bahan komposit

Tajuk 11

Bahan KompositApakah Bahan Komposit?1BAHAN KOMPOSITBahan struktur yang dibentuk denganmenggabungkan 2 atau lebih bahan yang Berbeza seperti logam, aloi,Kaca, seramik dan polimermempunyai sifat-sifat yang lebihbaik daripada komponen asal

Dihasilkan untuk Kegunaan spesifike.g: konkrit bertetulangspesifik superkonduktor gentian optik, kaca gentian kaca fotokromik

2DefinisiBahan komposit (atau komposit) merupakan bahan yang dibuat melalui gabungan dua atau lebih bahan. Salah satu bahan biasanya gentian yag kukuh seperti gentian kaca, kevlar atau gentian karbon yang memberikan bahan tersebut kekuatan tensil. Sementara bahan lain (dinamakan matriks) biasanya sejenis bahan berdamar seperti polyester atau epoxy yang memegang gentian dan menjadikan bahan tersebut keras dan kukuh

3Bahan komposit ialah bahan yang dihasilkan daripada gabungan dua atau lebih sebatian sebatian seperti aloi,logam, kaca, polimer dan seramik.Sifat bahan komposit yang dihasilkan ialah lebih baik daripada komponen yang asal.Ada bahan komposit yang menggunakan aggregat selain daripada, atau bersama-sama gentian.4Gabungan 2 atau lebih bahan (mengukuhkan elemen, pengisi dan pengikat matriks komposit), berbeza dalam bentuk atau komposisi pada skala makro.Juzuknya mengekalkan identiti mereka, iaitu mereka tidak larut atau bergabung sepenuhnya kepada satu sama lain walaupun mereka bertindak secara bersama.Biasanya komponen boleh dikenal pasti secara fizikal

5

6Contoh bahan komposit

Kain gentian karbon tenunanfilamen, unsur biasadalam bahan komposit

Papan lapis adalah bahan komposit biasa. Ramai orang menggunakannya dalam kehidupan seharian mereka

7Apa Yang Membuat Bahan Komposit?Bahan-bahan yang berlainan bekerjasama untuk memberi sifat-sifat komposit yang unik, tetapi boleh diketahui bahan-bahan yang berbeza selagi mereka tidak lenyap atau bercampur antara satu sama lain.Ringan, kuat dan tahan kakisan, bahan komposit yang digunakan dalam produk semakin meningkat kerana ia memberi banyak manfaat.

8Kebaikan Bahan KompositBahan komposit memiliki banyak keistimewaan, diantaranya lebih ringan, kekuatan yang lebih tinggi, tahan kakisan. kekuatan tensil lebih tinggi daripada dari komposit serat karbon semua paduan logam. Semua itu menghasilkan berat pesawat yang lebih ringan, daya angkut yang lebih besar, hemat bahan bakar dan jarak tempuh yang lebih jauh.9Komposit wujud secara semula jadi.E.g: Sekeping kayu komposit. Dengan gentian selulosa yang panjang (bentuk kanji yang kompleks) yang dipegang bersama dengan bahan yang lebih lemah dipanggil lignin.Contohnya: Selulosa juga didapati dalam linen, tetapi kuasa pengikat lignin yang terbentuk membuatkan sekeping kayu lebih kuat daripada sebungkus gentian kapas.

10Membuat KompositKebanyakan komposit adalah terdiri daripada hanya dua bahan:

1. Matriks atau Binder2. tetulang (Reinforcement)11Contoh bahan kompositPlastik diperkukuhkan dengan kaca atau GRPKomposit matriks logamKomposit matriks seramikPerisai Chobham (lihat perisai komposit)Papan lapis

12Plastik diperkuat fiber:

i.Diklasifikasikan oleh jenis fiber: wood (selulosa dalam lignin dan matriks hemiselulosa)Carbon -fibre reinforced plastic atau CRPGlass-fibre reinforced plastic atau GRP (biasanya, "fiberglass ii.Diklasifikasikan oleh matriks: Komposit termoplastiklong fiber thermoplastics or long fiber reinforced thermoplasticsglass mat thermoplasticsKomposit termoset

132. Metal matrix compisite (MMC): Cast iron putihHardmetal (carbide in metal matrix)Metal-intemetallic laminate3. Ceramic matrix composites: Cerment (ceramic and metal)concreteReinforced carbon-carbon (carbon fibre in a graphite matrix)Bone (hydroxyapatite reinforced with collagen fibers)

144. Organic matrix/ceramic aggregate composites: Mother of pearlsSyntactic foamAsphalt concrete

5. Engineered wood - Playwood- oriented strand board - wood plastic composite(recycled wood fiber in polyethylene matrix)- Pykrete (sawdust in ice matrix)

156. Plastic-impregnated or laminated paper or textiles: ArboriteFormica( plastik)

16Memilih bahan untuk tetulangPaling biasa adalah gentian kaca.Merupakan komposit canggih menggunakan gentian halus karbon tulen. Ia adalah ringan serta kuat.Ia digunakan dalam pesawat dan barangan sukan (golf).Polimer juga tetulang yang baik bagi produk yang memerlukan binaan yang ringan dan boleh dipercayai 17Seramik, karbon dan logam digunakan sebagai matriks untuk tujuan-tujuan yang sangat khusus.contoh:Seramik - digunakan pada bahan yang akan terdedah kepada suhu tinggiKarbon - digunakan untuk produk yang terdedah kepada geseran dan lusuh.18KACASuatu bahan pepejal amorfus yang dibuat oleh silika lebur dengan oksida asas.Komponen utama kaca ialah silikon dioksida (SO2).Kaca seni binaan dibuat daripada tiga bahan mentah utama:silika, kapur, natrium karbonat, kalsium oksida, boron oksida, natrium oksida.

19Bahan-bahan sekunder digunakan untuk memberi sifat-sifat khas bagi kaca boleh dikategorikan kepada 3 :201. Kaca Soda kapur 90% daripada jumlah pengeluaranLebih murahContoh: botol, balang, kaca untuk minuman, kaca tingkap.60-75% silika, soda 12-18%, kapur 5-12%.Tahan terhadap suhu tinggi, perubahan haba mendadak dan kakisan bahan kimia. 212. Kaca Plumbum

% plumbum oksida tinggi.Permukaan yang lembut, sesuai untuk hiasan menggunakan pengasah, pemotong, pengukir.Tidak tahan terhadap suhu yang tinggi atau perubahan mendadak.22Kaca BorosilikatKaca silikat mempunyai sekurang-kurangnya 5% daripada oksida borik.ketahanan yang lebih besar kepada perubahan terma dan kakisan kimia.digunakan dalam loji proses industri kimia, industri farmaseutikal, mentol, lampu berkuasa tinggi.Di rumah digunakan untuk plat masak.23SERAMIKSeramik tradisional: porselin, bata.Seramik baru dan canggih memiliki sifat-sifat bukan sahaja di bidang pencapaian tetapi juga keberkesanannya merangkumi daya ketahanan yang tinggi kepada lelasan(abrasion), kekuatan panas yang sangat baik, tahan kepada kepanasan, lengai pada bahan kimia, kelajuan pemesinan yang tinggi dan kestabilan dimentional..24Seramik teknikalOksida: Alumina, zirkoniaBukan oksida: karbida, borida, nitrida, silicidaKomposit: Zarah memperkukuh, kombinasi oksida dan bukan oksida.25KRISTAL CECAIRSecara fizikal ianya boleh mengalir seperti cecair, tetapi juga mempunyai sifat-sifat pepejal berhablur.Boleh dianggap sebagai kristal yang telah hilang susunan sebahagian atau semua kedudukan pada masa yang sama mengekalkan susunan orientasinya.

26Sebahagian bahan (antara fasa pepejal dan cecair).Molekul mereka sering berbentuk seperti rod atau plat atau beberapa bentuk lain yang menggalakkan mereka untuk menjajarkan secara bersama sepanjang arah tertentu.Ia adalah suhu cecair sensitif (panas cecair dan sejuk-pepejal)27FILEM NIPISBahan lapisan yang nipis bermula dari nanometer untuk beberapa mikrometer tebal.perkakasan semikonduktor elektronik dan selaput optik adalah aplikasi utama yang mendapat manfaat daripada binaan filem nipis.28 Seramik filem nipis melindungi bahan substrat daripada kakisan, pengoksidaan, haus dipakai.Modul filem nipis dijangka akan menjadi lebih murah dan dapat mengurangkan kos bahan, kos tenaga, kos pengendalian dan kos modal.29Jenis KompositKonkrit

- Terdiri daripada campuran batu-batu, cip dan pasir yang diikat bersama oleh simen.- Ia adalah kuat tetapi rapuh dan lemah dalam ketegangan.- Keluli adalah kuat dalam tegangan. Apabila konkrit dikukuhkan dengan wayar keluli,bar keluli atau mana-mana gentian polimer, gabungan yang terhasil adalah bahan sangat kuat dengan ketegangan lebih kuat (konkrit bertetulang)

30Superkonduktor

Berupaya mengkonduksikan tenaga elektrik dan dapat disejukkan pada suhu yang amat rendah tanpa memerlukan apa-apa penebat.Kebanyakannya adalah sebatian logam aloi atau seramik oksida logam. Ada yang dibuat daripada bahan kompositDigunakan dalam kereta api laju di Jepun & alat magnet pengimejan perubatan seperti pengimejan resonans magnetik (MRI)Juga digunakan dalam sistem penyimpanan tenaga magnet, penjana, transformer dan dalam bahagian-bahagian komputer.Alat yang dibuat dari superkonduktor mempunyai susutan kuasa yang rendah, kelajuan operasi yang tinggi dan kepekaan yang tinggi

31Gentian Optik

-Kabel gentian optik terdiri daripada sebuah bungkusan benang kaca atau plastik yang dikelilingi oleh salutan kaca.- Adalah bahan komposit yang boleh digunakan untuk menghantar data, suara dan imej dalam bentuk digital.- Digunakan untuk menggantikan wayar tembaga lama, talian telefon jarak jauh, dalam telefon bimbit kamera video, dan untuk menghubungkan komputer dalam rangkaian kawasan tempatan.- Juga digunakan dalam instrumen untuk memeriksa bahagian-bahagian dalaman badan atau memeriksa kawasan pedalaman bagi barangan perkilangan berstruktur.- Digunakan secara meluas kerana kos bahan yang rendah, keupayaan penghantaran yang tinggi, kestabilan kimia dan kurang mendapat gangguan

32Gentian KacaGentian kaca (bahasa Inggeris: Fiberglass) merupakan satu bahan gentian yang diperbuat daripada kaca yang sangat halus. Ia digunakan sebagai agen menguat di dalam banyak produk-produk polimer; yang mana menghasilkan bahan komposit. Polimer-polimer seperti polimer diperkuat gentian (fiber-reinforced polymer atau FRP) atau plastik diperkuat kaca (glass-reinforced plastic atau GRP), lebih dikenali umum dengan nama "gentian kaca".33kaca adalah keras, kuat dan mempunyaiketumpatan yang tinggi, ia juga agak rapuh.Plastik adalah anjal, fleksibel dengan ketumpatan yang rendah tetapi tidak kuat seperti kaca.Apabila gentian kaca digunakan, ia dapat memperkukuh plastik.Ia mempunyai kekuatan tegangan yang tinggi, boleh diwarnakan dengan mudah dan ketumpatannya rendah.Ia boleh dibuat menjadi lapisan yang nipis, tetapi sangat kuat.Ia mudah diacu & dibentuk.digunakan untuk membuat produk-produk isi rumah seperti tangki penyimpanan air, raket badminton, bot-bot kecil, ski & topi keledar

34Kaca Potochromic

Boleh dihasilkan dengan menerapkan bahan potochromic argentum klorida, kristal AgCl dalam kaca atau polimer lutsinar.Apabila ia terdedah kepada cahaya argentumklorida ditukar kepada perak dan kaca gelap.Potochromic menjadi lutsinarlagi apabila argentum ditukar kembali kepada argentum klorida, apabila cahaya samar-samar.Sesuai untuk membuat kanta optik, kereta panel paparan maklumat, kanta dalamkamera, suis optik dan meter keamatan cahaya.35