0_Pendahuluan. Ilmu Bahan. Pendahuluan

Transkripsi

1 0_Pendahuluan Ilmu Bahan Pendahuluan

2 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Mata Kuliah : Ilmu Bahan Listrik SKS : 2 SKS Tujuan mata kuliah : Mengetahui dan memahami karakteristik dari material/bahan agar mampu memilih serta menggunakan bahan-bahan tersebut pada setiap pekerjaan dengan tepat dan benar khususnya untuk rekayasa kelistrikan.

3 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Garis besar mata kuliah(1) : - Sumber bahan - Bahan logam - Bahan organik - Bahan sintetis - Bahan isolator

4 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Garis besar mata kuliah(2) : - Bahan konduktor - Bahan semikonduktor - Bahan magnet - Bahan superkonduktor - Serat optik

5 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Daftar Pustaka : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan keenam, Pradnya Paramita, 2005 H.A Muhaimin, Bahan-Bahan Listrik, Pradnya Paramitha,2005 Sumanto, Pengetahuan Bahan untuk Mesin & Listrik, Penerbit Andi, 2005

6 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Aturan Penilaian No. Komponen Penilaian Persentase 1. Tugas 20% 2. Quiz 20% 3. Ujian Tengah Semester 30% 4. Ujian Akhir Semester 30% Total 100%

7 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Range Nilai No Nilai A > < A- < < B+ < < B < < B- < < C+ < < C < < D < 50 E < 45

8 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Quiz dilakukan 2 kali : 1. Sebelum UTS 2. Sebelum UAS

9 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan No. Tanggal Materi Kuliah Pendahuluan, Aturan Penilaian, Kontrak Kuliah, Garis Besar Perkuliahan Sumber bahan Bahan logam Bahan organik, Quiz Bahan sintetis Bahan isolator Bahan isolator Ujian Tengah Semester (sesuai jadwal fakultas)

10 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan No. Tanggal Materi Kuliah Bahan konduktor Bahan semikonduktor Bahan magnet Bahan magnet 2, Quiz Bahan superkonduktor Bahan superkonduktor Serat Optik Ujian Akhir Semester (sesuai jadwal fakultas)

11 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Tanggal-tanggal penting : (perkiraan) UTS : April 2013 Minggu tenang : Juni 2013 UAS : Juni 2013

12 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Ada hal-hal yang perlu ditambahkan?

13 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan 1. Waktu Kuliah 08:00-09:40 batas terlambat : 15 menit 2. Bahan kuliah, kunci jawaban tugas, quiz, UTS dan UAS akan diunggah di blog 3. dll

14 0_Pendahuluan Rencana Kuliah Ilmu Bahan Selesai Terimakasih.

15 Ilmu Bahan Sumber-sumber Bahan

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

17 Bahan tambang Logam Besi Non besi Non logam Batuan (padat) Minyak (cair) Gas

18 Metode Pertambangan Tambang terbuka Batuan Logam Tambang tertutup Minyak bumi Batuan dan logam

19 Metode Pertambangan Tambang terbuka

20 Metode Pertambangan Tambang tertutup

21 Sumber bahan yang dapat diperbarui Pertanian Peternakan (Berasal dari makhluk hidup atau organik)

22 Sumber bahan yang dapat Pertanian diperbarui

23 Sumber bahan yang dapat Peternakan diperbarui

24 Sumber Logam Logam Besi Besi dan baja Logam non besi Tembaga Timah

25 Sumber Logam Besi terdapat di alam dalam bentuk bijih besi : hematit (Fe 2 O 3 ) magnetit(fe 3 O 4 ) pirit(fes 2 ) siderit(feco 3 ) hematit (Fe 2 O 3 )

26 Sumber Logam Tembaga terdapat di alam dalam bentuk bijih tembaga : chalcopyrite (CuFeS 2 ) chalcolite(cu 2 S) cuprite(cu 2 O) malaconite(cuo) chalcopyrite (CuFeS 2 )

27 Sumber Logam Timah terdapat di alam dalam bentuk bijih timah : kasiterit (SnO 2 )

28 Pengolahan bahan Logam Besi Tembaga Timah Non logam Minyak bumi Batu bara

29 Pengolahan besi Bijih Besi Oksida (Fe 2 O 3 dan Fe 3 O 4 ) Karbonat (FeCO 3 ) Dapur Tinggi Dihaluskan Udara panas Kokas(karbon) Batu Kapur (CaCO 3 ) Besi mentah + 10% bahan lain Terak CO 2

30 Pengolahan besi Dapur tinggi

31 Pengolahan tembaga Bijih Tembaga dihaluskan Larutan asam sulfat Pemurnian dan peningkatan konsentrasi Cu Sel-sel elektrolisa Plat tembaga (endapan)

32 Pengolahan timah Bijih timah dihaluskan Cairan Sulfida Penyaringan 90% air Sulfida timah Udara panas 1400 o C SO 2 CO Timah cair

33 Tugas Sumber Logam A. Sumber logam Bentuk di alam (bijih) B. Cara Pengolahan C. Contoh Penggunaan Dalam bidang teknik dan listrik

34 Tugas Sumber Logam 1. 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)

35 Ilmu Bahan Bahan Logam

36 Pembagian Logam 1. Logam Ferro logam yang mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya 2. Logam Non Ferro logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya

37 1. Logam Ferro Logam ferro mengandung karbon antara 0% sampai 4,5%, dibagi menjadi tiga : Besi, dengan kadar karbon 0% - 0,008% Baja, dengan kadar karbon 0,008% - 2% Besi Cor, dengan kadar karbon 2% - 4,5%

38 Besi Besi tuang (Fe + 4%C) sifat: rapuh, tidak dapat ditempa, baik untuk dituang penggunaan: alas mesin, badan ragum, blok silinder Besi tempa (99%Fe) sifat: liat, dapat ditempa, tidak dapat dituang penggunaan: rantai jangkar, kait keran

39 Baja Baja Karbon Rendah (BCR) kadar karbon : 0 0,3% sifat: dapat ditempa, liat penggunaan: mur, sekrup Baja Karbon Sedang (BCS) kadar karbon : 0,3 0,45% sifat: lebih kenyal dari yang keras sifat: lebih kenyal dari yang keras penggunaan: benda kerja tempa berat, poros Baja Karbon Tinggi (BCT) kadar karbon : 0,45 1,7% sifat: dapat ditempa, dapat disepuh keras penggunaan: kikir, pahat, gergaji Baja Karbon Tinggi dengan Campuran Baja karbon tinggi ditambah Nikel, Kobal, Krom atau tungsten sifat: rapuh tetapi tahan terhadap suhu tinggi penggunaan: mesin bubut dan alat-alat permesinan lainnya

40 Baja Klasifikasi Baja Karbon

41 Besi Cor Besi Cor kadar karbon : lebih dari 2% ditambah Si, Mn, P, S dsb. sifat: kekuatan lebih rendah dari baja cor

42 Besi Cor Klasifikasi Besi Cor

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

44 2. Logam Non Ferro Tembaga (Cu) sifat: dapat ditempa, penghantar panas dan listrik penggunaan: alat-alat listrik, alat-alat dekorasi Aluminium (Al) sifat: liat, dapat ditempa, ringan, penghantar panas dan listrik penggunaan: peralatan masak, elektronik, industri mobil dan pesawat terbang

45 2. Logam Non Ferro Nikel (Ni) sifat:tahan korosi, tahan panas penggunaan: bagian tabung elektron, campuran uang logam Seng (Zn) sifat: kekuatan rendah, tahan korosi penggunaan: pelapis besi, plat batere, hiasan komponen mobil dan rumah tangga

46 2. Logam Non Ferro Timbal (Pb) sifat: dapat ditempa, sangat liat, tahan terhadap asam penggunaan: pelapis kabel, bahan solder Timah (Sn) sifat: dapat ditempa, liat, tahan terhadap korosi penggunaan: peralatan industri, pelapis/bungkus makanan

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

48 Ilmu Bahan Bahan Organik

49 Bahan Organik Suatu bahan dapat dikatakan bahan organik apabila bahan tersebut diperoleh dari sebagian atau keseluruhan organ tubuh makhluk hidup, yaitu : Tumbuh-tumbuhan Hewan

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

51 1. Kayu Sifat: kaku, struktur padat Produk: kayu mentah, plywood, papan serbuk, kertas

52 2. Bambu Sifat : Kaku, struktur memanjang Produk: Bambu mentah, plywood bambu

53 3.Rotan Sifat : Kaku, struktur memanjang, dapat dibentuk dengan pemanasan Produk : Rotan mentah dan olahan

54 1. Serat Tumbuhan Batang Daun Bunga/buah 4. Serat 2. Serat Hewan Kulit, usus, rambut Getah yang dikeluarkan tubuh

55 4. 1. Serat tumbuhan Sifat : lentur Produk : -Batang: serat karpet -Daun : pelepah daun -Bunga/buah : kapas, kapuk, ijuk, sabut

56 4. 2. Serat hewan Sifat : lentur Produk : -Kulit: bahan pelapis -Usus : senar -Rambut/bulu : wol -Getah : sutra,

57 5. Karet Ebonit terdiri dari karet mentah + belerang karet hidroklorida terdiri dari karet mentah + HCl

58 5. 1. Karet Ebonit Sifat : kaku, warna hitam/gelap Produk : alat-alat listrik dan industri

59 5. 2. Karet hidroklorida Sifat: elastis, tahan air, tahan minyak, tahan lembab Produk : bahan pelapis/bahan Produk : bahan pelapis/bahan pembungkus

60 6. Minyak Sifat : cair Sumber : kelapa, sawit, jarak, dsb. Proses : penyulingan Produk : pelumas, bahan bakar, dsb.

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

62 Kelemahan bahan organik Kekuatan rendah Tidak tahan lama -tidak tahan perubahan cuaca -memiliki musuh alami : rayap, bakteri, dsb

63 Teknik peningkatan mutu Kekuatan : kombinasi bahan, baik sesama bahan organik maupun dengan bahan sintetis. Ketahanan terhadap parasit : perendaman atau pelapisan dengan bahan anti bakteri, rayap, dsb. Ketahanan terhadap perubahan cuaca : pelapisan atau kombinasi dengan bahan yang tahan terhadap perubahan cuaca.

64 Tugas(21/03/2013) Jelaskan 2 (dua) produk hasil peningkatan mutu bahan organik. a. apa bahan organik dasarnya b. apa bahan tambahannya c. bagaimana teknik peningkatan mutunya Informasi dapat diambil dari : buku, majalah, website, blog dll.

65 Ilmu Bahan Bahan Sintetis

66 Bahan Sintetis Bahan sintetis adalah bahan yang dibentuk dari perpaduan atau kombinasi bahanbahan organik dan bahan-bahan sintetis lainnya untuk meningkatkan kualitas bahan sumbernya

67 Perbedaan Bahan Organik dan Sintetis Bahan Organik: Tersedia di alam Berat molekul rendah (monomer) Jumlah atom sedikit dan ikatannya sederhana Karet, kayu, keramik, gelas Bahan Sintetis: Buatan Berat molekul tinggi (polimer) Jumlah atom lebih banyak dan ikatannya lebih panjang plastik

68 1. Polimer Polimer disebut juga makromolekul merupakan molekul besar yang dibentuk dengan pengulangan molekul sederhana yang disebut monomer. Polimer berasal dari dua kata : poly (banyak) dan meros (bagianbagian)

69 Polimer Jenis-jenis polimer : 1. Polimer Termoplastik 2. Polimer Termoset

70 1.Termoplastik Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap panas. Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan akan mengeras. Proses tersebut dapat terjadi berulang kali, sehingga dapat dibentuk ulang dalam berbagai bentuk melalui cetakan yang berbeda untuk mendapatkan produk polimer yang baru.

71 1.Termoplastik Jenis polimer ini tidak memiliki ikatan silang antar rantai polimernya, melainkan dengan struktur molekul linear atau bercabang. Bentuk struktur termoplastik sebagai berikut..

72 1.Termoplastik Polimer termoplastik memiliki sifat sifat khusus sebagai berikut. Berat molekul kecil Tidak tahan terhadap panas, jika dipanaskan akan melunak dan jika didinginkan akan mengeras. Fleksibel. Titik leleh rendah.

73 1.Termoplastik Polimer termoplastik memiliki sifat sifat khusus sebagai berikut. Dapat dibentuk ulang (daur ulang). Mudah larut dalam pelarut yang sesuai. Memiliki struktur molekul linear/bercabang.

74 1.Termoplastik Contoh : 1. Polietilen (PE) 2. Polivinil klorida (PVC) 3. Polipropen (PP) 4. Polistiren

75 1.1. Polietilen (PE) 1. Pembentukan : Polietilen didapatkan dengan melakukan polimerisasi gas etilen 2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia, ulet dan fleksibel, suhu pelunakan rendah, mudah dicetak. 3. Penggunaan : botol plastik, mainan, bahan cetakan, ember, drum, pipa saluran, isolasi kawat dan kabel, kantong plastik dan jas hujan

76 1.2. Polivinil klorida (PVC) 1. Pembentukan : Polivinil klorida didapatkan dengan melakukan polimerisasi gas etilen dan vinil klorida 2. Sifat-sifat : sangat keras dan kaku pada suhu biasa, tahan bahan kimia dan larutan keras. 3. Penggunaan : pipa air, pipa plastik, pipa kabel listrik, kulit sintetis, ubin plastik, piringan hitam, bungkus makanan, sol sepatu, sarung tangan dan botol detergen

77 1.3. Polipropen (PP) 1. Pembentukan : Polipropen didapatkan dengan melakukan polimerisasi dari propen 2. Sifat-sifat : rapuh, transparan 3. Penggunaan : karung, tali, botol minuman, serat, bak air, insulator, kursi plastik, alat-alat rumah sakit, komponen mesin cuci, pembungkus tekstil, dan permadani

78 1.4. Polistiren 1. Pembentukan : Polistiren didapatkan dengan melakukan polimerisasi dari stiren 2. Sifat-sifat : rapuh, transparan 3. Penggunaan : komponen bodi motor, kotak baterai, isolator, sol sepatu, penggaris, gantungan baju.

79 2.Termoset Polimer termoset adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dibentuk ulang kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak pertama kali (pada saat pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak dapat disambung atau diperbaiki lagi.

80 2.Termoset Polimer termoset memiliki ikatan ikatan silang yang mudah dibentuk pada waktu dipanaskan. Hal ini membuat polimer menjadi kaku dan keras. Semakin banyak ikatan silang pada polimer ini, maka semakin kaku dan mudah patah. Bila polimer ini dipanaskan untuk kedua kalinya, maka akan menyebabkan rusak atau lepasnya ikatan silang antar rantai polimer.

81 2.Termoset Contoh ikatan silang polimer termoset

82 2.Termoset Sifat polimer termoset sebagai berikut. Keras dan kaku (tidak fleksibel) Jika dipanaskan akan mengeras. Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang) Tidak dapat larut. Jika dipanaskan akan meleleh. Tahan terhadap asam basa. Mempunyai ikatan silang antar rantai molekul.

83 2.Termoset Contoh : 1. Resin fenol 2. Resin urea formaldehid 3. Resin melamin 4. Resin poliester 5. Resin epoksi

84 2.1. Resin Fenol 1. Pembentukan : Resin Fenol didapatkan dengan mengkondensasikan fenol-fenol seperti fenol, kresol, ksilenol, dsb dengan formaldehid sehingga menjadi resin termoset 2. Sifat-sifat : mudah dibentuk, tahan panas, tahan asam 3. Penggunaan : alat listrik, komponen mesin (kotak, tutup), komponen kendaraan.

85 2.2. Resin urea formaldehid 1. Pembentukan : dengan melalui reaksi antara urea dan formalin. 2. Sifat-sifat : lebih jelek daripada resin fenol, kurang tahan air, lebih cepat rapuh(lapuk) 3. Penggunaan : alat listrik, peralatan rumahtangga.

86 2.3. Resin melamin 1. Pembentukan : reaksi formaldehid dan melamin 2. Sifat-sifat : tahan air, tahan panas (air mendidih), isolasi. 3. Penggunaan : alat listrik, peralatan makan.

87 2.4. Resin poliester 1. Pembentukan : Resin poliester didapatkan dengan mengkondensasikan asam dibasa dengan alkohol dihidrat 2. Sifat-sifat : kuat, fleksibel, tahan api, tahan cuaca 3. Penggunaan : keperluan konstruksi, sebagai bahan komposit dengan serat gelas.

88 2.5. Resin epoksi 1. Pembentukan : Resin epoksi didapatkan dengan mengkondensasikan bisenfol dengan epiklorhidrin 2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia, kaku dan rapuh, isolasi yang baik 3. Penggunaan : cat untuk logam, perekat, pelapis, isolator

89 3.Simbol daur ulang plastik 1. PET atau PETE (Polyethylene Etilen Terephalate) Tanda ini biasanya tertera logo daur ulang dengan angka 1 di tengahnya serta tulisan PETE atau PET (Polyethylene Terephthalate) di bawah segitiga. Biasa dipakai untuk botol plastik, berwarna jernih/transparan/tembus pandang seperti botol air mineral, botol jus, wadah makana dan hampir semua botol minuman lainnya. BOTOL JENIS PET/PETE ini direkomendasikan HANYA SEKALI PAKAI. Bila terlalu sering dipakai, apalagi digunakan untuk menyimpan air hangat apalagi panas, akan mengakibatkan lapisan polimer pada botol tersebut akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik (dapat menyebabkan kanker) dalam jangka panjang. Bahan ini dapat dibuat lagi ke dalam bulu domba kutub, serat, karpet, dll. Permintaan untuk jenis plastik ini diantara komunitas pendaur ulang plastik relatif banyak, tetapi saat ini tingkat daur ulang untuk bahan ini tetap rendah sebesar 20%.

90 3.Simbol daur ulang plastik 1. PET atau PETE (Polyethylene Etilen Terephalate)

91 3.Simbol daur ulang plastik 2. HDPE (High Density Polyethylene) Pada bagian bawah kemasan botol plastik, tertera logo daur ulang dengan angka 2 ditengahnya, serta tulisan HDPE (Polyethylene Densitas Tinggi) di bawah segitiga. Biasa dipakai untuk botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon air minum, kursi lipat, dan lain-lain. Botol plastik jenis HDPE memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan LEBIH TAHAN LAMA TERHADAP SUHU TINGGI. Merupakan salah satu bahan plastik yang aman untuk digunakan karena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara kemasan plastik berbahan HDPE dengan makanan/minuman yang dikemasnya. Sama seperti PET, HDPE juga direkomendasikan HANYA SEKALI PAKAI pemakaian karena pelepasan senyawa antimoni trioksida terus meningkat seiring waktu. Jenis ini juga dapat digunakan kembali ke untuk bahan lantai ubin, drainase, botol HDPE baru, pipa, dll

92 3.Simbol daur ulang plastik 2. HDPE (High Density Polyethylene)

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

94 3.Simbol daur ulang plastik 3. PVC (Polyvinyl Chloride)

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

96 3.Simbol daur ulang plastik 4. LDPE (Low Density Polyethylene)

97 3.Simbol daur ulang plastik 5. 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 cukup mengkilap. Jenis PP (polypropylene) ini adalah pilihan bahan plastik terbaik, terutama untuk 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 untuk menyimpan kemasan berbagai makanan dan minuman. PP dapat diolah kembali menjadi garpu, sapu, nampan, dll

98 3.Simbol daur ulang plastik 5. PP (polypropylene)

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

100 3.Simbol daur ulang plastik 6. PS (Polystyrene)

101 3.Simbol daur ulang plastik 7. 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 minum olahraga, suku cadang mobil, alat-alat rumah tangga, komputer, alat-alat elektronik, dan plastik kemasan

102 3.Simbol daur ulang plastik 7. OTHER (Polycarbonate)

103 Ilmu Bahan Bahan Konduktor

104 Definisi Penghantar Penghantar ialah suatu benda yang berbentuk logam ataupun non logam yang dapat mengalirkan arus listrik dari satu titik ke titik lain. Penghantar dapat berupa kabel (penghantar dengan selubung isolasi) atau kawat (penghantar tanpa isolasi)

105 Jenis Bahan Konduktor Bahan-bahan yang digunakan sebagai konduktor harus memenuhi persyaratan berikut : 1. Konduktifitasnya cukup baik 2. Koefisien muai panjangnya kecil 3. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar

106 Jenis Bahan Konduktor Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor : 1. Logam biasa, seperti : tembaga, alumunium dan besi 2. Logam campuran (alloy) yaitu logam dari tembaga atau alumunium yang dicampur dengan jumlah tertentu dari logam jenis lain untuk meningkatkan kekuatan mekanisnya

107 Jenis Bahan Konduktor Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor : 3. Logam paduan (composite), yaitu dua atau lebih jenis logam yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (melting) atau pengelasan (welding)

108 Klasifikasi Konduktor Klasifikasi konduktor menurut bahannya : 1. Kawat logam biasa, contoh : BCC (bare copper conductor) dan AAC (all alumunium conductor) 2. Kawat logam campuran(alloy), contoh : AAAC (all alumunium alloy conductor) 3. Kawat logam paduan(composite),contoh : kawat baja berlapis tembaga (copper clad steel)

109 Klasifikasi Konduktor Klasifikasi konduktor menurut bahannya : 4. Kawat lilit campuran(alloy), yaitu kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih. Contoh : ACSR (alumunium conductor steel reinforced)

110 Klasifikasi Konduktor Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya: 1. Kawat padat (solid wire) berpenampang bulat 2. Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 7 sampai 61 kawat padat yang dililit menjadi satu 3. Kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan diameter yang besar

111 Klasifikasi Konduktor Klasifikasi konduktor menurut isolasinya: 1. Konduktor telanjang 2. Konduktor berisolasi, contoh : kabel twisted dan kabel NYY

112 Pola Kawat Penghantar Pola-pola kawat penghantar : 1. Single pair 2. Twisted pair

113 Pola Kawat Penghantar Pola-pola kawat penghantar : 3. Ribbon cable 4. Coaxial cable

114 Bundel Konduktor Pola-pola bundel konduktor 1. Bunch 2. concentric

115 Bundel Konduktor Pola-pola bundel konduktor 3. unidirectional 4. rope

116 Karakteristik Konduktor Ada dua jenis karakteristik konduktor, yaitu : 1. Kekuatan mekanik, contoh : kekuatan tarik 2. Kekuatan listrik, contoh : kekuatan arus

117 Resistifitas Listrik Resistifitas listrik adalah kemampuan suatu bahan dalam menahan arus listrik. Resistifitas listrik dinyatakan sebagai : R l = ρ A R = tahanan dalam bahan (Ω) Ω ρ = tahanan jenis bahan (Ω.m) l = panjang bahan (m) A = luas penampang bahan (m 2 )

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

119 Resistifitas Listrik Latihan. Tentukan nilai tahanan bahan berikut ini jika diketahui ρ = 10 Ωm. 1 cm 1 cm 2 cm 3 cm 2 cm 1 cm

120 Koefisien Temperatur Hambatan besarnya perubahan tahanan akibat perubahan suhu dinyatakan oleh : R = R [ 1+ α( t t 0 0 )] R = tahanan akhir setelah perubahan suhu (Ω) R 0 = tahanan awal sebelum perubahan suhu (Ω) α = koefisien temperatur bahan t = temperatur akhir ( o C) t 0 = temperatur awal ( o C)

121 Penamaan Konduktor 1. Penghantar N tembaga NA alumunium 2. Isolasi Y isolasi PVC 2Y isolasi XLPE

122 Penamaan Konduktor 3. Selubung dalam G karet 2G karet butyl K timah hitam KL alumunium dengan permukaan licin KWK selubung dari XLPE Y selubung dari PVC 2Y selubung dari polietilen Z selubung dari pita seng

123 Penamaan Konduktor 4. Perisai B pita baja F baja pipih L jalinan kawat baja Q kawat baja berlapis seng R kawat baja bulat satu lapis RR kawat baja bulat dua lapis Z kawat baja berbentuk huruf Z

124 Penamaan Konduktor 5. Spiral D spiral anti tekan Gb spiral dari pita baja 6. Selubung luar A selubung dari yute Y selubung dari PVC

125 Penamaan Konduktor 7. Bentuk penghantar kabel se sektor pejal sm sektor serabut re bulat pejal rm bulat serabut

126 Penamaan Konduktor Contoh kabel : NYA artinya N penghantar tembaga Y selubung dalam PVC A selubung luar yute

127 Penamaan Konduktor Contoh kabel : NYY 4x6mm 2, 0.6/1kV artinya kabel 4 inti berpenghantar tembaga masing-masing penghantar luasnya 6mm 2 berbentuk bulat pejal. Selubung dalam dan selubung luar PVC, batas tegangan nominal penghantar fasa-netral (bumi) 0,6 kv dan tegangan fasa-fasa 1 kv

128 Ilmu Bahan Bahan Semikonduktor

129 Peralatan elektron Teknologi tabung gas Teknologi benda padat (semikonduktor)

130 Bahan pembentuk semikonduktor : 1. Germanium Konduktivitas tinggi Digunakan untuk dioda dan transistor daya rendah dan sedang

131 Bahan pembentuk semikonduktor : 2. Silikon Konduktivitas lebih rendah dari Germanium Digunakan untuk dioda dan transistor daya tinggi Ketahanan termal lebih tinggi daripada Germanium

132 Bahan pembentuk semikonduktor : 3. Gallium Arsenide Memiliki sifat yang dapat diatur mengikuti sifat-sifat Germanium dan Silikon

133 Resistivitas Bahan Semikonduktor

134 Struktur Kristal

135 Ketidakmurnian 1. Semikonduktor jenis-n Mengandung arsenic dan antimony Memiliki kelebihan elektron pada atomnya (bermuatan negatif) Resistivitas lebih rendah

136 Ketidakmurnian 1. Semikonduktor jenis-p Mengandung aluminium, gallium atau indium Memiliki kekurangan elektron pada atomnya (bermuatan positif) Resistivitas lebih rendah

137 Sambungan p-n

138 Aliran arus sambungan p-n

139 Kurva arus dan tegangan sambungan p-n

140 Ilmu Bahan Ujian Tengah Semester

141 Ujian Tengah Semester 1. 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 bahan b. ketahanan terhadap perubahan cuaca 4. Jelaskan perbedaan antara polimer termoset dan termoplastik! 5. Jelaskan proses molekuler pada sambungan p-n untuk kondisi : a. forward bias b. reverse bias (UTS tanggal 18 April 2013) dihadiri : 13 peserta

142 Ilmu Bahan Bahan Isolator

143 a.bahan Isolator Isolator Padat Bahan-bahan yang biasa digunakan dalam pembuatan isolator : 1. poliester 2. resin 3. porselen 4. mika

144 Bahan Isolator 1. Poliester dibentuk dari poliester poliglass yang diperkuat dengan fiberglass tidak mudah pecah mempunyai karakteristik listrik dan mekanik yang tinggi dapat digunakan pada temperatur ruang yang tinggi dan didekat bahan-bahan korosif

145 Bahan Isolator 2. Resin dibentuk dari polimeric epoxyresin atau cycloalphatic resin dapat juga diperkuat dengan fiber glass atau fiber carbon Mempunyai ketahanan mekanik dan ketahanan terhadap bahan kimia yang baik Harga relatif lebih murah

146 Bahan Isolator 3. Porselin (keramik) Porselin terbuat dari tanah liat cina (China Clay) yang terdapat di alam dalam bentuk aluminium silikat yang dicampur dengan kaolin fealspar dan Quarts (kwarsa). Kemudian campuran ini dipanaskan dalam tungku yang suhunya dapat diatur, dibakar sampai keras, halus mengkilat dan bebas dari lubanglubang.

147 Bahan Isolator 3. Porselin (keramik) Untuk pembuatan isolator porselin diperlukan suhu berkisar antara 1300 o C 1500 o C dalam waktu jam.

148 Bahan Isolator 4. Mika dibentuk dari bahan-bahan mineral yang tahan terhadap panas mempunyai karakteristik listrik maju dan mundur yang aman dapat beroperasi hingga temperatur 350 o C sampai dengan 400 o C Gambar. Batu mika

149 b.jenis Isolator Isolator Padat Isolator untuk saluran transmisi diklasifikasikan menurut penggunaan dan konstruksinya menjadi : 1. Isolator gantung (suspension) 2. Isolator pasak (pin) 3. Isolator batang panjang (long-rod) 4. Isolator pos-saluran (line post)

150 Jenis Isolator 1. Isolator gantung (suspension) Gandengan isolator gantung pada umumnya dipakai pada saluran transmisi tegangan tinggi. Ada dua jenis isolator gantung, yaitu jenis clevis dan jenis ball-and-socket..

151 Jenis Isolator 1. Isolator gantung (suspension).

152 2. Isolator pasak (pin) Jenis Isolator Isolator pasak adalah isolator yang memiliki pasak baja yang disekrup pada bagian bawahnya. Digunakan untuk keperluan sendiri-sendiri, karena kekuatan mekanisnya rendah sehingga tidak dibuat dalam ukuran-ukuran yang besar..

153 Jenis Isolator 3. Isolator batang panjang (long-rod) Isolator batang panjang mempunyai sedikit bagian logam sehingga tidak mudah menjadi rusak. Bentuk rusuknya yang sederhana menyebabkan isolator batang panjang mudah tercuci oleh hujan, sehingga tepat untuk penggunaan pada tempat-tempat yang banyak dikotori oleh garam atau debu..

154 Jenis Isolator 4. Isolator pos saluran Isolator pos saluran terbuat dari porselin dengan pasak baja yang dipasang pada bagian bawah isolator. Isolator jenis ini terletak pada bagian ujung saluran..

155 Karakteristik Listrik Isolator Karakteristik listrik isolator dibagi menjadi : 1. Tegangan lompatan api frekuensi rendah kering 2. Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah 3. Tegangan lompatan api impuls

156 Karakteristik Listrik Isolator 1. Tegangan lompatan api frek. rendah kering Tegangan lompatan api (flashover voltage) frekuensi rendah kering adalah tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan diterapkan diantara kedua elektroda isolator yang bersih dan kering permukaannya. Tegangan ini adalah nilai dasar dari karakteristik sebuah isolator.

157 Karakteristik Listrik Isolator 2.Tegangan lompatan api frek. rendah basah Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah adalah tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan diterapkan diantara kedua elektroda isolator yang basah karena hujan atau dibasahi untuk menirukan keadaan hujan

158 Karakteristik Listrik Isolator 3. Tegangan lompatan api impuls Tegangan lompatan api impuls adalah tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan impuls dengan gelombang standar diterapkan. Karakteristik impuls terbagi atas polaritas positif dan negatif.

159 Karakteristik Listrik Isolator Tabel. Karakteristik Listrik Isolator Gantung 250 mm. teg. lompatan api teg. lompatan api Jumlah piringan frek. rendah (kv) impuls (kv) kering basah positif negatif

160 Perlengkapan Isolator Yang termasuk dalam kategori perlengkapan isolator adalah pasangan-pasangan logam dan perlengkapan-perlengkapan lainnya untuk menghubungkan penghantar, isolator dan tiang transmisi.

161 Perlengkapan Isolator 1. Pasangan isolator Pasangan isolator terbuat dari besi atau baja tempa yang ukurannya disesuaikan dengan tegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatan mekanis serta konstruksi penopangnya. Dengan demikian dikenal baut-u, klevis (clevis), link, mata (eye), ball and socket, dsb yang mudah dihubunghubungkan atau dipertukarkan

162 Perlengkapan Isolator 1. Pasangan isolator

163 Perlengkapan Isolator 2.Tanduk Api Untuk mencegah lompatan api (flashover) pada gandengan isolator dipasang tanduk-tanduk api (arcing horns). Tanduk api dipasang pada ujung kawat dan ujung tanah dari isolator, serta dibentuk sedemikian rupa sehingga busur api tidak akan mengenai isolator disaat lompatan api terjadi.

164 2.Tanduk Api Perlengkapan Isolator

165 Perlengkapan Isolator 3. Jepitan Untuk penghantar dipakai pengapit gantungan (suspension clamps) dan pengapit tarikan (tension clamps). Sedang untuk kawat tanah dipakai pengapit sederhana. Pengapit-pengapit dipilih dengan memperhatikan macam dan ukuran kawat, kuat tarik maksimum serta dibentuk sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan kerusakan dan kelelahan karena getaran (vibration) dan sudut andongan kawat

166 3. Jepitan Perlengkapan Isolator

167 3. Jepitan Perlengkapan Isolator

168 Perlengkapan Isolator

169 Perlengkapan Isolator

170 Foto-foto Isolator Padat

171 Foto-foto Isolator Padat

172 Foto-foto Isolator Padat

173 Foto-foto Isolator Padat

174 Foto-foto Isolator Padat