Teknik material: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k Bot: Perubahan kosmetika |
Wagino Bot (bicara | kontrib) k Bot: Merapikan artikel |
||
| (8 revisi perantara oleh 5 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{Ilmu}}
[[File:Diamond cuboctahedron.jpg|thumb|upright=1.2|Sebuah [[berlian]] [[cuboctahedron]] menunjukkan tujuh bidang [[kristalografi]], dicitrakan dengan [[Mikroskop elektron|scanning electron microscopy]]]]
'''Ilmu material''' atau '''teknik material''' atau '''ilmu bahan''' adalah sebuah interdisiplin ilmu [[teknik]] yang mempelajari sifat material dan aplikasinya terhadap berbagai bidang ilmu dan teknik. Ilmu ini mempelajari hubungan antara struktur material dan sifatnya. Termasuk ke dalam ilmu ini adalah unsur [[fisika terapan]], [[teknik kimia]], [[teknik mesin|mesin]], [[teknik sipil|sipil]] dan [[teknik listrik|listrik]]. Ilmu material juga mempelajari teknik proses atau [[fabrikasi]] (pengecoran, pengerolan, pengelasan, dan lain-lain), [[teknik analisis]], [[kalorimetri]], [[mikrosop optik|mikroskopi optik]] dan [[mikrosop elektron|elektron]], dan lain-lain), serta analisis biaya atau keuntungan dalam produksi material untuk [[industri]].▼
[[File:Materials classification.svg|thumb|alt=Six classes of conventional engineering materials.|Enam jenis material teknik konvensional]]
▲'''Ilmu material''' atau '''teknik material''' atau '''ilmu bahan''' adalah sebuah interdisiplin ilmu [[teknik]] yang mempelajari sifat material dan aplikasinya terhadap berbagai bidang ilmu dan teknik. Ilmu ini mempelajari hubungan antara struktur material dan sifatnya. Termasuk ke dalam ilmu ini adalah unsur [[fisika terapan]], [[teknik kimia]], [[teknik mesin|mesin]], [[teknik sipil|sipil]] dan [[teknik listrik|listrik]]. Ilmu material juga mempelajari teknik proses atau [[Fabrikasi logam|fabrikasi]] (pengecoran, pengerolan, pengelasan, dan lain-lain), [[teknik analisis]], [[kalorimetri]], [[
Perkembangan terakhir, ilmu tentang material ini mendapat sumbangan yang besar dari majunya bidang [[nanoteknologi]] dan mulai diajarkan secara luas di banyak [[universitas]].
Baris 6 ⟶ 10:
Banyak masalah ilmiah yang paling mendesak yang dihadapi manusia saat ini adalah karena keterbatasan material yang tersedia dan bagaimana material itu digunakan. Dengan demikian, terobosan dalam ilmu material cenderung mempengaruhi masa depan teknologi secara signifikan.<ref name="BESAC2008">{{Cite report|last=Hemminger|first=John C.|date=August 2010|title=Science for Energy Technology: Strengthening the Link between Basic Research and Industry|url=http://science.energy.gov/bes/news-and-resources/reports/|publisher=United States Department of Energy, Basic Energy Sciences Advisory Committee|access-date=3 August 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20150821010038/http://science.energy.gov/bes/news-and-resources/reports/}}</ref><ref name="carbcap">{{Cite report|last=Alivisatos|first=Paul|last2=Buchanan|first2=Michelle|date=March 2010|title=Basic Research Needs for Carbon Capture: Beyond 2020|url=http://science.energy.gov/bes/news-and-resources/reports/|publisher=United States Department of Energy, Basic Energy Sciences Advisory Committee|access-date=3 August 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20150821010038/http://science.energy.gov/bes/news-and-resources/reports/}}</ref>
Ilmuwan material menekankan pemahaman bagaimana sejarah suatu material (''pemrosesannya'') memengaruhi strukturnya, dan dengan demikian juga sifat dan kinerjanya. Pemahaman hubungan pemrosesan-struktur-sifat disebut paradigma material. Paradigma ini digunakan untuk memajukan pemahaman di berbagai bidang penelitian, termasuk [[nanoteknologi]], [[biomaterial]], dan [[metalurgi]]. Ilmu material juga merupakan bagian penting dari [[Rekayasa forensik|teknik forensik]] dan [[Kegagalan analisa|analisis kegagalan]]{{snd}} menyelidiki material, produk, struktur atau komponen yang gagal atau tidak berfungsi sesuai keinginan, menyebabkan cedera pribadi, atau kerusakan pada properti. Investigasi semacam itu adalah kunci untuk memahami misalnya penyebab berbagai [[Daftar kecelakaan dan insiden pesawat penumpang|kecelakaan dan insiden penerbangan]].
== Sejarah ==
Baris 14 ⟶ 18:
== Dasar ==
Suatu material didefinisikan sebagai suatu zat (paling sering zat padat, tetapi fase kondensasi lainnya dapat dimasukkan) yang dimaksudkan untuk digunakan untuk aplikasi tertentu.<ref>[http://www.nature.com/nmat/authors/index.html "For Authors: Nature Materials"] {{Webarchive}}</ref> Ada banyak sekali bahan di sekitar kita — bahan-bahan itu bisa ditemukan di mana saja, dari bangunan hingga pesawat ruang angkasa. Material umumnya dapat dibagi lagi menjadi dua kelas: [[kristal]] dan [[Amorf|non-kristal]]. Contoh material tradisional adalah [[logam]], [[semikonduktor]], [[keramik]], dan [[polimer]].<ref>Callister, Jr., Rethwisch. "Materials Science and Engineering – An Introduction" (8th ed.). John Wiley and Sons, 2009 pp.5–6</ref> Material baru dan canggih yang sedang dikembangkan termasuk material [[Nanomaterials|nano]], [[biomaterial]],
Dasar ilmu material melibatkan mempelajari struktur material, dan menghubungkannya dengan [[Sifat material|sifat]]
=== Struktur ===
Baris 25 ⟶ 29:
==== Ikatan ====
Untuk mendapatkan pemahaman penuh tentang struktur material dan bagaimana hubungannya dengan sifat-sifatnya, ilmuwan material harus mempelajari bagaimana atom, ion, dan molekul yang berbeda diatur dan terikat satu sama lain. Ini melibatkan studi dan penggunaan [[Kimia kuantum|kimia]] [[Mekanika kuantum|kuantum]] atau [[Mekanika kuantum|fisika kuantum]]. [[Fisika benda padat
==== Kristalografi ====
[[File:Perovskite.jpg|thumb|Struktur kristal [[perovskit]] dengan rumus kimia ABX<sub>3</sub><ref>{{cite journal |title= Energetics and Crystal Chemical Systematics among Ilmenite, Lithium Niobate, and Perovskite Structures |author= A. Navrotsky |journal= Chem. Mater. |date= 1998 |volume= 10 |issue= 10 |pages= 2787–2793 |doi= 10.1021/cm9801901}}</ref>]]
Kristalografi adalah ilmu yang meneliti susunan atom dalam padatan kristal. Kristalografi adalah alat yang berguna bagi para ilmuwan material. Dalam kristal tunggal, efek susunan kristal atom sering mudah dilihat secara makroskopis, karena bentuk alami kristal mencerminkan struktur atom. Lebih lanjut, sifat fisik sering dikendalikan oleh cacat kristal. Pemahaman tentang struktur kristal merupakan prasyarat penting untuk memahami cacat kristalografi. Sebagian besar bahan tidak terbuat sebagai kristal tunggal, tetapi dalam bentuk polikristalin yaitu sebagai agregat dari kristal kecil dengan orientasi yang berbeda. Karena itu, metode difraksi bubuk yang menggunakan pola difraksi sampel polikristalin dengan sejumlah besar kristal memainkan peran penting dalam penentuan struktural. Sebagian besar bahan memiliki struktur kristal, tetapi beberapa bahan penting tidak menunjukkan struktur kristal yang biasa. [[Polimer]] menampilkan berbagai tingkat kristalinitas, dan banyak yang sepenuhnya nonkristalin. [[Kaca]], beberapa keramik, dan banyak bahan-bahan alami yang [[Padatan amorf|amorf]], tidak memiliki urutan jarak jauh pada pengaturan atom mereka. Studi tentang polimer menggabungkan unsur-unsur termodinamika kimia dan statistik untuk memberikan deskripsi sifat fisik termodinamika dan mekanis.
==== Struktur nano ====
[[File:Buckminsterfullerene-perspective-3D-balls.png|thumb|left|upright=0.7| struktur nano [[Buckminsterfullerene]]]]
Struktur nano berurusan dengan objek dan struktur yang ada dalam kisaran panjang 1-100
Dalam menggambarkan struktur nano perlu untuk membedakan antara jumlah dimensi pada [[skala nano]]. [[Permukaan nanotextured|Permukaan nanotekstur]] memiliki ''satu dimensi'' pada skala nano, yaitu ketebalan permukaan suatu benda pada kisaran antara 0,1 dan 100
Bahan yang atom dan molekulnya membentuk konstituen dalam skala nano (yaitu bahan yang membentuk struktur nano) disebut bahan nano atau nanomaterial. Nanomaterial adalah subjek penelitian intens di komunitas ilmu material karena sifat unik yang mereka miliki.
==== Mikrostruktur ====
[[File:Pearlite.jpg|thumb|right|Mikrostruktur perlit]]
Mikrostruktur adalah struktur permukaan yang disiapkan atau bahan foil tipis seperti yang diamati dengan mikroskop dengan perbesaran diatas 25x. Mikrostruktur biasanya dalam bentuk objek dari 100 nm hingga beberapa cm. Struktur mikro suatu material (yang dapat diklasifikasikan secara luas menjadi logam, polimer, keramik, dan komposit) dapat sangat memengaruhi [[sifat fisik]] seperti [[Kekuatan tarik|kekuatan]], ketangguhan, [[Keuletan (fisika)|keuletan]], [[Kekerasan (fisika)|kekerasan]], ketahanan korosi, perilaku suhu tinggi/rendah, ketahanan aus, dan sebagainya. Sebagian besar bahan tradisional (seperti logam dan keramik) memiliki struktur mikro.
Pembuatan [[Single Kristal|kristal sempurna]] dari suatu material secara fisik adalah mustahil. Misalnya, setiap bahan kristalin akan mengandung cacat seperti endapan, batas butir (Hubungan Hall-Petch), kekosongan, atom interstitial atau atom substitusi. Mikrostruktur material mengungkapkan cacat yang lebih besar ini dan kemajuan dalam simulasi telah memungkinkan peningkatan pemahaman tentang bagaimana cacat dapat digunakan untuk meningkatkan sifat material.
== Referensi ==
Baris 41 ⟶ 53:
== Pranala luar ==
{{commonscat}}
* {{en}}[http://nirt.pa.msu.edu/ Nanoscale Interdisciplinary Research Team] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110720004912/http://nirt.pa.msu.edu/ |date=2011-07-20 }}
* [http://cmr.curtin.edu.au/ CMR - Centre for Materials Research] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110407114337/http://cmr.curtin.edu.au/ |date=2011-04-07 }}
* {{en}}[https://inlportal.inl.gov/portal/server.pt?open=514&objID=1650&parentname=CommunityPage&parentid=7&mode=2&in_hi_userid=200&cached=true Materials Science and Engineering] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100528131210/https://inlportal.inl.gov/portal/server.pt?open=514&objID=1650&parentname=CommunityPage&parentid=7&mode=2&in_hi_userid=200&cached=true |date=2010-05-28 }} - Idaho National Laboratory
* {{en}}[http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/index.php Dissemination of IT for the Promotion of Materials Science (DoITPoMS)]
{{Cabang teknik material}}{{Technology}}
{{authority control}}
{{ilmu-stub}}▼
[[Kategori:Ilmu material| ]]
▲{{ilmu-stub}}
| |||