yang terdiri dari serat dan matriks bahan dasar yang diproduksi secara fabrikasi, misalnya serat ditambahkan resin sebagai bahan perekat. Serat menahan beban yang diberikan, sedangkan matriks membungkus serat sekaligus melindunginya dari kerusakan mekanik dan kimiawi. Serat yang digunakan bias berupa serat gelas, serat karbon, serat armid poly aramide, dan sebagainya. Serat ini bias disusun secara acak Chopped strand Mat maupun dengan orientasi tertentu bahkan bias juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. Komposit yang diperkuat dengan serat dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu: a. Komposit serat pendek Short Fiber Composite Komposit yang digunakan dengan serat pendek biasanya sebagai matriks adalah resin termoset yang amorf atau semikristalin. Untuk mencapai tegangan yang maksimum didalam komposit yang diperkuat dengan serat pendek, panjang serat I harus lebih besar dari panjang kritis I C . Tegangan maksimum untuk serat pendek II C lebih kecil dari tegangan maksimum untuk serat pendek I I C . Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu: Universitas Sumatera Utara 1. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang mengandung orientasi secara acak inplane random orientasi. Secara acak biasanya derajat orientasi dapat terjadi dari suatu bagian kebagian lain. 2. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang terorientasi atau sejajar satu dengan yang lian. Tujuan pemakaian serat pendek adalah memungkinkan pengolahan yang mudah, lebih cepat, produksi lebih murah dan lebih beraneka ragam. b. Komposit serat panjang Long Fiber Composite Keistimewahan serat panjang adalah lebih mudah diorientasikan, jika dibandingkan dengan serat pendek. Walaupun demikian serat pendek memiliki rancangan lebih banyak. Secara teoritis serat panjang dapat menyalurkan pembedanan atau tegangan dari suatu titik pemakaiannya. Perbedaan serat panjang dengan serat pendek yaitu serat pendek dibebani secara tidak langsung. Matrik akan menentukan sifat dari produk komposit tersebut yakni jauh lebih kecil dibandingkan dengan besaran yang terdapat pada serat panjang. Penggunaan serat panjang sebagai penguat secara umum adalah sebagai bahan yang dimaksudkan untuk memperkuat komposit, disamping itu penggunaan serat juga mengurangi pemakaian resin sehingga akan diperoleh suatu komposit yang lebih kuat, kokoh dan tangguh jika dibandingkan produk bahan komposit yang tidak menggunakan serat penguat. 2. Komposit Lapisan laminated compodite Komposit lapisan merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapisan atau lebih yang digabungkan menjadi satu dan setiap lapisannya memiliki karakteristik sifat sendiri. Komposit yang terdiri dari lapisan serat dan matrik, yaitu lapisan yang diperkuat oleh resin. Maing-masing lapisan dapat berbeda-beda dalam hal material, bentuk dan orientasi penguatannya. Universitas Sumatera Utara 3. Komposit serpihan Flake Composite Komposit serpihan adalah komposit dengan penambahan material berupa serpihan kedalam matriknya. Suatu komposit serpihan terdiri atas serpihan- serpihan yang saling menahan dengan mengikat permukaan atau dimasukkan kedalam matrik. Sifat-sifat khusus yang dapat diperoleh dari serpihan adalah bentuk besar atau datar sehingga dapat disusun dengan rapat untuk menghasilkan bahan suatu penguat yang tinggi untuk luas penampang lintang tertentu. Pada umumnya serpihan-serpihan saling tumpah tindih pada suatu komposit sehingga dapat membentuk lintasan fluida ataupun uap yang dapat mengurangi kerusakan mekanis karena penetrasi atau perembesan. 4. Komposit partikel Particulate Composite Komposit partikel adalah salah satu jenis komposit dimana dalam matrik ditambahkan material lain berupa serbukbutiran. Perbedaan dengan komposit serat dan komposit serpihan terletak pada distribusi matrial penambahannya. Dalam komposit partikel, material penambah terdistribusi secara acak atau kurang terkontrol dari pada komposit serpuhan. Bentuk partikel ini dapat berupa bulatan, kubil, terragonal atau bahkan bentuk-bentuk yang tidak beraturan tetapi secara rata-rata berdimensi sama. 5. Komposit Pengisi Filled Composite Komposit pengisi adalah komposit dengan penambahan material kedalam meatrik dengan struktur tiga dimensi. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan komposit adalah 1. Orientasi Serat Faktor orientasi serat akan menentukan kekuatan mekanis dari suatu bahan komposit dan arah dimana kekuatan tersebut yang terbesar. Ada tiga jenis orientasi serat yaitu penguatan satu dimensi, dua dimensi dan tiga dimensi. Jenis penguatan serat satu dimensi memiliki kekuatan dan modulus komposit yang maksimum dalam arah orientasi sumber serat. Sedangkan jenis penguatan tiga dimensi adalah isotropic, artinya komposit akan memiliki kekuatan yang sama Universitas Sumatera Utara pada satu titik. Sebagai contoh bentuk CSM Chopped strand mat pada komposit dianggap isotropic, sedangkan pada bentuk anyaman wovwn roving menunjukkan sifat yang berbeda pada setiap titik, maka material ini disebut anisotropic. Pada anyaman woven roving bentuk susunannya artogonal maka disebut serat anisotropic orthogonal. 2. Panjang serat Semua serat yang digunakan secara praktisnya sekarang ini memiliki penampang yang melingkar baik untuk serat panjang maupun serat pendek. Sementara itu serat gelas, plastik dan logam telah dihasilkan dalam berbagai bentuk dan ukuran. Pada umumnya semakin kecil ukuran diameter suatu serat maka akan semakin besar kekuatannya. Hal ini disebabkan kehilangan kecatatan permukaan pada serat. Akan tetapi kekuatan mekanis juga dipengaruhi sifat dasar serat dan matriks yang digunakan.

2.1.3 Aplikasi Komposit