MENGENAL JENIS-JENIS MATERIAL
Pada postingan kali ini saya akan membahas sekilas mengenal apa itu logam, keramik, polimer, komposit dan semikonduktor.

LOGAM
Logam merupakan padatan yang memiliki atom-atom yang tersusun secara teratur, letak atau posisi atom-aton tersebut di dalam struktur berulang menurut pola tertentu. Struktur teratur yang berulang ini dikenal sebagai kristal dan memberikan sifat-sifat yang spesifik. Logam adalah konduktor listrik yang bagus, material yang relatif kuat, padat, dapat dideformasi menjadi bentuk yang komplek, dan tahan patah getas terhadap beban impak yang tinggi. Karena sifat-sifat fisik dan mekaniknya ini, membuat logam merupakan salah satu grup material yang sangat penting untuk aplikasi struktur dan listrik. Logam secara ekstensif digunakan pada automobil, pesawat terbang, bangunan, jembatan, perkakas mesin, dan aplikasi lainnya di mana dibutuhkan kombinasi kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap patah getas. Pada kenyataannya kombinasi sifat yang bagus antara kekuatan dan keliatan ( tahan terhadap patah) inilah yang membuat logam sangat umum digunakan sebagai material struktur.Walaupun pengembangan paduan logam sudah hampir pada klimaksnya, usaha meningkatkan kemampuan masih terus dilakukan, misalnya dengan penambahan partikel keramik sebagai penguat pada matrik logam, yang dikenal dengan komposit matrik logam (MMCs-Metal Matrix Composites). selain itu perkembangan terakhir memberikan harapan yang menjanjikan dengan adanya perkembangan teknologi nano. Dengan teknologi ini, dimungkinkan membuat logam yang mempunyai struktur dalam skala ukuran nano meter yang berefek terhadap peningkatan kekuatan logam yang berlipat dari kekuatan logam dengan struktur yang sekarang ( skala mikron).

KERAMIK
Pada umumnya keramik merupakan senyawa dari unsur logam dan non-logam. Unsur non-logam biasanya oksigen seperti pada Al2O3, MgO, CaO yang merupakan contoh tipikal dari keramik. Perbedaan keramik dan logam ialah pada ikatan antar atomnya, pada keramik ikatannya adalah ionik dan atau kovalen, sedangkan pada logam ikatannya adalah ikatan logam. Karenanya tidak ada elektron bebas di dalam keramik, sehingga ia merupakan konduktor listrik yang buruk dan digunakan sebagai penyekat (isolator) pada aplikasi listrik. Misalnya pada busi, digunakan isolator keramik untuk memisahkan komponen logam.
Detil mengenai ikatan antar atom akan di posting di lain waktu. Tetapi kali ini cukuplah saya katakan bahwa ikatan ionik dan ikatan kovalen itu sangat kuat. Karenaya, keramik secara intrinsik lebih kuat dari pada logam. Akan tetapi karena strukturnya yang lebih komplek, ion-ion atau atom-atom dalam keramik tidak mudah dipindah tempatkan oleh beban atau gaya tertentu dan ia akan cenderung patah getas dari pada melengkung seperti logam. Kegetasan inilah umumnya yang membatasi penggunaan keramik sebagai material struktur, meskipun perkembangan terakhir ada perbaikan dengan memasukkan serat keramik ke dalam matrik keramik dan dengan inovasi teknologi lainnya. Akan tetapi pula struktur ikatan yang rigid ini bagi keramik memberikan keuntungan yang lain, yaitu kestabilan pada suhu tinggi, tahan terhadap serangan kimia, dan tahan terhadap absorpsi senyawa asing. Karena itu keramik cocok untuk aplikasi pada suhu tinggi seperti untuk komponen di dalam ruang pembakaran mesin jet, untuk wadah senyawa kimia yang reaktif, dan lain-lain.
Kebanyakan keramik adalah kristalin, tetapi beberapa ada yang non-kristalin. Contoh yang paling umum adalah kaca jendela, yang terdiri dari SiO2 dengan penambahan beberapa oksida logam. Sifat-sifat optik merupakan sifat yang penting pada gelas, dan dapat dikontrol melalui komposisi dan proses.Selain itu sifat-sifat mekanik dan termal gelasdapat juga dikontrol. Gelas/kaca pengaman, merupakan gelas yang telah dilakukan siklus termal yang memberikan permukaan gelas dalam keadaan kompresi, sehingga tahan terhadap retak. Bahkan, gelas/kaca yang diproses seperti ini dapat menahan retak ketika dipukul oleh palu.
Aplikasi keramik yang potensial saat ini dan memberikan pengeruh ekonomi yang besar adalah:
- Diindustri otomotif, sifat kekuatan dan termal keramik sangat dibutuhkan untuk komponben mesin. Sebagai contoh, lebih dari 60.000 mobil di Jepang menggunakan turbocarjer keramik, yang meningkatkan efisiensi automobil. Material ini adalah Si3N4 atau SiC yang diproses untuk tahan terhadap patah.
- Keramik berdasarkan senyawa seperti YB2Cu3O7 danBa2Sr2CaCu2Ox telah meningkatkan suhu kritis superkonduktor ke 95 K. Ini berarti bahwa film superkonduktor dapat digunakan sebagai pelapis peralatan gelombang mikro dan sebagai kawat untuk berbagai macam aplikasi.
- Komputer generasi mendatang akan menggunakan komponen olektro-optik dari keramik yang akan meningkatkan kecepatan dan efisiensi.
...Bersambung...
Referensi:J.P.Schaffer et all.