Material Teknik

Material atau bahan adalah barang yang dibutuhkan untuk menghasilkan atau menciptakan sesuatu. Sedangkan material teknik adalah bahan yang digunakan dalam suatu proses rekayasa atau industri. Kesesuaian dan ketepatan pemilihan material dalam dunia teknik sangatlah penting. Hal ini disebabkan karena harus ada keserasian antara jenis material yang digunakan dengan desain, cara penggunaan, fungsi, serta kemampuannya untuk diproduksi secara massal. Untuk mencapai keserasian tersebut maka seorang engineer harus memiliki pengetahuan yang cukup mengenai sifat-sifat material. Adapun sifat-sifat tersebut berupa sifat fisik dan sifat mekanik. Sifat fisik adalah sifat atau ciri suatu material yang bisa diamati secara langsung dari luar. Sedangkan sifat mekanik merupakan respon atau perilaku material terhadap pembebanan yang diberikan. Sifat mekanik material, merupakan salah satu faktor terpenting yang mendasari pemilihan bahan dalam suatu perancangan.

Macam-macam material yang biasa digunakan dalam dunia teknik antara lain:

1. Logam
Logam adalah salah satu material yang paling banyak digunakan. Jenis material teknik yang dipakai secara luas dalam teknologi modern adalah baja. Material ini kuat dan siap dibentuk menjadi bermacam-macam keperluan teknik.

Sifat-sifat fisik logam antara lain:
a. Berat jenis
b. Penghantar panas
c. Penghantar listrik
d. Sifat magnetis
e. Titik lebur

Sifat-sifat mekanik logam antara lain:
a. Deformasi, yaitu perubahan bentuk yang tidak bisa kembali ke bentuksemula.
b. Kekuatan (strength), yaitu kemampuan material logam dalam menerima gaya berupa       tegangan tanpa mengalami patah.
c. Kekerasan(hardness), yaitu kemampuan material logam dalam menerima gaya berupa penetrasi, pengikisan dan pergeseran sifat ini berhubungan dengan sifat ketahanan aus.
d. Kekakuan(stiffness), yaitu kemampuan material dalam mempertahankan bentuk setelah mendapat gaya dari arah tertentu.
e. Ketangguhan(toughtness), merupakan sifat yang menyatakan kemampuan bahan dalam menyerap gaya yang diberikan.
f. Kelenturan(elasticity), menyatakan kemempuan material kembali kebentuk asal setelah gaya dihilangkan. Hal ini terjadi sebelum masuk wilayah plastis.
g. Plastisitas(plasticity), adalah kemampuan bahan dalam mengalami sjumlah deformasi permanen sebelum terjadi patah, hal ini setelah masuk wilayah plastis.
h. Mulur (creep), meyatakan kecenderunngan logam mengalami deformasi plastis apabila diberi gaya dalam jangka waktu tertentu.
i. Kelelahan(fatigue), merupakan kemampuan material dalam menahan beban secara terus menerus.

2. Keramik
Keramik berasal dari bahasa yunani yaitu “ceramos”(pembuat barang tembikar tanah liat) dan bahasa inggris“ceramic” adalah material anorganik dan non-metal. Umumnya keramik adalah senyawa antara logam dan non logam.

Sifat fisik keramik antara lain:
a. Keras dan getas
b. Kekuatan tarik rendah
c. Kekuatan tekan tinggi
d. Isolator yang baik
e. Tahan korosi
f. Tahan pada temperature tinggi

Sifat mekanik keramik:
Keramik biasanya materias yang kuat dan tahan korosi, sifat-sifat ini bersamaan dengan kerapatan yang rendah dan tititk lelehnaya yang tinggi yang menjadikan keramik material yang menarik.
Kerapuhan dalam keramik merupakan keterbatasan, karena keramik cenderung untuk patah secara tiba-tiba dengan deformasi plastik yang sedikit.

Perbedaan antara bahan logam dan keramik adalah pada material keramik dengan pengolahan yang sederhana dan bersih dapat dibuat dalam bentuk nonkristalin, sehingga atom-atom tertumpuk atau tersusun dalam ketidakteraturan atau pola yang acak.

3. Plstik
Plastik merupakan bahan yang sangat penting dalam dunia permesinan dan industri modern. Plastik adalah bahan sintetis berasal dari minyak mineral, gas alam, atau dibuat dari bahan asal batu bara, batu kapur, udara, air dan juga dari binatang dan tumbuh-tumbuhan. Pengolahannya dapat dikerjakan pada proses panas dan tekanan.

Sifat-sifat plastik pada umumnya adalah sebagai berikut.
a. Tahan korosi oleh atmosfer ataupun oleh beberapa zat kimia.
b. Berat jenisnya cukup rendah, sebagian dapat mengapung di dalam air.
c. Cukup ulet dan kuat, tetapi kekuatannya di bawah logam.
d. Mulai melunak pada suhu yang rendah.
e. Mempuyai wujud yang menarik dan dapat diberi warna, ada yang transparan.
f. Tidak tembus air.
g. Mudah dibentuk dan dicetak.
h. Mudah terbakar.
i. Lentur
j. Isolator panas dan listrik

Sementara sifat mekanik plastik adalah tidak mudah pecah dan rapuh. Beberapa bahan plastik koefisien geseknya sangat rendah sehingga sering digunakan sebagai bantalan kering.

Kelemahan-kelemahan dari plastik adalah sebagai berikut.
a. Kecenderungan memuai yaitu menjadi lebih panjang dengan adanya beban.
b. Suhu diatas 200 C sifatnya menjadi kurang baik.
c. Terjadi perubahan polimer selama pemakaian yang kemungkinan sekali karena aksi dari sinar ultra violet. 
Bahan plastik dibagi dalam dua golongan yaitu plastik termoseting dan thermoplastik.

4. Komposit
Perkembangan teknologi material telah melahirkan suatu material jenis baru yang dibangun secara bertumpuk dari beberapa lapisan. Material ini lah yang disebut material komposit. Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material dan dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya. Pada dasarnya, komposit dapat didefinisikan sebagai campuran makroskopik 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.
Dibanding dengan material konvensional keunggulan komposit antara lain yaitu memiliki kekuatan yang dapat diatur (tailorability), tahanan lelah (fatigue resistance) yang baik, tahan korosi, dan memiliki kekuatan jenis (rasio kekuatan terhadap berat jenis) yang tinggi.
Manfaat utama dari penggunaan komposit adalam mendapatkan kombinasi sifat kekuatan serta kekakuan tinggi dan berat jenis yang ringan.

5. Kaca (gelas)
Kaca adalah benda yang transparan, lumayan kuat, biasanya tidak bereaksi dengan barang kimia, dan tidak aktif secara biologi yang bisa dibentuk dengan permukaan yang sangat halus dan kedap air. Oleh karena sifatnya yang sangat ideal kaca banyak digunakan di banyak bidang kehidupan. Tetapi kaca bisa pecah menjadi pecahan yang tajam. Sifat kaca ini bisa dimodifikasi dan bahkan bisa diubah seluruhnya dengan proses kimia atau dengan pemanasan.

Sifat-sifat fisik kaca antara lain:
a. Sifat estetika atau keindahan
b. Sifat tembus pandang secara optik (transparan)
c. Sifat elastic
d. Sifat ketahanan terhadap zat/reaksi kimia
e. Kuat
f. Tidak menyerap air.
g. Isolator panas dan listrik.

Sifat mekanik utama kaca adalah daya tarik (tension strength). Yang dimaksud dengan dya tarik ini merupakan tegangan maksimum yang dialami oleh kaca sebelum terpisahnya kaca akibat adanya tarikan (frakture).

Kelemahan dari gelas (kaca) adalah sifatnya yang getas dan mudah pecah.