Ilmu dan Teknik Bahan
Ilmu dan teknik bahan dapat dibagi menjadi ilmu bahan dan teknik bahan. Ilmu bahan mencari tahu tentang hubungan yang ada antara struktur-struktur dan sifat-sifat bahan. Sebaliknya teknik bahan menggunakan dasar dari hubungan antara struktur dengan sifat bahan yang telah ada tersebut, untuk merancang struktur dari sebuah material dan memroduksi satu set sifat-sifat bahan yang ingin ditetapkan. Dari sudut pandang fungsional, peran ilmuwan bahan (orang yang belajar tentang ilmu bahan) adalah mengembangkan material baru. Kemudian insinyur bahan (orang yang belajar tentang teknik bahan) membuat produk-produk atau sistem-sistem baru, menggunakan bahan-bahan yang telah ada serta mengembangkan teknik untuk memroses bahan tersebut. Sebagian besar lulusan dari program-program bahan dilatih untuk menjadi keduanya yakni ilmuwan bahan dan insinyur bahan.
Struktur material biasanya berhubungan dengan susunan pada komponen-komponen yang ada di dalamnya. Struktur sub-atomik terdiri dari elektron-elektron dengan individu-individu atom dan berinteraksi dengan nuclei mereka. Pada tingkat atomik, struktur mencakup kumpulan dari atom-atom atau molekul-molekul yang berhubungan satu sama lain. Pada tingkat yang lebih besar, struktur terdiri dari kelompok besar atom yang berkumpul bersama secara normal. Tingkat ini disebut sebagai microscopic. Microscopic memiliki makna bahwa tingkatan struktur ini bisa diamati dengan beberapa jenis mikroskop. Terakhir, elemen-elemen struktural yang bisa dilihat dengan mata telanjang disebut sebagai macroscopic.
Sifat merupakan respon atau fenomena yang keluar ketika sebuah servis dilakukan pada suatu bahan. Sebagai contoh sebuah baja yang diberi gaya (misal ditekuk) akan mengalami deformasi (perubahan bentuk). Contoh lain bila permukaan logam dipoles maka akan merefleksikan cahaya. Secara umum definisi-definisi dari sifat dibuat bebas pada bentuk dan ukuran bahan.
Seluruh sifat-sifat penting dari material padat dapat dibagi dalam enam kategori. Keenam kategori itu antara lain: mekanis, elektris, panas, magnetis, optis, dan deteriorative. Pada masing-masing kategori tersebut, mereka memiliki respon yang berbeda ketika diprovokasi oleh berbagai jenis perangsang. Sifat mekanis menghubungkan deformasi dengan gaya atau beban yang diterapkan; seperti modulus elastisitas, kekuatan, dan ketangguhan. Pada sifat elektris seperti konduktivitas listrik dan konstanta dielektrik, perangsangnya adalah medan listrik. Perilaku panas dari material padat bisa direpresentasikan dalam istilah kapasitas panas dan konduktivitas panas. Sifat magnetis menyajikan respon material pada aplikasi dari sebuah medan magnet. Pada sifat optis, perangsangnya berupa elektromagnetik atau radiasi cahaya. Indeks pembiasan dan reflektivitas merupakan representasi sifat optis. Terakhir, karakteristik deteriorative berhubungan dengan reaktivitas kimia pada material.
Selain struktur dan sifat, ada dua komponen penting yang masuk di dalam ilmu dan teknik bahan. Kedua komponen penting itu yakni proses dan performa. Sehingga bila keempat komponen tersebut dihubungkan akan terjadi hubungan di mana proses bisa memengaruhi struktur material. Selanjutnya struktur berpengaruh terhadap sifat material. Dan yang terakhir sifat material digunakan untuk menentukan aplikasi yang cocok sesuai performa material itu sendiri.
Struktur material biasanya berhubungan dengan susunan pada komponen-komponen yang ada di dalamnya. Struktur sub-atomik terdiri dari elektron-elektron dengan individu-individu atom dan berinteraksi dengan nuclei mereka. Pada tingkat atomik, struktur mencakup kumpulan dari atom-atom atau molekul-molekul yang berhubungan satu sama lain. Pada tingkat yang lebih besar, struktur terdiri dari kelompok besar atom yang berkumpul bersama secara normal. Tingkat ini disebut sebagai microscopic. Microscopic memiliki makna bahwa tingkatan struktur ini bisa diamati dengan beberapa jenis mikroskop. Terakhir, elemen-elemen struktural yang bisa dilihat dengan mata telanjang disebut sebagai macroscopic.
Sifat merupakan respon atau fenomena yang keluar ketika sebuah servis dilakukan pada suatu bahan. Sebagai contoh sebuah baja yang diberi gaya (misal ditekuk) akan mengalami deformasi (perubahan bentuk). Contoh lain bila permukaan logam dipoles maka akan merefleksikan cahaya. Secara umum definisi-definisi dari sifat dibuat bebas pada bentuk dan ukuran bahan.
Seluruh sifat-sifat penting dari material padat dapat dibagi dalam enam kategori. Keenam kategori itu antara lain: mekanis, elektris, panas, magnetis, optis, dan deteriorative. Pada masing-masing kategori tersebut, mereka memiliki respon yang berbeda ketika diprovokasi oleh berbagai jenis perangsang. Sifat mekanis menghubungkan deformasi dengan gaya atau beban yang diterapkan; seperti modulus elastisitas, kekuatan, dan ketangguhan. Pada sifat elektris seperti konduktivitas listrik dan konstanta dielektrik, perangsangnya adalah medan listrik. Perilaku panas dari material padat bisa direpresentasikan dalam istilah kapasitas panas dan konduktivitas panas. Sifat magnetis menyajikan respon material pada aplikasi dari sebuah medan magnet. Pada sifat optis, perangsangnya berupa elektromagnetik atau radiasi cahaya. Indeks pembiasan dan reflektivitas merupakan representasi sifat optis. Terakhir, karakteristik deteriorative berhubungan dengan reaktivitas kimia pada material.
Selain struktur dan sifat, ada dua komponen penting yang masuk di dalam ilmu dan teknik bahan. Kedua komponen penting itu yakni proses dan performa. Sehingga bila keempat komponen tersebut dihubungkan akan terjadi hubungan di mana proses bisa memengaruhi struktur material. Selanjutnya struktur berpengaruh terhadap sifat material. Dan yang terakhir sifat material digunakan untuk menentukan aplikasi yang cocok sesuai performa material itu sendiri.
 |
| Gambar 1. Hubungan Empat Komponen Penting dalam Disiplin Ilmu dan Teknik Bahan |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar