PENTINGNYA SEBUAH ILMU MATERIAL

Sebelumnya saya ingin menaruh tulisan ini di suarapelajarindonesia, tapi mengingat popularitas blog tersebut yang sangat kurang maka saya memutuskan menaruhnya di sini saja.

—-

Mungkin awalnya hanya sebuah salah pilih yang terkesan terburu-buru bagi diri ini kala lulus dari SMA satu tahun lalu. Tak adanya cita-cita yang pasti dan belum mengenal potensi dan kompetensi sesungguhnya yang ada dalam diri ini, maka dipilihlah Teknik Material ITB sebagai tempat kuliah saya saat ini.

Kini setelah satu semester lebih merasakan iklim belajar di Teknik Material, saya merasa sebagai salah satu orang yang paling beruntung. Mengapa? Karena saya telah ditempatkan di jalur yang cukup potensial dan cocok dengan potensi dan kompetensi yang saya miliki. Kemampuan menganalisis suatu hasil pengamatan fisik dan menuangkannya dalam bentuk kuantitatif sangatlah diperlukan oleh seorang mahasiswa Teknik Material. Maka tak pelak lagi, ilmu-ilmu semacam kalkulus, kimia dan fisika haruslah dikuasai dengan baik.

Dalam kesempatan kali ini saya ingin menulis tentang beberapa hal yang menjadi bahasan di Teknik Material, tentunya hanya bersifat pengenalan dan aplikatif. Hal ini dikarenakan saya melihat kebutaan masyarakat kita akan Teknik Material, baik itu dari bahan kajiannya, istilah-istilah umum, hingga prospek kerja dan peranannya di dunia industri.

BAB I : SIFAT-SIFAT MATERIAL

Dalam sebuah pemilihan material yang cocok maka diperlukan pengetahuan akan sifat dari material tersebut. Walaupun memang sudah ada standar baku yang mengatur akan kandungan bahan-bahan pembentuk yang akan membangun sifat material, namun keahlian untuk menentukan berdasarkan metode-metode pengujian material sangatlah penting bagi seorang material engineer.

Sifat-sifat (Properties) material yang dimaksud adalah :

1. Sifat Mekanis
2. Sifat Elektris
3. Sifat Elektrokimia
4. Sifat Magnetik
5. Sifat Termal
6. Sifat Enegetika
7. Storage / Memory

Bila kita lihat kembali, maka sifat no.6 dan no.7 adalah masalah baru dalam dunia material. Dalam arti, masalah tersebut muncul akibat perkembangan teknologi yang baru terasa dampak besarnya akhir-akhir ini. Terlebih pada hal Storage / Memory dari suatu material, dimana dalam hal ini akan dibahas akan kemampuan dari suatu material untuk menyimpan data.

Aplikasi dalam hal Storage / Memory dari suatu material salah satunya adalah flashdisk, yang dimana saat ini dituntut agar bisa menyimpan data yang lebih besar dan besar lagi. Maka dari itu, diperlukanlah suatu material yang mampu menyimpan data berukuran besar di dalam volume yang seminimal mungkin.

Yang akan banyak dibahas di sini adalah tentang mechanical properties dari suatu material, maklum saja sebab penulis adalah mahasiswa baru material yang memang belum berkompeten untuk menjelaskan lebih banyak.

BAB II : SIFAT MEKANIK MATERIAL

Agaknya menyedihkan juga bagi pendidikan dasar dan menengah di Indonesia yang kurang mengenalkan istilah-istilah dunia material. Sebagai contohnya adalah masih simpang-siurnya jawaban tentang apa itu kekuatan, kekerasan, keuletan, getas, dan ketangguhan dari suatu material.

Kekuatan adalah kemampuan suatu material dalam menerima beban, semakin besar beban yang mampu diterima oleh material maka benda tersebut dapat dikatakan memiliki kekuatan yang tinggi. Dalam kurva stress-strain kekuatan (strength) dapat dilihat dari sumbu-y (stress), semakin tinggi nilai stress-nya maka material tersebut lebih kuat. Untuk memperjelas, silakan lihat kurva stress vs strain (tegangan vs regangan) berikut :

Kurva yang diberi label strongest (terkuat) digambarkan sebagai kurva yang memiliki nilai sb-y tertinggi. Kemudian kurva yang diberi label Toughest adalah kurva yang memiliki nilai ketangguhan tertinggi. Ketangguhan suatu material dapat dilihat dari luas daerah sibawah kurva stress-strain nya. Semakin besar luas daerah di bawah kurva, maka material tersebut dikatakan semakin tangguh. Lalu untuk keuletan material digambarkan dari kurva yang diberi label most ductile. Keuletan menggambarkan bahwa material tersebut sulit untuk mengalami patah (fracture) yang dalam kurva dapat dilihat sebagai kurva yang memiliki nilai sumbu-x (strain / regangan) tertinggi.

Ada beberapa lagi sifat mekanik material diantaranya kekerasan dan getas. Kekerasan dapat diartikan ketahan suatu material terhadap deformasi lokal, misalkan ketahanan terhadap goresan. Bila suatu material digores maka yang akan menerima beban adalah bagian permukaannya saja bukan keseluruhannya, itulah mengapa goresan dikatakan hanya menghasilkan deformasi lokal. Selanjutnya sifat getas dari suatu material dapat diartikan ketidakmapuan suatu material untuk berdeformasi plastis. Material yang getas berarti bila diberi suatu beban dia hanya akan berdeformasi elastis, dan selanjutnya akan mengalami patah (fracture).

Mengetahui tentang sifat mekanik suatu material sangatlah penting terutama dalam pemilihan material yang akan dipakai dalam kehidupan sehari-hari. Misalkan kita disuruh memilih jenis baja yang akan digunakan untuk membuat jembatan, maka hal terpenting yang harus kita perhatikan adalah bahan yang kita pilih haruslah kuat, dalam arti dia tidak akan mudah mengalami deformasi plastis. Bayangkan saja bagaimana bila kita salah memilih bahan, tentunya nanti jembatan yang kita buat akan memiliki lintasan melengkung seperti lintasan skateboard, tentunya hal ini bukanlah hal yang lucu.

BAB III : PERUBAHAN FASA DALAM CAMPURAN LOGAM

Kita sedikit saja membahas tentang ini, sebab sampai saat tulisan ini dibuat, penulis masih menyelesaikan kuliah tentang bab ini.

Bila dua atau lebih logam dicampur dengan komposisi masing-masing tertentu maka akan menghasilkan berbagai fasa yang tentunya setiap fasa akan memiliki sifat yang berbeda dari fasa yang lainnya. Terbentuknya berbagai jenis fasa ini selain dipengaruhi oleh komposisinya, juga dipengaruhi oleh suhu. Untuk lebih jelasnya silakan lihat diagram fasa berikut :

α menggambarkan sifat dari logam A yang didalamnya terlarut logam B, dan β menggambarkan sifat logam B yang didalamnya terlarut logam A. Liquid berarti menggambarkan fasa yang terbentuk berupa cairan, dan fasa α + β menggambarkan fasa padat yang didalamnya terdiri dari logam A dan logam B dalam berbagai komposisi.

Yang cukup menarik di sini adalah saat kita melihat titik eutektik diagram fasa di atas, dalam diagram di atas titik eutektik ditandai dengan X. Pada saat campuran berada di titik eutektik maka campuran ini akan mudah berubah dari fasa cair ke fasa gas dan juga sebaliknya bila kita merubah temperaturnya.

Contoh pengaplikasian dari materi ini adalah dalam pembuatan bahan CD atau DVD, yang dimana dalam proses pemasukan datanya diperlukan proses Burning, yaitu pemanasan/pembakaran dengan infra-merah. Tentunya bahan CD/DVD tersebut haruslah dibuat pada komposisi eutektiknya agar bila dipanaskan, dia akan berubah menjadi cairan dan data bisa dimasukkan, kemudian saat burning selesai akan berubah kembali menjadi padat dan data tak mudah hilang. Ini juga alasannya kenapa CD/DVD jangan sampai terkena sinar matahari langsung apalagi dalam waktu yang relatif lama.

BAB IV : KESIMPULAN

Saya sadar yang saya tampilkan di sini sangatlah sedikit dan tidak mewakili ilmu material itu seutuhnya, namun saya berharap dari sedikit pemaparan ini para pembaca nantinya minimal mengenal apa itu Teknik Material, apa saja yang dipelajari di dalamnya, dan apa kontribusi ilmu material dalam kahidupan sehari-hari (aplikasi dan juga prospek).

Terima kasih telah membaca tulisan ini, bila anda menemukan suatu kesalahan silakan langsung beritahu saja malalui komentar. Bagi anda yang ingin bertanya tentang dunia material pun silakan tulis saja, Insya Allah bila saya bisa, akan saya jawab. Dan bila pertanyaan itu sudah terlalu jauh dari kapabilitas saya maka saya akan berusaha bertanya pada orang yang tepat.

ENGINEERING IS NOTHING WITHOUT MATERIAL

—