1

MAKALAH POLIMER & KOMPOSIT

METAL MATRIX COMPOSITE (MMC)

Disusun oleh :

Gema Pandji Erlangga 2411100127

Vincensius Cahya Dwinanda 2412100034

Winona Andnindyara 2412100045

Dosen Pengampu :

Ir. Zulkifli M.Sc

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2015

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan Rahmat-Nya

sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini dalam bentuk maupun isinya

yang sangat sederhana. Semoga makalah ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan,

petunjuk maupun pedoman bagi pembaca dalam administrasi pendidikan dalam profesi

keguruan.

Harapan kami semoga makalah ini membantu menambah pengetahuan dan pengalaman

bagi para pembaca, sehingga kami dapat memperbaiki bentuk maupun isi makalah ini

sehingga kedepannya dapat lebih baik.

Tentunya makalah ini masih banyak kekurangan. Oleh kerena itu diharapkan kepada

para pembaca untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk

kesempurnaan makalah ini.

Suarabaya, 26 Februari 2015

Penyusun

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................................................ i

DAFTAR ISI .............................................................................................................................. ii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ..................................................................................................................... iv

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................................... 1

1.3 Tujuan.......................................................................................................................... 1

BAB II DASAR TEORI ............................................................................................................ 2

2.1 Pendahuluan ................................................................................................................ 2

2.2 Klasifikasi MMC ......................................................................................................... 2

2.3 Jenis Material untuk Komposit Matriks Logam .......................................................... 3

2.3.1 Reinforcement / Penguat ...................................................................................... 3

2.3.2 Sistem Paduan Matriks ........................................................................................ 4

2.4 Pemrosesan Komposit Matriks Logam ....................................................................... 5

BAB III PENUTUP ................................................................................................................... 6

3.1 Kesimpulan.................................................................................................................. 6

REFERENSI .............................................................................................................................. 7

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Klasifikasi Komposit Matriks Logam ...................................................................... 2

Gambar 2. Skema Tiga Bentuk dari Komposit Matriks Logam ................................................ 2

Gambar 3. Nilai Tensile Strength dan Modulus Young dari Beberapa Material Serat

Komposit Kuasi-Isotropik dengan Beberapa Paduan Logam .................................................... 4

iv

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Sifat dari penguat discontinus untuk penguat aluminium dan magnesium ................. 3

Tabel 2. Sifat potensial dari beberapa komposit matriks logam ................................................ 4

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Aplikasi dari bahan komposit logam sebenarnya banyak sekali jumpai di kehidupan

Sehari-hari. Namun Seringkali tidak menyadari bahwa aplikasi yang menggunakan bahan

komposit. Bahan seperti besi cor dengan grafit atau baja dengan kandungan karbida tinggi,

serta karbida tungsten, yang terdiri dari karbida dan pengikat logam, juga termasuk kelompok

bahan komposit.

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material

sehingga dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang

berbeda dari material pembentuknya. komposit dapat disimpulkan adalah sebagai dua macam

atau lebih material yang digabungkan atau dikombinasikan dalam sekala makroskopis (dapat

terlihat langsung oleh mata) sehingga menjadi material baru yang lebih berguna.

Metal matrix composite (MMC) atau komposite matrik logam merupakan komposit yang

menggunakan logam sebagai matrik atau resinnya. Komposit jenis ini banyak digunakan

dalam industry automotive semisal material Al-SiC, Al-Al2O3 yang digunakan untuk

membuat piston mobil.

Komposit matrik logam dapat diklasifikasi dengan beberapa cara. Salah satu klasifikasi

adalah berdasarkan jenis dan kontribusi komponen penguat (reinforce) yang dapat berupa

partikel, layer, fiber dan penetrasi material komposit .

1.2 Rumusan Masalah

Berikut rumusan yang dibawa dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Apa saja macam-macam komposit matrik logam

2. Bagaimana material pengusun matrik logam

3. Bagaimana Metode pembentukan matrik logam

1.3 Tujuan

Adapun tujuan ditulisnya makalah ini mengenai Metal Matrix Composite (MMC) adalah: 1. Untuk mengetahui macam-macam komposit matrik logam

2. Untuk mengetahui material pengusun matrik logam

3. Untuk mengetahui Metode pembentukan matrik logam

2

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pendahuluan

Komposit adalah perpaduan dalam skala makroskopis dari dua atau lebih material yang memiliki fasa

berbeda, dipilih berdasarkan kombinasi fisik masing-masing material penyusun untuk menghasilkan

material baru dengan sifat yang unik dibandingkan sifat dasar material sebelum dicampur dan terjadi

ikatan permukaan antara material penyusun. Komposit terdiri dari dua penyusun, yaitu matrik dan

penguat. Matriks adalah komponen penyusun dengan fraksi volume terbesar. Penguat adalah

komponen yang dilingkupi oleh matrik, berfungsi sebagai penahan beban utama.

MMC adalah jenis dari komposit yang matriks nya berupa logam ulet. Setelah digabungkan dengan

material lain sebagai filler-nya akan membentuk komposit dengan sifat kekakuan, kekerasan,

ketahanan abrasi, dan kestabilan dimensi yang lebih baik daripada sebelumnya. Matriks yang

biasanya digunakan pada komposit ini adalah aluminium, magnesium, titanium, dan tembaga.

Sedangkan untuk filler-nya dapat berupa partikel dan serat dengan komposisi 10 60 %.

2.2 Klasifikasi MMC

Komposit matrik logam dapat diklasifikasi dengan beberapa cara. Salah satu klasifikasi

adalah berdasarkan jenis dan kontribusi komponen penguat (reinforce) yang dapat berupa

partikel, layer, fiber dan penetrasi material komposit.

Gambar 1. Klasifikasi Komposit Matriks Logam

Gambar 2. Skema Tiga Bentuk dari Komposit Matriks Logam

3

2.3 Jenis Material untuk Komposit Matriks Logam

2.3.1 Reinforcement / Penguat

Penguat untuk komposit matriks logam mempunyai banyak jenis dan bentuk, yang mana hal

tersebut ditentukan oleh proses produksi dan pemrosesan serta sistem matriks tersebut.

Berikut adalah beberapa syarat umum yang sering digunakan sebagai penguat:

kepadatan rendah,

kompatibilitas mekanik (koefisien ekspansi termal yang rendah tetapi disesuaikan

dengan matriks),

kompatibilitas kimia,

stabilitas termal,

nilai modulus Young yang tinggi,

kompresi tinggi dan kekuatan tarik,

dapat diproses dengan baik,

efisiensi ekonomi.

Tuntutan ini dapat dicapai hanya dengan menggunakan penguat non-logam anorganik.

Karena kepadatan tinggi dan afinitas untuk reaksi dengan matriks paduan, penggunaan serat

logam biasanya gagal. Komponen yang akhirnya digunakan, tergantung pada matriks yang

dipilih dan pada profil permintaan aplikasi yang dimaksud. Contoh representatif tentang

penguat untuk MMC ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Sifat dari penguat discontinus untuk penguat aluminium dan magnesium

Setiap penguatan memiliki profil yang khas, yang penting untuk efek dalam bahan komposit

dan profil yang dihasilkan. Tabel 2 memberikan gambaran sifat profil dari berbagai

kemungkinan kelompok bahan. Gambar 3 menunjukkan kekuatan spesifik dan modulus

Young bahan fiber komposit kuasi-isotropik dengan berbagai matriks dibandingkan dengan

logam monolitik.

4

Tabel 2. Sifat potensial dari beberapa komposit matriks logam

Gambar 3. Nilai Tensile Strength dan Modulus Young dari Beberapa Material Serat

Komposit Kuasi-Isotropik dengan Beberapa Paduan Logam

2.3.2 Sistem Paduan Matriks

Pemilihan paduan matriks yang sesuai terutama ditentukan oleh aplikasi yang dimaksud dari

bahan komposit. Dengan perkembangan logam bahan komposit ringan yang sebagian besar

mudah untuk proses, paduan logam ringan konvensional diterapkan sebagai bahan matriks.

Di bidang metalurgi serbuk paduan khusus dapat diterapkan karena keuntungan dari

pembekuan yang cepat selama produksi bubuk. Sistem tersebut bebas dari masalah segregasi

yang muncul dalam pembekuan konvensional.

Berikut adalah beberapa paduan matriks yang sering digunakan :

5

2.4 Pemrosesan Komposit Matriks Logam

Material komposit matriks logam dapat diproduksi dengan berbagai teknik. Fokus dari

pemilihan rekayasa proses yang sesuai adalah jenis yang diinginkan, kuantitas dan distribusi

komponen penguatan (partikel dan serat), paduan matriks dan aplikasi. Dengan mengubah

metode manufaktur, pengolahan dan finishing, serta dengan bentuk komponen penguatan

adalah mungkin untuk mendapatkan profil karakteristik yang berbeda, meskipun komposisi

yang sama dan jumlah komponen yang terlibat. Produksi bahan prekursor yang cocok,

pengolahan ke unit konstruksi atau bahan setengah jadi (profil) dan perlakuan finishing yang

harus dipisahkan. Secara umum berikut adalah beberapa proses pembuatan komposit matriks

logam:

Melting metallurgical process

Infiltrasi preforms serat-pendek, partikele- atau hybrid dengan pengecoran squeeze,

infiltrasi vakum atau tekanan infiltrasi

Infiltrasi reaksi preforms serat-atau partikel

Pengolahan bahan prekursor dengan mengaduk partikel di lelehan logam, diikuti

oleh pengecoran pasir, pengecoran cetakan permanen atau tekanan tinggi die

casting

Powder metallurgical processes

Penekanan dan sintering dan / atau penempaan campuran bubuk dan bubuk

komposit

Ekstrusi atau penempaan campuran partikel logam-bubuk

Ekstrusi atau penempaan percikan bahan prekursor kompatibel

Penekanan hot isostatic campuran bubuk dan cengkeraman serat

Pengolahan lebih lanjut dari bahan prekursor dari metalurgi peleburan dengan

thixocasting atau forming, ekstrusi, penempaan

Penggabungan dan pengelasan produk setengah jadi

Penggabungan deformasi kawat logam (kelompok superkonduktor).

6

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang bisa didapat dari materi mengenai Metal Matrix Composite adalah

MMC termasuk jenis dari komposit yang matriks nya berupa logam ulet dimana merupakan

komposit yang menggunakan logam sebagai matrik atau resinnya. Komposit matrik logam

dapat diklasifikasi dengan beberapa cara. Diantaranya dapat diklasifikasikan dalam komposit

fase logam. Yakni layer komposit, fiber komposit dan ilfiltrasi komposit. Jenis material yang

digunakan untuk campuran komposite adalah Penguat untuk komposit matriks logam serta

Pemilihan paduan matriks yang sesuai. Sedangkan Pemrosesan Komposit Matriks Logam dapat

diproduksi dengan berbagai teknik. Diantaranya yakitu Melting metallurgical process, Powder

metallurgical processes, Penekanan hot isostatic campuran bubuk dan cengkeraman serat,

Pengolahan lebih lanjut dari bahan prekursor dari metalurgi peleburan dengan thixocasting

atau forming, ekstrusi, penempaan

7

REFERENSI

Callister, William D. Material Science and Engineering an Introduction. 2009. USA : John

Wiley and Sons

www.wiley-vch.de/books/sample/3527313605_c01.pdf

3527313605_c01.pdf