PENGELASAN BAHAN-BAHAN KEJURUTERAAN. Bahan Kejuruteraan

Transkripsi

1 PENGELASAN BAHAN-BAHAN KEJURUTERAAN Bahan Kejuruteraan Logam Seramik Polimer Komposit Ferus Termoplastik Matriks logam Bukan ferus Termoset Matriks polimer Alol Getah Matriks seramik 1. Bahan Logam DEFINISI Bahan yang berstruktur hablur dalam keadaan pepejal CIRI-CIRI BAHAN LOGAM i. Bahan legap yang merupakan pengalir haba dan arus elektrik yang baik ii. Boleh menjadi pemantul cahaya jika permukaannya digila iii. Kebanyakkan logam bersifat mulur dan boleh tempa iv. Biasanya mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada bahan lain 1 Logam ferus Logam bukan 2 3 ferus Aloi

2 1 Logam ferus i. Kategori logam ferus meliputi unsur besi ii. Penggunaan: dalam bentuk keluli dan besi tuang Besi Tempawan Logam dua komponen yang terdiri daripada BESI TULEN dan JERMANG Sebahagian besar kandungan jermang adalah silikat besi Mengandungi KURANG DARIPADA 0.08 PERATUS KARBON Keluli Dikelaskan kepada: Komposisi kimia - keluli karbon rendah mengandungi kandungan karbon sehingga 0.3 peratus, keluli karbon sederhana sehingga 0.5 peratus dan keluli karbon tinggi sehingga 1.4 peratus Proses akhiran - Contoh: Keluli gelek panas Bentuk produk - Contoh: Bar, plat, kepingan nipis dan tiub Besi tuang Aloi keluli yang mengandungi karbon dan silikon Kandungan karbon adalah antara 2 hingga 6.67 % & kandungan silikon ialah antara 1 hingga 3 peratus 4 jenis: Besi putih, besi kelabu, besi mulur & besi boleh tempa 2 Logam bukan ferus i. Tidak mengandungi unsur besi ii. Digunakan sebagai insur aloi ialah kuprum, aluminium, magnesium, nikel, timah, plumbum dan zink Timah Logam lembut dan berwarna putih Mempunyai rintangan karatan yang baik Dialoi dengan logam plumbum untuk meghasilkan bahan pateri lembut Dialoi dengan kuprum dan stabium (antimony) untuk menghasilkan piuter Aluminium Logam ringan dengan ketumpatan 1/3 daripada aloi keluli Mempunyai sifat pengalir haba dan arus elektrik yang baik Mempunyai sifat rintangan karatan yang baik Boleh ditempa dan dibentuk dengan mudah Kuprum Mempunyai sifat pengalir arus elektrik & haba yang sangat baik Mempunyai sifat rintangan karatan yang baik Mudah dibentuk dan dimesin untuk menghasilkaan produk Berwarna perang, boleh dikimpal, menghasilkan pateri keras dan dipateri lembut

3 3 Aloi i. Terdiri daripada dua atau lebih unsur kimia, sekurang-kurangnya satu daripada unsur tersebut ialah logam ii. Mempunyai sifat-sifat logam Loyang Aloi kuprum dan zink Boleh mengandungi sehingga 36 peratus zink Kombinasi terbaik untuk kekuatan & kemuluran: Komposisi 70% kuprum & 30% 60% kuprum & 40% zink Contoh: pemantul cahaya lampu kenderaan Gangsa Aloi kuprum dan timah Megandungi fosforus antara 0.01 hingga 0.5% & timah antara 1 hingga 11% Mempunyai kekuatan & keliatan yang tinggi Mempunyai sifat rintangan karatan yang baik Contoh: Hab kipas kapal laut, bilah, duit syiling satu sen dan pegas

4 2. Bahan Bukan Logam Bahan yang tidak mengandungi unsur logam DEFINISI Contoh: Bahan getah Tayar & hos Contoh: Bahan sramik Kaca, batu simen & seramik kejuruteraan seperti oksida dan karbida Jenis bahan bukan logam Getah Seramik Getah asli & getah tiruan merupakan sejenis bahan polimer yang boleh mengalami perubahan bentuk yang besar apabila dikenakan beban. Ia boleh kembali kepada bentuk yang asalh apabila beban dilepaskan i. Merupakan pepejal habluran ii. Seramik industri moden terdiri daripada oksida logam, karbida logam & nitride logam iii. Seramik tidak mulur & pecah dengan cara rapuh iv. Bahan seramik agak lemah dalam tegangan tetapi kekuatan mempatannya adalah sehingga 15 kali ganda lebih besar berbanding kekuatan tegangan

5 3. Bahan Komposit DEFINISI i. Terdiri daripada lebih jenis bahan. ii. 2 fasa bahan komposit ialah matriks & penguat iii. Dikelaskan mengikut bentuk bahan penguat sama ada zarahan atau bergentian iv. Dikategori mengikut jenis bahan matriks (matriks polimer, matriks logam dan matriks seramik) Komposit matriks polimer Dikenali sebagai komposit bertetulang gentian karbon. Bahan matriks ialah resin poliester Bahan penguat ialah gentian karbon Gentian karbon Dikenali sebagai komposit bertetulang gentian kaca Bahan matriks ialah resin epoksida atau poliester Bahan penguat ialah gentian kaca Gentian kaca

6 4. Bahan Plastik DEFINISI Bahan plastik/ polimer mempunyai molekul yang sangat besar, terbentuk terutamanya daripada atom karbon dan hidrogen. Ia dihasilkan melalui tindakbalas bersama bahan yang molekulnya kecil (monomer) untuk membentuk molekul yang sangat besar. Jenis-jenis bahan plastik Plastik termoset Melembut/ melebur apabila dipanaskan pada pertama kali, tetapi kemudiannya terawet/ terset untuk menjadi bahan keras dan tegar Semasa proses pengawetan, struktur molekul rangkaian sepenuhnya terjadi. Perubahan semasa proses pengawetan tidak boleh berbalik Plastik termoplastik Melembut apabila dipanaskan dan kembali memperoleh ketegarannya semula apabila disejukkan Perubahan struktur molekul adalah boleh balik semasa pemanasan dan pendinginan Peka kepada suhu struktur dan kadar terikan 1 Fenol - Formaldehida Contoh plastic termoset 2 Poliester 3 Amino - Formaldehida 1 Fenol - Formaldehida i. Dipolimerkan oleh satu siri tindak balas pemeluwapan untuk menghasilkan struktur rangkaian ii. Polimer tulen adalah legap dan berwarna putih susu iii. Keberaliran terma yang rendah dan penebat elektrik yang baik iv. Rintangan yang baik terhadap minyak, gris dan kebanyakkan pelarut biasa v. Contoh penggunaan: Palam, soket, suis elektrik, tombol dan pemegang pintu

7 2 Poliester i. Pemeluwapan asid maleik dan glikol propilena menghasilkan ester ii. Pemaut silang antara molekul-molekul polyester tak tepu menghasilkan struktur rangkaian yang tegar iii. Digunakan sebagai bahan asas plastic bertetulang gentian kaca. iv. Kegunaan lapisan poliester: a. Rintangan haba komponen pesawat dan bahagian elektronik b. Rintangan kimia tangki, paip dan salur c. Hentaman tinggi topi keselamatan dan pengadang mesin 3 Amino - Formaldehida i. Sebatian yang mengandungi amino (- ) diluapkan dengan aldehida untuk membentuk polimer tegar ii. Sebatian yang penting ialah urea dan melamina iii. Urea formaldehida (UF) digunakan untuk membuat penutup botol, cawan, piring dan pinggan iv. Melamin formaldehida (MF) mempunyai rintangan haba sehingga 95 F v. Kegunaan lain bahan perekat dan agen pengikat dalam acuan pasir. 1 Polietilena (PE) Contoh plastik termoplastik 2 3 Polistrene (PS) Polipropilena (PP) 4 Polivinil klorida (PVC) 1 Polietilena (PE) i. Dihasilkan dengan cara pempolimeran ii. Ciri polietilena bergantung pada berat molekul dan strukturnya iii. 4 jenis: Berketumpatan tinggi (HDPE) Berketumpatan rendah (LDPE) Berketumpatan rendah lelurus (LLDPE)

8 Berat molekul ultratinggi (UHMWPE) iv. Contoh kegunaan: Botol, filem pembungkus, penebat kabel, galas dan gear 2 Polistrene (PS) i. Sejenis polimer lut sinar yang mudah diproses dan murah ii. Mempunyai kestabilan dimensi iii. Rintangan tindak balas terhadap bahan kimia adalah rendah iv. Digunakan untuk membuat bekas makanan, penyerak cahaya dan permainan kanakkanak 3 Polipropilena (PP) i. Sejenis polimer habluran tinggi ii. Mempunyai kekuatan & takat melembut yang lebih tinggi berbanding dengan polietilena berketumpatan tinggi (HDPE) iii. Mempunyai kekuatan lesu yang tinggi iv. Rintangan yang tinggi terhadap serangan bahan kimia v. Digunakan sebagai kotak bateri, bahan pencuci hampa gas dan komponen dalaman kereta 4 Polivinil klorida (PVC) i. Mempunyai ketahanan yang baik terhadap asid dan alkali ii. Keras dan tegur pada suhu biasa iii. Digunakan untuk membuat lapisan panel, paip dan pepasangan paip, rangka tingkap dan botol