Bahan Kuliah Ilmu BahanD3

Ilmu Bahan

0_Pendahuluan

Pendahuluan

Rencana Kuliah Ilmu BahanMata Kuliah : Ilmu Bahan ListrikSKS : 2 SKS

Tujuan mata kuliah :

0_Pendahuluan

Tujuan mata kuliah :Mengetahui dan memahami karakteristikdari material/bahan agar mampu memilihserta menggunakan bahan-bahan tersebutpada setiap pekerjaan dengan tepat danbenar khususnya untuk rekayasa kelistrikan.

Rencana Kuliah Ilmu BahanGaris besar mata kuliah(1) :- Sumber bahan- Bahan logam- Bahan organik

0_Pendahuluan

- Bahan organik- Bahan sintetis- Bahan isolator

Rencana Kuliah Ilmu BahanGaris besar mata kuliah(2) :- Bahan konduktor- Bahan semikonduktor- Bahan magnet

0_Pendahuluan

- Bahan magnet- Bahan superkonduktor- Serat optik

Rencana Kuliah Ilmu BahanDaftar Pustaka :

Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik,Cetakan keenam, Pradnya Paramita, 2005

0_Pendahuluan

H.A Muhaimin, Bahan-Bahan Listrik, PradnyaParamitha,2005

Sumanto, Pengetahuan Bahan untuk Mesin &Listrik, Penerbit Andi, 2005

Rencana Kuliah Ilmu BahanAturan Penilaian

No. Komponen Penilaian Persentase

1. Tugas 20%

0_Pendahuluan

1.2.3.4.

TugasQuizUjian Tengah SemesterUjian Akhir Semester

20%20%30%30%

Total 100%

Rencana Kuliah Ilmu BahanRange Nilai

No. Nilai

1.2.

A > 8581 < A- < 85

0_Pendahuluan

2.3.4.5.6.7.8.9.

81 < A- < 8576 < B+ < 8071 < B < 7566 < B- < 7061 < C+ < 6551 < C < 6045 < D < 50

E < 45

Rencana Kuliah Ilmu BahanQuiz dilakukan 2 kali :1. Sebelum UTS2. Sebelum UAS

0_Pendahuluan

Rencana Kuliah Ilmu BahanNo. Tanggal Materi Kuliah

1. 28-02-13 Pendahuluan, Aturan Penilaian, Kontrak Kuliah, Garis Besar Perkuliahan

2. 07-03-13 Sumber bahan

0_Pendahuluan

3. 14-03-13 Bahan logam

4. 21-03-13 Bahan organik, Quiz5. 28-03-13 Bahan sintetis

6. 04-04-13 Bahan isolator 1

7. 11-04-13 Bahan isolator 2

8. 18-04-13 Ujian Tengah Semester (sesuai jadwal fakultas)

Rencana Kuliah Ilmu BahanNo. Tanggal Materi Kuliah

9. 25-04-13 Bahan konduktor

10. 02-05-13 Bahan semikonduktor

11. 09-05-13 Bahan magnet 1

0_Pendahuluan

11. 09-05-13 Bahan magnet 1

12. 15-05-13 Bahan magnet 2, Quiz13. 22-05-13 Bahan superkonduktor1

14. 29-05-13 Bahan superkonduktor2

15. 06-06-13 Serat Optik

16. 13-06-13 Ujian Akhir Semester (sesuai jadwal fakultas)

Rencana Kuliah Ilmu BahanTanggal-tanggal penting : (perkiraan)

UTS : 08 13 April 2013

0_Pendahuluan

Minggu tenang : 03 09 Juni 2013UAS : 10 22 Juni 2013

Rencana Kuliah Ilmu BahanAda hal-hal yang perlu ditambahkan ?

0_Pendahuluan

Rencana Kuliah Ilmu Bahan1. Waktu Kuliah 08:00-09:40

batas terlambat : 15 menit2. Bahan kuliah, kunci jawaban tugas, quiz,

UTS dan UAS akan diunggah di blog

0_Pendahuluan

UTS dan UAS akan diunggah di blog http://sutanfirdaus.staff.unri.ac.id/

3. dll

Rencana Kuliah Ilmu BahanSelesai

0_Pendahuluan

Terimakasih.

Ilmu Bahan

Sumber-sumber Bahan

Jenis Bahan Bahan tambang dan non tambang Bahan renewable dan non renewable Bahan logam dan non logam Bahan organik dan sintetis

Bahan tambang Logam

Besi Non besi

Non logam Non logam Batuan (padat) Minyak (cair) Gas

Metode Pertambangan Tambang terbuka

Batuan Logam

Tambang tertutup Tambang tertutup Minyak bumi Batuan dan logam

Metode Pertambangan Tambang terbuka

Metode Pertambangan Tambang tertutup

Sumber bahan yang dapat diperbarui

Pertanian Peternakan

(Berasal dari makhluk hidup atau organik)


Pertanian


Peternakan

Sumber Logam Logam Besi

Besi dan baja Logam non besi

Tembaga Tembaga Timah

Sumber Logam Besi

terdapat di alam dalam bentuk bijih besi :hematit (Fe2O3)magnetit(Fe3O4)pirit(FeS2)siderit(FeCO3)

hematit (Fe2O3)

Sumber Logam Tembaga

terdapat di alam dalam bentuk bijih tembaga :chalcopyrite (CuFeS2)chalcolite(Cu2S)cuprite(Cu2O)malaconite(CuO)

chalcopyrite (CuFeS2)

Sumber Logam Timah

terdapat di alam dalam bentuk bijih timah :kasiterit (SnO2)

Pengolahan bahan Logam

Besi Tembaga Timah Timah

Non logam Minyak bumi Batu bara

Pengolahan besiBijih Besi

Dihaluskan

Oksida (Fe2O3 dan Fe3O4) Karbonat (FeCO3)

Udara panasKokas(karbon)

Dapur TinggiBatu Kapur (CaCO3)

Besi mentah

+ 10% bahan lain

Terak

Kokas(karbon)

CO2

Pengolahan besi

Dapur tinggi

Pengolahan tembagaBijih Tembaga

Larutan asam sulfat

dihaluskan

Pemurnian dan peningkatan

konsentrasi Cu

Sel-sel elektrolisa

Plat tembaga (endapan)

Pengolahan timahBijih timah

dihaluskan

Cairan Sulfida

Penyaringan 90% air

Sulfida timah

Penyaringan 90% air

Udara panas1400oC

Timah cair

SO2CO

Tugas Sumber LogamA. Sumber logam

Bentuk di alam (bijih)B. Cara PengolahanC. Contoh Penggunaan

Dalam bidang teknik dan listrik

Tugas Sumber Logam1. Seng (Melaluca, Hifzil, Apriadi)2. Emas (Eka, M Iqbal, Zulkifli)3. Perak (Ipan, Adar, Inggram)4. Alu (Fakhri, Friatno, M Choirijal)5. Merkuri (Suhendra, Dersa)6. Platina (Amri F, Andre S B)

Ilmu Bahan

Bahan Logam

Pembagian Logam1. Logam Ferro

logam yang mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya

2. Logam Non Ferro2. Logam Non Ferrologam yang tidak mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya

1. Logam FerroLogam ferro mengandung karbon antara 0% sampai 4,5%, dibagi menjadi tiga :

Besi, dengan kadar karbon 0% - 0,008% Besi, dengan kadar karbon 0% - 0,008% Baja, dengan kadar karbon 0,008% - 2% Besi Cor, dengan kadar karbon 2% - 4,5%

Besi Besi tuang (Fe + 4%C)

sifat: rapuh, tidak dapat ditempa, baik untuk dituangpenggunaan: alas mesin, badan ragum, blok silinder

Besi tempa (99%Fe) Besi tempa (99%Fe)sifat: liat, dapat ditempa, tidak dapat dituangpenggunaan: rantai jangkar, kait keran

Baja Baja Karbon Rendah (BCR)

kadar karbon : 0 0,3%sifat: dapat ditempa, liatpenggunaan: mur, sekrup

Baja Karbon Sedang (BCS)kadar karbon : 0,3 0,45%sifat: lebih kenyal dari yang kerassifat: lebih kenyal dari yang keraspenggunaan: benda kerja tempa berat, poros

Baja Karbon Tinggi (BCT)kadar karbon : 0,45 1,7%sifat: dapat ditempa, dapat disepuh keraspenggunaan: kikir, pahat, gergaji

Baja Karbon Tinggi dengan CampuranBaja karbon tinggi ditambah Nikel, Kobal, Krom atau tungstensifat: rapuh tetapi tahan terhadap suhu tinggipenggunaan: mesin bubut dan alat-alat permesinan lainnya

BajaKlasifikasi Baja Karbon

Besi Cor Besi Cor

kadar karbon : lebih dari 2% ditambah Si, Mn, P, S dsb.

sifat: kekuatan lebih rendah dari baja cor

Besi CorKlasifikasi Besi Cor

2. Logam Non FerroCiri-ciri logam non ferro Tahan terhadap korosi Daya hantar listrik baik Mudah dibentuk

2. Logam Non Ferro Tembaga (Cu)

sifat: dapat ditempa, penghantar panas dan listrikpenggunaan: alat-alat listrik, alat-alat dekorasi

Aluminium (Al) Aluminium (Al)sifat: liat, dapat ditempa, ringan, penghantar panas dan listrikpenggunaan: peralatan masak, elektronik, industri mobil dan pesawat terbang

2. Logam Non Ferro Nikel (Ni)

sifat:tahan korosi, tahan panaspenggunaan: bagian tabung elektron, campuran uang logamlogam

Seng (Zn)sifat: kekuatan rendah, tahan korosipenggunaan: pelapis besi, plat batere, hiasan komponen mobil dan rumah tangga

2. Logam Non Ferro Timbal (Pb)

sifat: dapat ditempa, sangat liat, tahan terhadap asampenggunaan: pelapis kabel, bahan solder

Timah (Sn) Timah (Sn)sifat: dapat ditempa, liat, tahan terhadap korosipenggunaan: peralatan industri, pelapis/bungkus makanan

3. Paduan Logam Berbagai jenis baja Kuningan (Cu + 45%Zn) Perunggu (Cu + 23%Sn) Tembaga putih (Cu + 30%Ni)

Ilmu Bahan

Bahan Organik

Bahan OrganikSuatu bahan dapat dikatakan bahan organik

apabila bahan tersebut diperoleh darisebagian atau keseluruhan organ tubuhmakhluk hidup, yaitu :makhluk hidup, yaitu :

Tumbuh-tumbuhan Hewan

Contoh bahan organik Kayu Bambu Rotan Serat, kapas, sutra Karet Minyak

1. Kayu Sifat: kaku, struktur padat

Produk: kayu mentah, plywood, papan serbuk, kertasserbuk, kertas

2. Bambu Sifat : Kaku, struktur memanjang

Produk: Bambu mentah, plywood bambu

3.Rotan Sifat : Kaku, struktur memanjang, dapat

dibentuk dengan pemanasan

Produk : Rotan mentah dan olahan Produk : Rotan mentah dan olahan

4. Serat1. Serat Tumbuhan Batang Daun Bunga/buah Bunga/buah

2. Serat Hewan Kulit, usus, rambut Getah yang dikeluarkan tubuh

4. 1. Serat tumbuhan Sifat : lentur

Produk :-Batang: serat karpet-Daun : pelepah daun-Bunga/buah : kapas, kapuk, ijuk, sabut

4. 2. Serat hewan Sifat : lentur

Produk :-Kulit: bahan pelapis-Usus : senar-Rambut/bulu : wol-Getah : sutra,

5. Karet Ebonit

terdiri dari karet mentah + belerang

karet hidroklorida terdiri dari karet mentah + HCl

5. 1. Karet Ebonit Sifat : kaku, warna hitam/gelap

Produk : alat-alat listrik dan industri

5. 2. Karet hidroklorida Sifat: elastis, tahan air, tahan minyak,

tahan lembab

Produk : bahan pelapis/bahan Produk : bahan pelapis/bahan pembungkus

6. Minyak Sifat : cair

Sumber : kelapa, sawit, jarak, dsb.

Proses : penyulingan

Produk : pelumas, bahan bakar, dsb.

Kelebihan bahan organik Tidak terbatas Mudah didapatkan Murah (proses pengolahan sederhana) Mudah didaur ulang Aman

Kelemahan bahan organik Kekuatan rendah Tidak tahan lama

-tidak tahan perubahan cuaca-memiliki musuh alami : rayap, bakteri, dsb

Teknik peningkatan mutu Kekuatan : kombinasi bahan, baik sesama

bahan organik maupun dengan bahan sintetis.

Ketahanan terhadap parasit : perendaman Ketahanan terhadap parasit : perendamanatau pelapisan dengan bahan anti bakteri,rayap, dsb.

Ketahanan terhadap perubahan cuaca :pelapisan atau kombinasi dengan bahanyang tahan terhadap perubahan cuaca.

Tugas(21/03/2013)Jelaskan 2 (dua) produk hasil peningkatanmutu bahan organik.

a. apa bahan organik dasarnyaa. apa bahan organik dasarnyab. apa bahan tambahannyac. bagaimana teknik peningkatan mutunya

Informasi dapat diambil dari : buku,majalah, website, blog dll.

Ilmu Bahan

Bahan Sintetis

Bahan Sintetis

Bahan sintetis adalah bahan yang dibentukdari perpaduan atau kombinasi bahan-dari perpaduan atau kombinasi bahan-bahan organik dan bahan-bahan sintetislainnya untuk meningkatkan kualitas bahansumbernya

Perbedaan Bahan Organik dan Sintetis

Tersedia di alam Berat molekul

rendah (monomer)

Buatan Berat molekul tinggi

(polimer)

Bahan Organik: Bahan Sintetis:

rendah (monomer) Jumlah atom sedikit

dan ikatannya sederhana

Karet, kayu, keramik, gelas

(polimer) Jumlah atom lebih

banyak danikatannya lebihpanjang

plastik

1. Polimer

Polimer disebut juga makromolekulmerupakan molekul besar yang dibentukdengan pengulangan molekul sederhanadengan pengulangan molekul sederhanayang disebut monomer. Polimer berasal daridua kata : poly (banyak) dan meros (bagian-bagian)

Polimer

Jenis-jenis polimer :

1. Polimer Termoplastik

2. Polimer Termoset

1.Termoplastik

Polimer termoplastik adalah polimer yangmempunyai sifat tidak tahan terhadappanas. Jika polimer jenis ini dipanaskan,maka akan menjadi lunak dan didinginkanmaka akan menjadi lunak dan didinginkanakan mengeras. Proses tersebut dapatterjadi berulang kali, sehingga dapatdibentuk ulang dalam berbagai bentukmelalui cetakan yang berbeda untukmendapatkan produk polimer yang baru.

1.TermoplastikJenis polimer ini tidak memiliki ikatan silangantar rantai polimernya, melainkan denganstruktur molekul linear atau bercabang.Bentuk struktur termoplastik sebagai berikut.

.

1.Termoplastik

Polimer termoplastik memiliki sifat sifatkhusus sebagai berikut.

Berat molekul kecil Tidak tahan terhadap panas, jika Tidak tahan terhadap panas, jika

dipanaskan akan melunak dan jikadidinginkan akan mengeras.

Fleksibel. Titik leleh rendah.

1.Termoplastik

Polimer termoplastik memiliki sifat sifatkhusus sebagai berikut.

Dapat dibentuk ulang (daur ulang). Dapat dibentuk ulang (daur ulang). Mudah larut dalam pelarut yang sesuai. Memiliki struktur molekul linear/bercabang.

1.Termoplastik

Contoh :

1. Polietilen (PE)1. Polietilen (PE)2. Polivinil klorida (PVC)3. Polipropen (PP)4. Polistiren

1.1. Polietilen (PE)1. Pembentukan : Polietilen didapatkan

dengan melakukan polimerisasi gas etilen2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia,

ulet dan fleksibel, suhu pelunakanrendah, mudah dicetak.rendah, mudah dicetak.

3. Penggunaan : botol plastik, mainan,bahan cetakan, ember, drum, pipasaluran, isolasi kawat dan kabel, kantongplastik dan jas hujan

1.2. Polivinil klorida (PVC) 1. Pembentukan : Polivinil klorida

didapatkan dengan melakukanpolimerisasi gas etilen dan vinil klorida

2. Sifat-sifat : sangat keras dan kaku padasuhu biasa, tahan bahan kimia dansuhu biasa, tahan bahan kimia danlarutan keras.

3. Penggunaan : pipa air, pipa plastik, pipakabel listrik, kulit sintetis, ubin plastik,piringan hitam, bungkus makanan, solsepatu, sarung tangan dan botol detergen

1.3. Polipropen (PP)1. Pembentukan : Polipropen didapatkandengan melakukan polimerisasi dari propen

2. Sifat-sifat : rapuh, transparan

3. Penggunaan : karung, tali, botolminuman, serat, bak air, insulator, kursiplastik, alat-alat rumah sakit, komponenmesin cuci, pembungkus tekstil, danpermadani

1.4. Polistiren

1. Pembentukan : Polistiren didapatkandengan melakukan polimerisasi dari stiren

2. Sifat-sifat : rapuh, transparan2. Sifat-sifat : rapuh, transparan

3. Penggunaan : komponen bodi motor,kotak baterai, isolator, sol sepatu,penggaris, gantungan baju.

2.Termoset

Polimer termoset adalah polimer yangmempunyai sifat tahan terhadap panas.Jika polimer ini dipanaskan, maka tidakdapat meleleh. Sehingga tidak dapatdapat meleleh. Sehingga tidak dapatdibentuk ulang kembali. Susunan polimerini bersifat permanen pada bentuk cetakpertama kali (pada saat pembuatan). Bilapolimer ini rusak/pecah, maka tidak dapatdisambung atau diperbaiki lagi.

2.Termoset

Polimer termoset memiliki ikatan ikatansilang yang mudah dibentuk pada waktudipanaskan. Hal ini membuat polimermenjadi kaku dan keras. Semakin banyakikatan silang pada polimer ini, makaikatan silang pada polimer ini, makasemakin kaku dan mudah patah. Bilapolimer ini dipanaskan untuk keduakalinya, maka akan menyebabkan rusakatau lepasnya ikatan silang antar rantaipolimer.

2.Termoset

Contoh ikatan silang polimer termoset

2.TermosetSifat polimer termoset sebagai berikut. Keras dan kaku (tidak fleksibel) Jika dipanaskan akan mengeras. Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur

ulang)ulang) Tidak dapat larut. Jika dipanaskan akan meleleh. Tahan terhadap asam basa. Mempunyai ikatan silang antar rantai

molekul.

2.Termoset

Contoh :1. Resin fenol2. Resin urea formaldehid2. Resin urea formaldehid3. Resin melamin4. Resin poliester5. Resin epoksi

2.1. Resin Fenol1. Pembentukan : Resin Fenol didapatkan

dengan mengkondensasikan fenol-fenolseperti fenol, kresol, ksilenol, dsb denganformaldehid sehingga menjadi resintermosettermoset

2. Sifat-sifat : mudah dibentuk, tahan panas,tahan asam

3. Penggunaan : alat listrik, komponenmesin (kotak, tutup), komponenkendaraan.

2.2. Resin urea formaldehid1. Pembentukan : dengan melalui reaksiantara urea dan formalin.

2. Sifat-sifat : lebih jelek daripada resinfenol, kurang tahan air, lebih cepatfenol, kurang tahan air, lebih cepatrapuh(lapuk)

3. Penggunaan : alat listrik, peralatanrumahtangga.

2.3. Resin melamin

1. Pembentukan : reaksi formaldehid danmelamin

2. Sifat-sifat : tahan air, tahan panas (air2. Sifat-sifat : tahan air, tahan panas (airmendidih), isolasi.

3. Penggunaan : alat listrik, peralatanmakan.

2.4. Resin poliester1. Pembentukan : Resin poliesterdidapatkan dengan mengkondensasikanasam dibasa dengan alkohol dihidrat

2. Sifat-sifat : kuat, fleksibel, tahan api,2. Sifat-sifat : kuat, fleksibel, tahan api,tahan cuaca

3. Penggunaan : keperluan konstruksi,sebagai bahan komposit dengan seratgelas.

2.5. Resin epoksi1. Pembentukan : Resin epoksi didapatkandengan mengkondensasikan bisenfoldengan epiklorhidrin

2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia,2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia,kaku dan rapuh, isolasi yang baik

3. Penggunaan : cat untuk logam, perekat,pelapis, isolator

3.Simbol daur ulang plastik

1. PET atau PETE (Polyethylene Etilen Terephalate)Tanda ini biasanya tertera logo daur ulang dengan angka 1 di tengahnya sertatulisan PETE atau PET (Polyethylene Terephthalate) di bawah segitiga.Biasa dipakai untuk botol plastik, berwarna jernih/transparan/tembus pandangseperti botol air mineral, botol jus, wadah makana dan hampir semua botolminuman lainnya. BOTOL JENIS PET/PETE ini direkomendasikan HANYAminuman lainnya. BOTOL JENIS PET/PETE ini direkomendasikan HANYASEKALI PAKAI. Bila terlalu sering dipakai, apalagi digunakan untukmenyimpan air hangat apalagi panas, akan mengakibatkan lapisan polimerpada botol tersebut akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik (dapatmenyebabkan kanker) dalam jangka panjang. Bahan ini dapat dibuat lagi kedalam bulu domba kutub, serat, karpet, dll. Permintaan untuk jenis plastik inidiantara komunitas pendaur ulang plastik relatif banyak, tetapi saat ini tingkatdaur ulang untuk bahan ini tetap rendah sebesar 20%.

3.Simbol daur ulang plastik1. PET atau PETE (Polyethylene Etilen Terephalate)

3.Simbol daur ulang plastik

2. HDPE (High Density Polyethylene)Pada bagian bawah kemasan botol plastik, tertera logo daur ulang denganangka 2 ditengahnya, serta tulisan HDPE (Polyethylene Densitas Tinggi) dibawah segitiga.Biasa dipakai untuk botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon airminum, kursi lipat, dan lain-lain. Botol plastik jenis HDPE memiliki sifat bahanyang lebih kuat, keras, buram dan LEBIH TAHAN LAMA TERHADAP SUHUTINGGI. Merupakan salah satu bahan plastik yang aman untuk digunakankarena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara kemasan plastikberbahan HDPE dengan makanan/minuman yang dikemasnya. Sama sepertiPET, HDPE juga direkomendasikan HANYA SEKALI PAKAI pemakaian karenapelepasan senyawa antimoni trioksida terus meningkat seiring waktu. Jenis inijuga dapat digunakan kembali ke untuk bahan lantai ubin, drainase, botolHDPE baru, pipa, dll

3.Simbol daur ulang plastik2. HDPE (High Density Polyethylene)

3.Simbol daur ulang plastik3. PVC (Polyvinyl Chloride)Tertulis (terkadang berwarna merah) dengan angka 3 di tengahnya, sertatulisan V. V itu berarti PVC (polyvinyl chloride), yaitu jenis plastik yang palingsulit didaur ulang.Ini bisa ditemukan pada plastik pembungkus (cling wrap), dan botol-botol.Reaksi yang terjadi antara PVC dengan makanan yang dikemas dengan plastikini berpotensi BERBAHAYA UNTUK GINJAL, hati dan berat badan.ini berpotensi BERBAHAYA UNTUK GINJAL, hati dan berat badan.Bahan ini mengandung klorin dan akan mengeluarkan racun jika dibakar. PVCTIDAK BOLEH DIGUNAKAN dalam menyiapkan makanan atau kemasanmakanan.Bahan ini juga dapat diolah kembali menjadi mudflaps, panel, tikar, dll

3.Simbol daur ulang plastik3. PVC (Polyvinyl Chloride)

3.Simbol daur ulang plastik4. LDPE (Low Density Polyethylene)Logo daur ulang dengan angka 4 di tengahnya, serta tulisan LDPE. LDPE (lowdensity polyethylene) yaitu plastik tipe cokelat (thermoplastic/dibuat dari minyakbumi), biasa dipakai untuk tempat makanan, plastik kemasan, botol-botol yanglembek, pakaian, mebel, dll.Sifat mekanis jenis LDPE ini adalah kuat, tembus pandang, Fleksibel danpermukaan agak berlemak, pada suhu 60 derajat sangat resisten terhadappermukaan agak berlemak, pada suhu 60 derajat sangat resisten terhadapreaksi kimia, daya proteksi terhadap uap air tergolong baik, dapat didaur ulangserta baik untuk barang-barang yang memerlukan fleksibelitas tapi kuat.Barang berbahan LDPE ini sulit dihancurkan, tetapi tetap baik untuk tempatmakanan karena sulit bereaksi secara kimiawi dengan makanan yang dikemasdengan bahan ini.LDPE, dapat didaur ulang dengan banyak cara, misalnya dilarutkan ke dalamkaleng, keranjang kompos dan landscaping tiles

3.Simbol daur ulang plastik4. LDPE (Low Density Polyethylene)

3.Simbol daur ulang plastik5. PP (polypropylene)Tertera logo daur ulang dengan angka 5 di tengahnya, serta tulisan PP.Karakteristik adalah biasa botol transparan yang tidak jernih atau berawan.Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah,ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukupmengkilap.Jenis PP (polypropylene) ini adalah pilihan bahan plastik terbaik, terutamauntuk tempat makanan dan minuman seperti tempat menyimpan makanan,botol minum dan terpenting botol minum untuk bayi.Carilah dengan kode angka 5 bila membeli barang berbahan plastik untukmenyimpan kemasan berbagai makanan dan minuman. PP dapat diolahkembali menjadi garpu, sapu, nampan, dll

3.Simbol daur ulang plastik5. PP (polypropylene)

3.Simbol daur ulang plastik6. PS (Polystyrene)

Tertera logo daur ulang dengan angka 6 di tengahnya, serta tulisan PS. Biasadipakai sebagai bahan tempat makan styrofoam, tempat minum sekali pakai,dan lain-lain. Polystyrene merupakan polimer aromatik yang dapatmengeluarkan bahan styrene ke dalam makanan ketika makanan tersebutbersentuhan. Selain tempat makanan, styrene juga bisa didapatkan dari asaprokok, asap kendaraan dan bahan konstruksi gedung. Bahan ini harusdihindari, karena selain BERBAHAYA UNTUK KESEHATAN OTAK,dihindari, karena selain BERBAHAYA UNTUK KESEHATAN OTAK,MENGGANGGU HORMON ESTROGEN pada wanita yang berakibat padamasalah reproduksi, dan pertumbuhan dan sistem syaraf, juga karena bahanini sulit didaur ulang. Pun bila didaur ulang, bahan ini memerlukan proses yangsangat panjang dan lama. Bahan ini dapat dikenali dengan kode angka 6,namun bila tidak tertera kode angka tersebut pada kemasan plastik, bahan inidapat dikenali dengan cara dibakar (cara terakhir dan sebaiknya dihindari).Ketika dibakar, bahan ini akan mengeluarkan api berwarna kuning-jingga, danmeninggalkan jelaga. PS mengandung benzene, suatu zat penyebab kankerdan tidak boleh dibakar. Bahan ini diolah kembali menjadi isolasi, kemasan,pabrik tempat tidur, dll

3.Simbol daur ulang plastik6. PS (Polystyrene)

3.Simbol daur ulang plastik7. OTHER (Polycarbonate)

Tertera logo daur ulang dengan angka 7 di tengahnya, serta tulisan OTHER.Untuk jenis plastik 7 Other ini ada 4 macam, yaitu :

1. SAN styrene acrylonitrile,2. ABS acrylonitrile butadiene styrene,3. PC polycarbonate,4. Nylon

Dapat ditemukan pada tempat makanan dan minuman seperti botol minumolahraga, suku cadang mobil, alat-alat rumah tangga, komputer, alat-alatelektronik, dan plastik kemasan

3.Simbol daur ulang plastik7. OTHER (Polycarbonate)

Ilmu Bahan

Bahan Konduktor

Definisi PenghantarPenghantar ialah suatu benda yangberbentuk logam ataupun non logam yangdapat mengalirkan arus listrik dari satu titikke titik lain.ke titik lain.

Penghantar dapat berupa kabel(penghantar dengan selubung isolasi) ataukawat (penghantar tanpa isolasi)

Jenis Bahan KonduktorBahan-bahan yang digunakan sebagaikonduktor harus memenuhi persyaratanberikut :

1. Konduktifitasnya cukup baik1. Konduktifitasnya cukup baik2. Koefisien muai panjangnya kecil3. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas)

cukup besar

Jenis Bahan KonduktorBahan-bahan yang biasa digunakansebagai konduktor :

1. Logam biasa, seperti : tembaga,alumunium dan besialumunium dan besi

2. Logam campuran (alloy) yaitu logam daritembaga atau alumunium yang dicampurdengan jumlah tertentu dari logam jenislain untuk meningkatkan kekuatanmekanisnya

Jenis Bahan KonduktorBahan-bahan yang biasa digunakansebagai konduktor :

3. Logam paduan (composite), yaitu duaatau lebih jenis logam yang dipadukanatau lebih jenis logam yang dipadukandengan cara kompresi, peleburan(melting) atau pengelasan (welding)

Klasifikasi KonduktorKlasifikasi konduktor menurut bahannya :1. Kawat logam biasa, contoh : BCC (bare

copper conductor) dan AAC (allalumunium conductor)alumunium conductor)

2. Kawat logam campuran(alloy), contoh :AAAC (all alumunium alloy conductor)

3. Kawat logam paduan(composite),contoh :kawat baja berlapis tembaga (copper cladsteel)

Klasifikasi KonduktorKlasifikasi konduktor menurut bahannya :4. Kawat lilit campuran(alloy), yaitu kawat

yang lilitannya terdiri dari dua jenis logamatau lebih. Contoh : ACSR (alumuniumatau lebih. Contoh : ACSR (alumuniumconductor steel reinforced)

Klasifikasi KonduktorKlasifikasi konduktor menurut konstruksinya:1. Kawat padat (solid wire) berpenampang

bulat2. Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 72. Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 7

sampai 61 kawat padat yang dililitmenjadi satu

3. Kawat berongga (hollow conductor)adalah kawat berongga yang dibuat untukmendapatkan diameter yang besar

Klasifikasi KonduktorKlasifikasi konduktor menurut isolasinya:

1. Konduktor telanjang

2. Konduktor berisolasi, contoh : kabeltwisted dan kabel NYY

Pola Kawat PenghantarPola-pola kawat penghantar :1. Single pair

2. Twisted pair

Pola Kawat PenghantarPola-pola kawat penghantar :3. Ribbon cable

4. Coaxial cable

Bundel KonduktorPola-pola bundel konduktor1. Bunch

2. concentric

Bundel KonduktorPola-pola bundel konduktor3. unidirectional

4. rope

Karakteristik KonduktorAda dua jenis karakteristik konduktor, yaitu :

1. Kekuatan mekanik, contoh : kekuatantariktarik

2. Kekuatan listrik, contoh : kekuatan arus

Resistifitas ListrikResistifitas listrik adalah kemampuansuatu bahan dalam menahan arus listrik.Resistifitas listrik dinyatakan sebagai :

R = tahanan dalam bahan () = tahanan jenis bahan (.m)l = panjang bahan (m)A = luas penampang bahan (m2)A

lR =

Resistifitas ListrikMATERIAL MICRO-OHMS CM MATERIAL MICRO-OHMS CM

Silver 1.59 Palladium 11.0Copper (annealed) 1.72 Tin 11.5Copper (hard-drawn) 1.77 Tantalum 15.5Gold 2.44 Lead 22Aluminum 2.82 Arsenic 33.3Magnesium 4.60 Antimony 41.7Magnesium 4.60 Antimony 41.7Tungsten 5.60 Manganin 44Molybdenum 5.70 Monel Metal 42Zinc 5.80 Therlo 47Brass 7.00 Constantin 49Cadmium 7.60 Manganese Steel 70Nickel 7.80 Climax 87Phosphor Bronze 7.80 Excello 92Cobalt 9.80 Mercury 95.783Iron 10.0 Nichrome 100Platinum 10.0 Bismuth 120

Resistifitas ListrikLatihan.

Tentukan nilai tahanan bahan berikut inijika diketahui = 10 m.jika diketahui = 10 m.

1 cm

1 cm2 cm

3 cm

2 cm

1 cm

Koefisien Temperatur Hambatanbesarnya perubahan tahanan akibatperubahan suhu dinyatakan oleh :

)](1[ 00 ttRR += R = tahanan akhir setelah perubahan suhu ()R0 = tahanan awal sebelum perubahan suhu () = koefisien temperatur bahant = temperatur akhir (oC)t0 = temperatur awal (oC)

00

Penamaan Konduktor1. Penghantar

N tembagaNA alumunium

2. IsolasiY isolasi PVC2Y isolasi XLPE

Penamaan Konduktor3. Selubung dalam

G karet2G karet butylK timah hitamK timah hitamKL alumunium dengan permukaan licinKWK selubung dari XLPEY selubung dari PVC2Y selubung dari polietilenZ selubung dari pita seng

Penamaan Konduktor4. Perisai

B pita bajaF baja pipihL jalinan kawat bajaQ kawat baja berlapis sengR kawat baja bulat satu lapisRR kawat baja bulat dua lapisZ kawat baja berbentuk huruf Z

Penamaan Konduktor5. Spiral

D spiral anti tekanGb spiral dari pita baja

6. Selubung luarA selubung dari yuteY selubung dari PVC

Penamaan Konduktor7. Bentuk penghantar kabel

se sektor pejalsm sektor serabutre bulat pejalrm bulat serabut

Penamaan KonduktorContoh kabel : NYA

artinya

N penghantar tembagaY selubung dalam PVCA selubung luar yute

Penamaan KonduktorContoh kabel : NYY 4x6mm2, 0.6/1kV

artinya kabel 4 inti berpenghantartembaga masing-masing penghantarluasnya 6mm2 berbentuk bulat pejal.luasnya 6mm2 berbentuk bulat pejal.Selubung dalam dan selubung luar PVC,batas tegangan nominal penghantarfasa-netral (bumi) 0,6 kV dan teganganfasa-fasa 1 kV

Ilmu Bahan

Bahan Semikonduktor

Peralatan elektron Teknologi tabung gas

Teknologi benda padat (semikonduktor)

Bahan pembentuk semikonduktor :

1. Germanium

Konduktivitas tinggi

Digunakan untuk dioda dan transistor daya rendah dan sedang


2. Silikon

Konduktivitas lebih rendah dari GermaniumGermanium

Digunakan untuk dioda dan transistor daya tinggi

Ketahanan termal lebih tinggi daripada Germanium


3. Gallium Arsenide

Memiliki sifat yang dapat diatur mengikuti sifat-sifat Germanium dan Silikonsifat-sifat Germanium dan Silikon

Resistivitas Bahan Semikonduktor

Struktur Kristal

Ketidakmurnian1. Semikonduktor jenis-n

Mengandung arsenic dan antimony

Memiliki kelebihan elektron Memiliki kelebihan elektron pada atomnya (bermuatan negatif)

Resistivitas lebih rendah

Ketidakmurnian1. Semikonduktor jenis-p

Mengandung aluminium, gallium atau indium

Memiliki kekurangan Memiliki kekurangan elektron pada atomnya (bermuatan positif)

Resistivitas lebih rendah

Sambungan p-n

Aliran arus sambungan p-n

Kurva arus dan tegangan sambungan p-n

Ilmu Bahan

Ujian Tengah Semester

Ujian Tengah Semester1. Jelaskan proses pengolahan bijih besi !2. Jelaskan 2 (dua) contoh paduan logam !3. Jelaskan teknik dan produk peningkatan mutu bahan

organik dalam hal :a. kekuatan fisik / struktur bahanb. ketahanan terhadap perubahan cuacab. ketahanan terhadap perubahan cuaca

4. Jelaskan perbedaan antara polimer termoset dantermoplastik !

5. Jelaskan proses molekuler pada sambungan p-nuntuk kondisi :a. forward biasb. reverse bias(UTS tanggal 18 April 2013) dihadiri : 13 peserta

Ilmu Bahan

Bahan Isolator

Isolator Padata.Bahan Isolator

Bahan-bahan yang biasa digunakan dalampembuatan isolator :

1. poliester2. resin3. porselen4. mika

Bahan Isolator1. Poliester

dibentuk dari poliesterpoliglass yang diperkuatdengan fiberglass

tidak mudah pecah tidak mudah pecah mempunyai karakteristik listrik

dan mekanik yang tinggi dapat digunakan pada

temperatur ruang yang tinggidan didekat bahan-bahankorosif

Bahan Isolator2. Resin

dibentuk dari polimeric epoxyresinatau cycloalphatic resin dapat jugadiperkuat dengan fiber glass ataufiber carbon

Mempunyai ketahanan mekanik danketahanan terhadap bahan kimia yangbaik

Harga relatif lebih murah

Bahan Isolator3. Porselin (keramik)

Porselin terbuat dari tanah liat cina(China Clay) yang terdapat di alamdalam bentuk aluminium silikatyang dicampur dengan kaolinfealspar dan Quarts (kwarsa).fealspar dan Quarts (kwarsa).

Kemudian campuran ini dipanaskandalam tungku yang suhunya dapatdiatur, dibakar sampai keras, halusmengkilat dan bebas dari lubang-lubang.

Bahan Isolator3. Porselin (keramik)

Untuk pembuatan isolator porselindiperlukan suhu berkisar antara1300oC1500oC dalam waktu 20701300 C1500 C dalam waktu 2070jam.

Bahan Isolator4. Mika

dibentuk dari bahan-bahanmineral yang tahan terhadappanas

mempunyai karakteristik listrik mempunyai karakteristik listrikmaju dan mundur yang aman

dapat beroperasi hinggatemperatur 350oC sampaidengan 400oC

Gambar. Batu mika

Isolator Padatb.Jenis Isolator

Isolator untuk saluran transmisidiklasifikasikan menurut penggunaan dankonstruksinya menjadi :1. Isolator gantung (suspension)2. Isolator pasak (pin)3. Isolator batang panjang (long-rod)4. Isolator pos-saluran (line post)

Jenis Isolator1. Isolator gantung (suspension)Gandengan isolator gantung pada umumnya dipakai padasaluran transmisi tegangan tinggi. Ada dua jenis isolatorgantung, yaitu jenis clevis dan jenis ball-and-socket.

.

Jenis Isolator1. Isolator gantung (suspension)

.

Jenis Isolator2. Isolator pasak (pin)Isolator pasak adalah isolatoryang memiliki pasak baja yangdisekrup pada bagian bawahnya.Digunakan untuk keperluansendiri-sendiri, karena kekuatansendiri-sendiri, karena kekuatanmekanisnya rendah sehinggatidak dibuat dalam ukuran-ukuranyang besar.

.

Jenis Isolator3. Isolator batang panjang

(long-rod)Isolator batang panjang mempunyai sedikitbagian logam sehingga tidak mudah menjadirusak. Bentuk rusuknya yang sederhanarusak. Bentuk rusuknya yang sederhanamenyebabkan isolator batang panjang mudahtercuci oleh hujan, sehingga tepat untukpenggunaan pada tempat-tempat yangbanyak dikotori oleh garam atau debu.

.

Jenis Isolator4. Isolator pos saluran

Isolator pos saluran terbuat dari porselindengan pasak baja yang dipasang padabagian bawah isolator. Isolator jenis inibagian bawah isolator. Isolator jenis initerletak pada bagian ujung saluran.

.

Karakteristik Listrik IsolatorKarakteristik listrik isolator dibagi menjadi :1. Tegangan lompatan api frekuensi rendah

kering

2. Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah

3. Tegangan lompatan api impuls

Karakteristik Listrik Isolator1. Tegangan lompatan api frek. rendah kering

Tegangan lompatan api (flashover voltage)frekuensi rendah kering adalah teganganlompatan api yang terjadi bila teganganditerapkan diantara kedua elektroda isolatorlompatan api yang terjadi bila teganganditerapkan diantara kedua elektroda isolatoryang bersih dan kering permukaannya.Tegangan ini adalah nilai dasar darikarakteristik sebuah isolator.

Karakteristik Listrik Isolator2.Tegangan lompatan api frek. rendah basah

Tegangan lompatan api frekuensi rendahbasah adalah tegangan lompatan api yangterjadi bila tegangan diterapkan diantarakedua elektroda isolator yang basah karenaterjadi bila tegangan diterapkan diantarakedua elektroda isolator yang basah karenahujan atau dibasahi untuk menirukan keadaanhujan

Karakteristik Listrik Isolator3. Tegangan lompatan api impuls

Tegangan lompatan api impuls adalahtegangan lompatan api yang terjadi bilategangan impuls dengan gelombang standarditerapkan. Karakteristik impuls terbagi atastegangan impuls dengan gelombang standarditerapkan. Karakteristik impuls terbagi ataspolaritas positif dan negatif.

Karakteristik Listrik IsolatorTabel. Karakteristik Listrik Isolator Gantung 250 mm.

teg. lompatan api teg. lompatan apiJumlah piringan frek. rendah (kV) impuls (kV)

kering basah positif negatif

2 155 90 255 2553 215 130 355 3454 270 170 440 4155 325 215 525 4956 380 255 610 585

25 1280 950 2145 2210

Perlengkapan Isolator

Yang termasuk dalam kategori perlengkapanisolator adalah pasangan-pasangan logamdan perlengkapan-perlengkapan lainnyauntuk menghubungkan penghantar, isolatordan tiang transmisi.dan tiang transmisi.


1. Pasangan isolator

Pasangan isolator terbuat dari besi atau bajatempa yang ukurannya disesuaikan dengantegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatantegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatanmekanis serta konstruksi penopangnya. Dengandemikian dikenal baut-U, klevis (clevis), link, mata(eye), ball and socket, dsb yang mudah dihubung-hubungkan atau dipertukarkan


1. Pasangan isolator


2.Tanduk Api

Untuk mencegah lompatan api (flashover) padagandengan isolator dipasang tanduk-tanduk apigandengan isolator dipasang tanduk-tanduk api(arcing horns). Tanduk api dipasang pada ujungkawat dan ujung tanah dari isolator, serta dibentuksedemikian rupa sehingga busur api tidak akanmengenai isolator disaat lompatan api terjadi.


2.Tanduk Api


3. Jepitan

Untuk penghantar dipakai pengapit gantungan(suspension clamps) dan pengapit tarikan (tension(suspension clamps) dan pengapit tarikan (tensionclamps). Sedang untuk kawat tanah dipakaipengapit sederhana. Pengapit-pengapit dipilihdengan memperhatikan macam dan ukuran kawat,kuat tarik maksimum serta dibentuk sedemikianrupa sehingga tidak menimbulkan kerusakan dankelelahan karena getaran (vibration) dan sudutandongan kawat


3. Jepitan

Foto-foto Isolator Padat

TugasCarilah gambar(foto) peralatan / aksesorislain pada saluran transmisi udara (selainbahan penghantar dan isolator), kemudian :a. Sebutkan nama alat tersebuta. Sebutkan nama alat tersebutb. Jelaskan fungsinya

Ilmu Bahan Listrik

Bahan Magnet

Sejarah MagnetKata magnet berasal dari bahasayunani magnitis lithos yang berartibatu magnesia.Magnesia adalah nama sebuahwilayah di Yunani pada masa laluwilayah di Yunani pada masa laluyang kini bernama Manisa (sekarangberada di wilayah Turki) di manaterkandung batu magnet yangditemukan sejak zaman dulu diwilayah tersebut.

Sejarah Magnet 1600 : Dr. William Gilbert menerbitkan eksperimen awal

yang sistematis tentang magnetisme dengan judul "DeMagnete".

1819 : Oerstead menemukan hubungan antara magnetand listrik dari percobaan sebuah kawat yang dialiriarus akan membelokkan jarum kompas

1825 : Sturgeon menemukan elektromagnet. 1880 : Warburg menemukan siklus histeresis besi. 1880 : Warburg menemukan siklus histeresis besi. 1895 : Curie mengeluarkan Hukum Curie tentang

temperatur kerja magnet. 1905 : Langevin mengemukakan teori diamagnetisme

and paramagnetisme. 1906 : Weiss mengemukakan teori ferromagnet. 1920an : Fisika magnet berkembang sampai pada

putaran elektron (electron spin) yang mengawalimekanika quantum

Medan MagnetGerak mengorbit dangerak spin elektrondalam atommenimbulkan medanmagnet.magnet.

Kombinasi keduamedan magnet bisasaling menguatkan atausaling melemahkan danmenghasilkan medanmagnet atom

Klasifikasi Bahan Magnet 1. Diamagnetik2. Paramagnetik3. Ferromagnetik4. Antiferromagnetik4. Antiferromagnetik

Klasifikasi Bahan Magnet 1. Diamagnetik

Atom atom bahan diamagnetik tidakmemiliki momen maget

nilai suseptibilitasnya kecil dan negatif nilai suseptibilitasnya kecil dan negatif contoh : Au dan Cu

Klasifikasi Bahan Magnet 2. Paramagnetik

Atom atom bahan paramagnetikmemiliki momen maget yang acak

nilai suseptibilitasnya kecil dan positif nilai suseptibilitasnya kecil dan positif contoh : Sn dan Pt

Klasifikasi Bahan Magnet 3. Ferromagnetik

Atom atom bahan ferromagnetikmemiliki momen maget yang seragamdan searahdan searah

nilai suseptibilitasnya besar dan positif contoh : Fe

Klasifikasi Bahan Magnet 4. Antiferromagnetik

Atom atom bahan antiferromagnetikmemiliki momen maget yang seragamtetapi arahnya saling berlawanantetapi arahnya saling berlawanan(saling meniadakan)

nilai suseptibilitasnya kecil dan positif contoh : Cr

Kurva Momen Magnet Kurva momen magnet adalah kurvayang dibentuk oleh besaran medanmagnet dan momen magnet.

Perilaku bahan magnet tertentu dapatPerilaku bahan magnet tertentu dapatdijelaskan melalui bentuk kurvamomen magnetnya.

Kurva Momen Magnet 1. Diamagnetik

Kurva Momen Magnet 2. Paramagnetik

Kurva Momen Magnet 3. Ferromagnetik

Kurva Momen Magnet 4. Antiferromagnetik

Klasifikasi Bahan Magnet

Contoh Bahan Magnet(1) Lodestone:

Adalah magnet permanen pertama yang ditemukan, mengandung oksida alami Fe3O4.Medan magnet yang dihasilkannya rendah tetapi ketahanan terhadap demagnetisasi cukup tinggi.

Magnet Baja Carbon: Ditemukan sejak abad ke-18. Baja ini dicampur dengan tungsten dan atau chromium. Memiliki saturasi magnet yang tinggi, jauh diatas Lodestone, namun harus dibuat tungsten dan atau chromium. Memiliki saturasi magnet yang tinggi, jauh diatas Lodestone, namun harus dibuat dalam bentuk batangan untuk menghindari demagnetisasi

Magnet Alnico(alloy yang dibentuk dari Al, Ni dan Co)Ditemukan pada tahun 1930an, alnico adalah magnet permanen modern yang pertama. Dengan temperatur Curie yang tinggi (~850C), magnet ini masih digunakan secara luas sampai saat ini

Contoh Bahan Magnet(2) Magnet Cobalt Platinum :

Ditemukan tahun 1950an. Sifat-sifatnya diatas Alnico dan tahan korosi sehingga banyak digunakan untuk keperluan medis. Namun harganya mahal.

Magnet Ferit Keras : (BaFe12O19 atau SrFe12O19)Banyak digunakan untuk keperluan komersil. Produksi energinya rendah. Mudah didapatkan sehingga harganya murah dan dapat digunakan untuk bentuk-bentuk magnet yang kompleks. harganya murah dan dapat digunakan untuk bentuk-bentuk magnet yang kompleks.

Samarium Cobalt:Alloy kombinasi antara cobalt, besi dan sedikit bahan lain, kebanyakan memiliki sifat magnet yang kuat, namun harganya cukup mahal. Magnet ini memiliki kestabilan temperatur yang baik sehingga biasa digunakan pada peralatan bersuhu tinggi.

Media Rekam Magnet Pita Magnetis Piringan Magnetis (hard disk)

Bahan Media Rekam MagnetisPolarisasi Ukuran Bentuk

Bahan saturasi partikel partikel(mT) (mm)

Fe2O3 440 0.5x0.1 jarumCrO2 600 0.4x0.05 jarumFe 2100 0.15x0.05 jarum

Proses Pembuatan Pita Magnetis

Konstruksi Hard Disk

Menulis dan Membaca Data

KuisPelajari : bahan magnet

Minggu depan kuis

Ilmu Bahan

Superkonduktor

SuperkonduktorKonsep superkonduktor :

Suatu bahan yang dapat mengalirkan aruslistrik tanpa tahanan listrik sedikitpun.listrik tanpa tahanan listrik sedikitpun.

Apakah ini mungkin didapatkan ?

Superkonduktor Suatu bahan yang terdiri dari campuran

unsur-unsur tertentu yang dapatmengalirkan arus listrik tanpa tahanan padasuhu yang sangat rendah.suhu yang sangat rendah.

Arus yang mengalir pada rangkaiantertutup dari bahan superkonduktor akanterus mengalir selamanya

Superkonduktivitas ini disebut juga sebagaifenomena quantum makroskopis

SuperkonduktivitasSuatu fenomena yang terjadi pada suatubahan jika berada pada suhu yang sangatrendah (mencapai temperatur kritissuperkonduktor) akan menunjukkan ciri-ciri :superkonduktor) akan menunjukkan ciri-ciri : resistansi menjadi nol bersifat menolak medan magnet

(Efek Meissner)

Superkonduktivitas dapat terjadi pada : Aluminium Berbagai campuran logam (alloy) Bahan semikonduktor Bahan isolator (keramik)

Superkonduktivitas tidak terdapat pada:

Emas Perak Bahan ferromagnetik

Sejarah Superkonduktor 1911. Heike Kamerlingh mendinginkan air

raksa (mercury) dalam helium cair padasuhu 4oK (-269oC) dan mendapatiresistansinya nolresistansinya nol

1933. Walter Meissner menemukan jikabenda didinginkan pada suhu yang sangatrendah maka benda tersebut akan memilikimedan magnet sendiri yang menolakmagnet lain bila didekatkan. Hal ini disebutjuga sebagai efek meissner.

Sejarah Superkonduktor 1941. Ditemukan niobium-nitride yang

menjadi superkonduktor pada suhu 16oK 1980. Ditemukan bahan superkonduktor

dengan bahan dasar karbon (bahandengan bahan dasar karbon (bahanorganik)

1986. Ditemukan bahan superkonduktordengan bahan dasar keramik (bahanisolator)

Sejarah Superkonduktor 1993. Ditemukan paduan raksa, thalium,

barium, kalsium, tembaga dan oksigenyang menjadi superkonduktor pada suhu138oK (suhu tertinggi) 138 K (suhu tertinggi)

Temperatur Kritis (Tc) Ketika temperatur bahan diturunkan daritemperatur ruang normal sampai padabatas temperatur tertentu bahan ini akanmemiliki sifat superkonduktormemiliki sifat superkonduktor

Temperatur bahan pada saat terjadinyaperubahan sifat bahan ini dinamakansebagai temperatur kritis (Tc)

Temperatur Kritis (Tc) Merkuri Padat (4,2oK) Magnesium diborida MgB2 (39oK) Cuprate

Efek MeissnerKetika suatu bahan diturunkantemperaturnyal sampai pada temperaturkritis superkonduktornya maka bahantersebut akan memiliki sifat magnet yangtersebut akan memiliki sifat magnet yangbaru :

1. Bahan bukan magnet menjadi magnet2. Dapat mengikat/mengunci fluks magnet

lain(Efek ini disebut sebagai efek Meissner)

Kelas Bahan Superkonduktor Kelas I, (Low Temperature

Superconductor) adalah bahan yang harus berada pada suhu yang sangat rendah

Kelas II (High Temperature Kelas II (High Temperature Superconductor) adalah bahan yang dapat berada pada suhu diatas bahan kelas I

Superkonduktor Kelas I

Superkonduktor Kelas II

Tl2Ba2Ca2Cu3O10(Tl1.6Hg0.4)Ba2Ca2Cu3O10+TlBa2Ca2Cu3O9+(TlSn)Ba4TmCaCu4Ox

127-128 K126 K123 K

~121 K (Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca2Cu3O9Tl2Ba2CaCu2O6TlBa2Ca3Cu4O11TlBa2CaCu2O7+Tl2Ba2CuO6TlSnBa4Y2Cu4Ox

118-120 K118 K112 K103 K95 K86 K

Penggunaan Superkonduktor

Apa saja yang dapat dilakukan dengan bahan ini (superkonduktor)?

Penggunaan Superkonduktor1.Kendaraan Magnetik

Kendaraan ini dibuat mengambangdengan magnet superkonduktor yang kuat

Penggunaan Superkonduktor2.Magnetic Resonance Imaging(MRI)

Pancaran medan magnet superkonduktorditembakkan pada tubuh, lalu pantulannyaditangkap sehingga menjadi gambar MRI

Penggunaan Superkonduktor3.Generator Superkonduktor

Generator dengan kawat superkonduktormempunyai efisiensi diatas 99% dan ukurannyajauh lebih kecil daripada generator konvensional

Penggunaan Superkonduktor4.Saluran transmisi daya listrik

Saluran transmisi daya listrik superkonduktor akanmampu menyalurkan daya listrik lebih banyak danjarak yang lebih jauh daripada penghantar biasa.

Ilmu Bahan

Serat Optik

Serat Optik Serat Optik (Optic Fiber): suatu bahan

yang transparan dan dapat menyalurkancahaya.

Optika Serat (Fiber Optics) : suatu cabang Optika Serat (Fiber Optics) : suatu cabangilmu yang membahas tentang penggunaanserat optik sebagai alat komunikasi.

Awal Serat Optik 1870, John Tyndall mendemostrasikan

konsep serat optik untuk pertama kalinya.

Sistem Komunikasi Serat Optik

Indeks Refraktif

Indeks Refraktif

refraktif indekshampa ruang di cahayaKecepatan Bahan pada CahayaKecepatan =

Hukum Snell

n1sin1= n2sin2

Sudut Kritis

Jika pantulan sinar

Sudut kritis adalah sudut cahaya masukyang memungkinkan untuk transmisicahaya melalui serat optik.

Jika pantulan sinarmembentuk sudut 90omaka:

n1sin1= n2sin90o

1=sin-1(n2/n1)1=sudut kritis

Spektrum Frekuensi

Panjang gelombangcahaya untukkomunikasi seratoptik adalah panjanggelombang cahayatampak dan inframerah

Konstruksi serat optik

Manfaat lapisan pelindung pada bahan(a) Tanpa lapisan pelindung (b) Dengan lapisan pelindung

Manfaat lapisan pelindung pada bahanserat optik:

1. Menjaga kestabilan permukaan seratoptik sehingga indeks refraktifnya tetap

2. Mencegah hal-hal yang dapatmengubah bahkan merusak permukaanserat sehingga menghasilkan rugi-rugicahaya yang bocor keluar.

Pola transmisi cahaya

(a)Skewcahaya memantul didalam serat tanpacahaya memantul didalam serat tanpamelewati pusat serat


(b)Meridioncahaya memantul di dalam serat dancahaya memantul di dalam serat danmemotong pusat serat.


(c) Axialcahaya menembus serat pada pusatnya.cahaya menembus serat pada pusatnya.

Bahan serat optikBahan pembentuk serat optik adalah gelassilika yang dicampur dengan bahan lainuntuk menambah indeks refraktifnya.

Pembuatan Serat OptikPembuatan serat optik dapatdisederhanakan menjadi 3 tahap:

Pertama. Suatu tabung silika dipanaskan sampai suhu 1500oC,kemudian campuran oksigen dan gasgas logam halida dialirkan kedalamtabung tersebut. Tabung terus diputarsampai terbentuk lapisan gelas akibatreaksi dengan gas yang dimasukkan.


Pertama.


Kedua. Kemudian temperatur dinaikkansampai 1800oC sehingga tabungmenjadi silinder padat yang disebutpreform. Preform ini berdiameter 25mmdan panjang satu meter. Preform iniakan menjadi serat optik sepanjang25km.


Kedua.


Ketiga. Preform dari tahap keduadigantung dan dinaikkan lagitemperaturnya sampai 2100oC.Kemudian preform ditarik sehinggamenjadi lebih panjang dan diameternyalebih kecil sampai pada ukuran yangdiinginkan. Setelah dingin, serat optiktelah jadi dan siap digulung.


Ketiga.

Jenis-jenis Kabel Serat Optik1. Loose Type (tipe longgar)

Jenis-jenis Kabel Serat Optik2. Tight Type (tipe padat)

Jenis-jenis Kabel Serat Optik3. Kabel tahan air

Jenis-jenis Kabel Serat Optik4. Kabel bawah tanah

Keuntungan Serat Optik1. Aman terhadap gangguan interferensi

gelombang elektromagnetik sepertidisekitar mesin listrik atau sambaranpetir.

2. Aman terhadap tegangan tinggi, karena2. Aman terhadap tegangan tinggi, karenaserat optik merupakan bahan isolator.

3. Lebar pita yang lebih lebar daripadakabel listrik.

Keuntungan Serat Optik4. Keamanan informasi, karena tidak dapat

disadap melainkan dengan memutuskabel.

5. Ukuran yang lebih kecil dan lebih ringan6. Hanya menggunakan satu serat (bila

dibandingkan dengan kabel listrik harusmenggunakan minimal dua kabel)

Ilmu Bahan

Evaluasi Perkuliahan dan Persiapan UAS

Evaluasi Perkuliahan 30 Mei 2013

Siapkan kertas kosong lalu tuliskan kritik dansaran selama satu semester mengenai

a. Materi kuliaha. Materi kuliahb. Proses perkuliahan

catatan.jangan mencantumkan nama/identitas

Persiapan UAS1. Materi ujian : setelah uts - akhir2. Waktu ujian 60 menit3. Ujian tutup buku4. Soal 5 soal essay4. Soal 5 soal essay5. Tidak boleh pakai hp6. Tidak boleh pakai tip ex, kalau ada kesalahan

coret dengan satu garis saja7. Tidak boleh pinjam meminjam selama ujian

Documents

Bahan Kuliah Ilmu BahanD3