PERSPEKTIF SEJARAH MATERIAL

Makalah Pengetahuan Bahan

PERSPEKTIF SEJARAH MATERIAL

Disusun oleh :

Aris Saputra                          1305106010086

Rahmadi                                1305106010013

Agusra Mahardika               1305106010090

Sidqi Mulia                            1305106010074
Makmur Munandarsyah      1305106010010
Dian Sri Bintang                    1305106010034

 

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SYIAH KUALA

DARUSSALAM - BANDA ACEH

2015

KATA PENGANTAR

            Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah tentang Perspektif Sejarah Material ini dengan baik meskipun banyak kekurangan didalamnya. Dan juga kami berterima kasih pada Bapak Bambang Sukarno Putra, S.TP, M.Si. selaku Dosen mata kuliah Pengetahuan Bahan yang telah memberikan tugas ini kepada kami.

       Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai sejarah-sejarah material. Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan makalah yang telah kami buat di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun.

       Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya. Sekiranya laporan yang telah disusun ini dapat berguna bagi kami sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan dan kami memohon kritik dan saran yang membangun demi perbaikan di masa depan.

Banda Aceh, Februari 2015

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pada dasarnya material memiliki kedudukan yang penting dalam sejarah peradaban manusia tanpa disadari. Menurut sejarah, perkembangan dan kemajuan peradaban sangaterat kaitannya dengan kemampuan manusia memproduksi dan memanipulasi material untuk memenuhi kebutuhan mereka. Kenyataannya, peradaban masa lampau ditandai oleh tingkat perkembangan material pada saat itu, misalnya zaman batu (stone age), Zaman perunggu (bronze age).

Manusia masa lalu memiliki akses hanya pada sejumlah material yang sangat terbatas keberadaannya dan terjadi secara alamiah, contohnya : batu, Kayu, lempung (clay), kulit (skin), dan lain-lain. Dengan berjalannya waktu, manusia jaman dulu menemukan teknik-teknik untuk memproduksi material yang memiliki sifat-sifat superior, misalnya pottery dan berbagai macam logam. Selanjutnya, telah ditemukan bahwa sifat-sifat material bisa ditingkatkan dengan perlakuan panas (Heat Treatment) dan dengan penambahan unsur-unsur lain. Pada saat ini, material secara total merupakan proses seleksi, yang dilakukan untuk memilih material yang cocok untuk aplikasi tertentu berdasarkan sifatnya.

BAB II

ISI

A.    Sejarah Material

Sudah menjadi kenyataan bahwa semua yang ada di sekitar dihasilkan dari material dan kita tergantung pada dan dibatasi oleh material. Revolusi material dimulai dari abad Batu, tembaga, perunggu, besi dan komposit adalah bukti pentingnya material. Kemajuan pengembangan material adalah kunci pertumbuhan teknologi dan kemakmuran ekonomi. Pada dasarnya pengetahuan dan rekayasa material berkembang selama 25 – 40 tahun terakhir ini. Proses-proses material baru memungkinkan teknologi baru lainnya dapat dikomersialkan dengan sukses.

Proses metalurgi dimulai sejak 6000 tahun Sebelum Masehi, saat ini telah diketahui 86 logam dan hanya 24 jenis ditemukan selama abad 19. Logam awal ditemukan adalah Emas (6000 SM) dan tembaga (4200 SM). Tujuh logam purbakala adalah : Emas (6000 SM), Tembaga (4200 SM), Perak (4000 SM), Timbal (3500 SM), Timah (1750 SM), Peleburan Besi(1500 SM) dan Air Raksa (750 SM). Kecuali besi dan tembaga (dipadu dengan timah) yang bukan logam konstruksi adalah emas dan perak yang biasanya dipergunakan sebagai alat makan-minum, perhiasan dan ornamen. Hampir semua logam terkandung di lapisan bumi, manusia pertamakali belajar memproses biji mengggunakan sulfida atau oksida logam- melalui proses reduksi dan oksidasi pada temperatur yang bertingkat. Pertama kali ditemukan tidak sengaja akibat biji logam jatuh kedalam api unggun. Tembaga ditemukan secara natural di suatu tempat di Siprus, dan ditempa menjadi artefak. Tetapi selalu rapuh hingga akhirnya ditemukan dengan cara meng-anilnya dalam api unggun. Antara tahun 5000 SM lembaran tembaga dibuat dengan cara dipukul. Artefak tembaga lebur dari tahun 3600 SMditemukan di lembah sungai Nil.

Peleburan dilakukan dari malasit (CuCO3 dan Cu(OH)2 ) melalui kalsining dan pengeringan, dan dari biji cuprit (oksida) dengan karbon sebagai zat pereduksi. Timbal ditemukan sebagai galena sulfidatimbal – seperti metalik. Galena mudah direduksi dalam api. Timbal banyak dipergunakan sebagai kotak dan pipa. Melalui peleburan bijih timah dengan tembaga maka tembaga diproduksi lebih kuat dan mudah dicetak (perunggu). Besi natural terdapat dalam meteorites, dengan kandungan nikel 6-8%. Hematite (oxida) dipergunakan bersama-sama untuk melebur besi, dengan karbon sebagai bahan pereduksi. Peleburan menggunakan biji, arang dan batu kapur seperti sekarang ini pada dapur tinggi. Bijih besi dihasilkan mengandung 3-4 % karbon dan 1-2% Si., bercampur dengan terak. Mudah ditempa saat panas. Besi sangat baik untuk ditempa, besi kasar (wrought iron) dipangggang dalam udara atau dihembus untuk membuang karbon. Produk menjadi besi ulet dan sedikit bercampur terak. Melalui tempa (750 M), terak dapat dikurangi. Lapisan-lapisan material dimana ditempa dan disatukan menghasilkan pedang dari damaskus dan Toledo. Senjata dari Besi sebagai peralatan perang seperti halnya alat bertani.

Evolusi kemajuan material salah satuukuran kemajuan adalah kekuatan-kerasio kerapatan- disebut kekuatan spesifik s = Kekuatan/Strength ( lbs./in2 , N/m2), r = Kerapatan/Density ( lbs./in3 , kg/m3), s/r = Strength/Density (dalam, N m/Mg).

Rasio kekuatan-kerapatan(SDR) diukur terhadap penghematan berat relatif jika dibandingkan kekuatan yang diperlukan. Mula-mula batu dan kayu merupakan material konstruksi utama; batu dalam tekanan dan kayu dalam tekanan dan tegangan.Mula-mula material dipergunakan apa adanya. Dengan berkembangnya waktu, metode pengolahan material ditemukan. Kayu merupakan material yang memiliki SDR tinggi –lebih dari 8 x 105 in. (Gambar 1.2) Logam struktur pertama kali adalah ; tembaga, paduan tembaga (bronze/perunggu), besi tempa dan besi kasar. Logam ini lebih kuat dibandingkan kayu dalam kekuatan absoludnya, tetapi lebih berat dan memiliki SDR’ sekitar 0.4 x 105 in. to 1.2 x 105 in. Besi kasar sebagai senjata dan alat pertanian menghasilkan revolusi alat perang dan pertanian. Baja menjadi pada revolusi sipil. 15 tahun terakhir SDR meningkat secara dramatis hingga 50 kali. Contoh, penyangga dengan beban 25 ton dari silinder besicor ( sf = 50,000 lbs./in2 ) memerlukan luas penampang sekurang-kurangnya 1.0 in.2 ( radius = 0.56 in.), pemberatan 4 lb/ft. Tetapi pada beban yang sama disangga dengan polimer kekuatan tinggi memerlukan luas penampang 0.1 in2 ( radius = 0.18 in.), pemberatan sekitar 1 oz/ft. Keuntungan dalam menggunakan yang ringan adalah frame kacamata, stik golf, raket dan mobil ringan dan pesawat terbang dapat menghemat bahan bakar.

B.     Ilmu dan Rekayasa Material

• Material science (Ilmu Material): disiplin ilmu yang mempelajari hubungan antara struktur material dengan sifat  sifat material.

• Material engineering (Rekayasa Material) : dengan dasar hubungan struktur dan sifat bahan, mendisain struktur bahan untuk mendapatkan sifat – sifat yang diinginkan.

• Struktur bahan : pengaturan / susunan elemen – elemen di dalam bahan.

C.    Pembagian Material

Bahan bisa diklasifikasikan sbb :
- Logam : konduktor yang baik, tidak transparan.
- Keramik : campuran / senyawa logam + non logam.
- Polimer : adalah senyawa karbon dengan rantai molekul panjang, termasuk bahan plastik dan karet.
- Komposit : adalah campuran lebih dari satu bahan. (misal: keramik dengan polimer)
- Semi konduktor : adalah bahan-bahan yang mempunyai sifat setengah menghantar.  elektronik : IC, transistor
- Biomaterial : bahan yang digunakan pada komponen-komponen yang dimasukkan ketubuh manusia untuk menggantikan bagian tubuh yang sakit atau rusak.

Pembagian bahan, berdasar pada komposisi kimia :

• Logam besi / ferrous : merupakan logam dan paduan yang mengandung besi (Fe) sebagai unsur utamanya. material yang paling banyak dipakai.

• Logam non besi / non ferrous : merupakan material yang mengandung sedikit atau sama sekali tanpa besi. Material non logam sering digunakan karena mAterial tersebut mempunyai sifat yang khas yang tidak dimiliki oleh material logam. Material non logam dapat dibedakan menjadi beberapa golongan, yaitu: Keramik, Plastik (polimer), Komposit.

• Berdasarkan struktur, terdiri dari 3

1. Logam

2. Keramik

3. Polimer

1. Logam

Ilmu Logam adalah suatu pengetahuan tentang logam-logam yang

menjelaskan tentang: sifat-sifat, struktur, pembuatan, pengerjaan, dan

penggunaan dari logam dan panduannya.

• Ilmu logam ekstratif  : tentang produksi logam yang meliputi dasar

pengolahan dan penyelidikan mulai dari bijih logam.

• Ilmu logam adaptif  : tentang sifat-sifat fisik yang tampak dari logam

sehingga dapat membantu dalam pemilihan suatu logam untuk

keperluan penggunaannya.

• Metalurgi : pengetahuan logam atas dasar cara memisahkan unsurunsur logam dari bijih-bijih logam dan mineral, sehingga diperoleh suatu

jenis logam untuk suatu kebutuhan tertentu.

• Metalografi : mempelajari logam untuk mengetahui sifat, struktur,

kadar logam, dari suatu logam atau paduan logam.

Proses Pengerjaan Logam

– Casting

– Rolling

– Drawing

– Deep Drawing

– Forging

– Extrusion

– Welding

– Metalurgi serbuk

Aplikasi : semua sendi kehidupan manusia.

2. Material keramik

merupakan material yang terbentuk dari hasil senyawa (compound) antara satu atau lebih unsur-unsur logam (termasuk Si dan Ge) dengan satu atau lebih unsur-unsur non logam.

APLIKASI : mulai berbagai abrasive, pahat potong, batu tahan api, kaca, dan lain-lain, bahkan teknologi roket dan penerbangan luar angkasa.

3. Material Polimer

• Makromolekul adalah molekul raksasa (giant) dimana paling sedikit seribu atom terikat bersama oleh ikatan kovalen.

Makromolekul ini mungkin rantai linear, bercabang, atau jaringan tiga dimensi.

• Polimer ialah rangkaian atom yang panjang dan berulang-ulang  dan dihasilkan daripada sambungan beberapa molekul lain yang dinamakan monomer . Monomer-monomer ini mungkin serupa, atau mungkin juga mempunyai satu atau lebih kumpulan kimia yang diganti.

Polimer alam

• Polimer sintetik merupakan jenis polimer yang dihasilkan melalui sintesis kimia, produksi umumnya dilakukan dalam skala besar untuk kepentingan hidup manusia. berupa plastik dan serat buatan.

• Polimer sintetik lainnya adalah polimer termoset, polimer ini dapat dilebur pada tahaptertentu selanjutnya menjadi keras selamanya, dan tidak dapat dicetak ulang.

• Serat buatan merupakan produk polimer berupa untaian atau seperti benang yang dapat ditenun atau dijalin membentuk lembaran-lembaran tipis dan panjang yang kuatdan ulet.

Dilihat dari kemampuan bahan menerima perlakuan dari luar. Sifat – sifat bahan padat bisa di kelompokkan atas 6 kategori :
- sifat mekanik
- sifat listrik
- sifat termal / panas
- sifat magnet
- sifat optik
- sifat deterioratif (penurunan kualitas).

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

·         Berdasarkan struktur, terdiri dari 3

1. Logam

2. Keramik

3. Polimer

·         Dilihat dari kemampuan bahan menerima perlakuan dari luar. Sifat – sifat bahan padat bisa di kelompokkan atas 6 kategori :
- sifat mekanik
- sifat listrik
- sifat termal / panas
- sifat magnet
- sifat optik
- sifat deterioratif (penurunan kualitas).

DAFTAR PUSTAKA

http://tmasykuralqaedy.blogspot.com/p/ilmu-dan-rekayasa-material-material.html

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CCEQFjAB&url=http%3A%2F%2Fdanicham3.blog.com%2Ffiles%2F2012%2F11%2FBAB-1-SEJARAH-MATERIAL-1.pdf&ei=iorZVKmUNIqi8QW75YG4Aw&usg=AFQjCNHSdloIDkIbrGTML275XP1XGY34-g&sig2=nOeX7hWsrfWZXqB5Bs73ow&bvm=bv.85464276,d.dGc

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=5&cad=rja&uact=8&ved=0CDYQFjAE&url=http%3A%2F%2Fshare.its.ac.id%2Fpluginfile.php%2F2050%2Fmod_resource%2Fcontent%2F1%2F1._PENGANTAR_ILMU_MATERIAL.pdf&ei=P5vZVO2ZFufimAXF3ICADA&usg=AFQjCNErOuwHDte7YWj4JUKuZlOAkCkCpg&sig2=dqhEIu8f03P2cp-U_ln_Kw&bvm=bv.85464276,d.dGY