Kimia Material
Dr. Rahadian Zainul, S.Pd., M.Si.
2021
ii | R a h a d i a n Z a i n u l
UNDANG-UNDANG REPUBLIK INDONESIA
NO 19 TAHUN 2002
TENTANG HAK CIPTA
PASAL 72
KETENTUAN PIDANA
SAKSI PELANGGARAN
1. Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak mengumumkan atau memperbanyak suatu
Ciptaan atau memberi izin untuk itu, dipidana dengan pidana penjara paling singkat 1 (
satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp 1.000.000,00 (satu juta rupiah), atau pidana
penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp. 5.000.000.000,00
(lima milyar rupiah)
2. Barangsiapa dengan sengaja menyerahkan, menyiarkan, memamerkan, mengedarkan,
atau menjual kepada umum suatu Ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau
Hak Terkait sebagaimana dimaksud dalam ayat (1), dipidana dengan pidana penjara paling
lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp 500.000.000,00 (lima ratus juta
rupiah ).
iii | K i m i a M a t e r i a l
Kimia Material
Hak Cipta © 2021 pada Penerbit Berkah Prima
Disusun oleh : Dr. Rahadian Zainul, S.Pd., M.Si.
Editor : Budhi Oktavia, S.Si., M.Si., Ph.D.
Buku ini diset dan dilayout oleh Bagian Produksi Penerbit Berkah Prima dengan Adobe
Photoshop CS6 dan Adobe Indesign CS6 dengan font Arial Narrow dan Calisto MT 12 pt.
Disainer Sampul : Tim Penerbit
Tata Letak : M. Arya, M. Thoriq & M. Raffi
Dicetak oleh : CV. Berkah Prima
Hak Cipta dan hak penerbitan pada CV Berkah Prima
Anggota IKAPI Pusat No: 016/SBA/18 Tanggal 1 Agustus 2020
Penerbit CV. Berkah Prima, Padang, 2021
1 (satu) jilid; total halaman 650
14,5 cm x 21 cm, Calisto MT 12 pt.
ISBN : 978-602-5994-72-2
2021© Hak Cipta dilindungi oleh undang-undang.
Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam
bentuk apapun.Secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotocopy, merekam atau
dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari Penerbit CV Berkah Prima
iv | R a h a d i a n Z a i n u l
PRAKATA
Puji syukur atas terbitnya buku Kimia Material ini. Buku ini dapat digunakan
sebagai panduan bagi para ilmuwan, akademisi dan mahasiswa Kimia dan Teknik Kimia
yang ingin mendalami tentang topik Kimia Material. Impelemtasi buku ini meliputi kajian
pendahuluan dan teori tentang material. Pada bagian lain terdapat teknik karakterisasi
material dan klasifikasinya. Secara khusus, buku ini juga membahas topik tentang berbagai
material dalam kimia serta aplikasinya secara khusus.
Penyusun
Padang, 6 Februari 2021
Dr. Rahadian Zainul, S.Pd., M.Si.
v | K i m i a M a t e r i a l
DAFTAR ISI
PRAKATA ...................................................................................................................... iv
DAFTAR ISI .................................................................................................................... v
BAB 1. MATERIAL ........................................................................................................ 7
BAB 2. KARAKTERISASI MEKANIK ........................................................................ 55
BAB 3. KARAKTERISASI TERMAL .......................................................................... 94
BAB 4. KARAKTERISASI OPTIK ............................................................................. 119
BAB 5. KARAKTERISASI LISTRIK ......................................................................... 145
BAB 6. TEORI KONSTRUKSI PADATAN ............................................................... 171
BAB 7. TERMODINAMIKA ZAT PADAT ............................................................... 195
BAB 8. KONDUKTOR ............................................................................................... 246
BAB 9. SEMIKONDUKTOR ...................................................................................... 275
BAB 10. SUPERKONDUKTOR ................................................................................. 289
BAB 11. ISOLATOR ................................................................................................... 308
BAB 12. POLIMER ..................................................................................................... 324
BAB 13. MATERIAL KERAMIK ............................................................................... 362
BAB 14. MATERIAL BERPOROS DAN BERLAPIS ................................................ 391
BAB 15. MATERIAL MAGNETIK, DIELEKTRIK DAN OPTIK ........................... 405
BAB 16. BIOMATERIAL ............................................................................................ 463
BAB 17. SEMEN DAN KOMPOSIT .......................................................................... 479
BAB 18. NANOMATERIAL ....................................................................................... 511
BAB 19. MATERIAL GELAS ..................................................................................... 548
BAB 20. MATERIAL KRISTAL CAIR ...................................................................... 576
GLOSARIUM .............................................................................................................. 590
Index ............................................................................................................................. 599
Biodata Penulis ............................................................................................................ 600
vi | R a h a d i a n Z a i n u l
7 | K i m i a M a t e r i a l
BAB 1. MATERIAL
A. Pendahuluan
Material adalah segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati
ruang. Termasuk ke dalam ilmu ini adalah unsur fisika terapan, teknik kimia,
mesin, sipil dan listrik. Material dapat berupa bahan logam dan nonlogam. Bahan
logam ini terdiri darilogam ferro dan nonferro. Bahan nonlogam dapat dibagi
menjadi bahan organik (bahan yang berasal dari alam) dan bahan anorganik.
Logam mempunyai beberapa sifat antara lain: sifat mekanis, sifat fisika, sifat
kimia, dan sifat pengerjaan.
Teknik Material atau Materials Science and Engineering adalah suatu bidang
yang mempelajari ilmu dan merekayasa material. Material dibagi menjadi 4 yaitu
logam, polimer, keramik dan komposit. Memang agak mirip dengan Teknik
Metalurgi, tapi sebenarnya berbeda. Teknik Metalurgi lebih menekankan
ekstraksi bahan tambang menjadi bahan setengah jadi. Metalurgi juga lebih
mempelajari ke arah Logam. Mereka mungkin tidak belajar mengenai Polimer,
Keramik dan Komposit.
Logam dibagi menjadi dua yaitu, ferrous dan non-ferrous. Material yang
umum digunakan adalah baja karena baja lebih tangguh dari pada besi biasa.Ini
dikarenakan kandungan karbon (C) dalam baja lebih sedikit dari besi. Pada
teorinya baja mengandung kurang dari 2,14% karbon namun pada prakteknya
biasanya baja mengandung kurang dari 1% karbon. Pemilihan bahan dalam
perancangan suatu komponen atau produk adalah berdasarkan sifat-sifat yang
dimiliki oleh bahan tersebut yang sesuai dengan fungsi dan prinsip kerja dari
komponen yang dirancang.
8 | R a h a d i a n Z a i n u l
Struktur mikro material terbagi atas :
1. Atom, merupakan suatu unsur terkecil dari material yang tidak dapat dibagi
lagi dengan reaksi kimia biasa.
2. Sel Satuan, merupakan susunan dari beberapa atom yang teratur.
Kebanyakan material yang kita gunakan material logam. Logam adalah
bahan/material teknik yang sangat banyak digunakan dalam berbagai bidang.
Dalam dunia keteknikan, logam merupakan material yang paling mendominasi
dari bahan-bahan teknik lainnya sebagai bahan yang paling utama dalam
pembuatan mesin.
Contoh dari logam yang sudah memiliki sifat-sifat penggunaan teknis
tertentu dan dapat diperoleh dalam jumlah yang cukup adalah besi, tembaga,
seng, timah, timbel nikel, aluminium, magnesium. Kemudian tampil logam-
logam lain bagi penggunaan khusus dan paduan, seperti emas, perak, platina,
iridium, wolfram, tantal, molybdenum, titanium, vokalt, anti monium (metaloid),
khrom, vanadium, beryllium, dan lain-lain.
B. Jenis-jenis Sifat Karakterisasi Material
Berdasarkan sumbernya material dibagi atas dua macam :
1. Material Organik
Material organik adalah material yang bersumber dari alam berupa
makhluk hidup dan dapat dimanfaatkan langsung tanpa melalui proses. Contoh :
kayu, karet alam, dan batu bara.
2. Material Anorganik
Material anorganik adalah material yang bersumber dari alam selain
makhluk hidup dan untuk mendapatkannya harus diproses terlebih dahulu.
Material anorganik dibedakan atas 2 macam yaitu Logam dan Non Logam.
9 | K i m i a M a t e r i a l
Logam adalah material yang mempunyai daya hantar listrik yang tinggi dengan
sifat konduktor yang baik dan tahan terhadap temperatur tinggi, mempunyai titik
didih tinggi, keras, mengkilap, tidak tembus cahaya, dan dapat dideformasi.
Logam terdiri dari Ferro dan Non Ferro. Logam ferro adalah logam
dengan unsur penyusun utamanya adalah Fe (besi). Logam ferro terbagi menjadi
:
1) Baja, yang merupakan logam dengan unsur penyusun utamanya adalah Fe (besi)
dan C (karbon) dengan kadar karbon antara 0,02 % sampai 2,1 %. Baja ini terdiri
atas :Baja Karbon (Carbon Steel), terdiri dari : Baja Karbon Rendah (Low Carbon
Steel), dengan kadar karbon 0,02 % ≤ C ≤ 0,2 %. Contoh : plat dan paku. Baja
Karbon Menengah (Medium Carbon Steel), dengan kadar karbon 0,2 % < C ≤ 0,5
%. Contoh : roda gigi dan poros. Baja Karbon Tinggi (High Carbon Steel), dengan
kadar karbon 0,5 % < C ≤ 2,1 %. Contoh : spiral, dawai, dan cetakan tempa.
2) Baja Paduan (Alloy Steel). Baja paduan adalah baja yang diperoleh dari pemaduan
dua unsur atau lebih untuk mendapatkan sifat mekanik tertentu yang diinginkan,
baja paduan dibagi atas; Baja Paduan Rendah (Low Alloy Steel), kadar paduan ≤
8%; Baja Paduan Tinggi (High Alloy Steel), kadar paduan > 8%. Contoh : baja
tahan karat (Stain Less Steel), baja perkakas dan baja tahan gesek. Berdasarkan
kegunaan : 1) Baja tahan karat (dengan penambahan Cr). Contoh: Stainless steel. 2)
Baja tahan aus (dengan penambahan Mn). Contoh: Kuku eskavator. 3) Baja
tahan temperatur tinggi (dengan penambahan Mo dan W). Contoh: Sudu turbin.
4) Tool steel(dengan penambahan Mo dan V). Contoh: Pahat karbida.
3) Besi Cor (Cast Iron). Besi cor merupakan logam dengan unsur penyusunnya adalah
Fe dan grafit yang kadar karbonnya antara 2,1% sampai 6,67%. Berdasarkan
proses pembuatannya besi cor terbagi atas : 1).Besi Cor Putih (White Cast Iron).
10 | R a h a d i a n Z a i n u l
Besi cor putih merupakan besi cor yang tidak mempunyai grafit dengan fasa α +
Fe3C. Didapat dengan pendinginan cepat, sehingga banyak mengandung Fe3C.
Hal ini yang menyebabkan besi cor putih bersifat keras dan getas dengan % Si <
1. 2). Besi Cor Kelabu (Gray Cast Iron). Besi cor kelabu merupakan besi cor
dengan bentuk grafit berbentuk serpihan yang terbentuk dari Fe3C yang terurai,
bersifat mampu meredam getaran, dan mempunyai kekuatan tekan yang tinggi.
Pembentukannya sama dengan besi cor putih, perbedaannya terletak pada laju
pendinginan. Contoh : konstruksi mesin jahit, blok mesin, lampu hias, dan mesin
bubut.
Berdasarkan fasa terbagi dua, yaitu 1) Besi Cor Kelabu Perapian Putih (Ferritic)
berfasa α. Terbentuk dengan pendinginan lambat. 2) Besi Cor Kelabu Perapian
Hitam (Pearlitic)Berfasa α + Fe3C. Terbentuk dengan pendinginan normal. 3) Besi
Cor Nodular (Nodular Cast Iron)
Bentuk grafit bulat, pembuatan dengan cara besi cor dipanaskan kemudian
ditambah Mg (Nokulen) dan akan terbentuk gelembung-gelembung udara yang
nantinya akan diisi oleh karbon dan memiliki keuletan yang tinggi. Bersifat tahan
beban tarik.
Berdasarkan fasanya terbagi dua, yaitu : 1) Besi Cor Nodular Putih fasa α.
(Ferritic). Terbentuk dengan pendinginan secara lambat. 2) Besi Cor Nodular
Hitam Berfasa α +Fe3C. (Pearlitic). Terbentuk dengan pendinginan secara cepat.
3) Besi Cor Maliabel (Melleable Cast Iron)
Besi cor yang diperoleh melalui proses tempering yang mempunyai sifat keras
dan getas serta bentuk grafit seperti bongkahan. Contoh : spare part yang
berukuran kecil. Berdasarkan fasanya terbagi dua, yaitu : 1) Besi Cor Maliabel
Putih berfasa α. (Ferritic). Terbentuk dengan pendinginan secara lambat. 2) Besi
11 | K i m i a M a t e r i a l
Cor Maliabel Hitam Berfasa α +Fe3C. (Pearlitic). Terbentuk dengan pendinginan
secara cepat.
2.Non Ferro
Logam non ferro adalah logam dengan unsur penyusun utamanya selain Fe (besi)
yang dicampur dengan unsur lain. Contoh: kuningan (Cu + Zn), alumunium, dan
brass.
Non Logam
Non logam adalah material dengan titik didih rendah dan bersifat isolator, tidak
tahan temperatur yang tinggi, dan sebagian tembus cahaya. Material non logam
terdiri dari : 1) Polimer; Polimer merupakan gabungan monomer-monomer yang
membentuk rantai hidrokarbon (C-H) yang panjang yang terdiri dari :
a)Termoplastik. Termoplastik merupakan polimer dengan rantai karbon lurus,
tidak tahan temperatur tinggi, dan berkekuatan rendah. Contoh : plastik. b)
Termosetting. Termosetting merupakan polimer dengan rantai hidrokarbon
bercabang, tahan terhadap temperatur tinggi, dan mempunyai stabilitas yang
tinggi. Contoh : PVC (Poly Vinyl Chloride) dan melamin. C). Elastomer. Elastomer
merupakan polimer yang mempunyai tingkat elastisitas yang tinggi dan rantai
karbon berbentuk jala. Contoh : Karet alam. 2)Komposit. Komposit merupakan
perpaduan dua unsur yang terdiri dari matriks dan fiber, yang masih memiliki sifat
aslinya. Fiber sebagai penguat dan matriks sebagai pengikat. Berdasarkan
matriksnya, komposit terbagi menjadi : a)Metal Matrics Composite (MMC) dengan
logam sebagai matriks. Contoh: Body pesawat terbang. b)Ceramic Matrics Composite
(CMC) dengan keramik sebagai matriks. Contoh: Tiang bangunan beton. c)Polymer
Matrics Composite (PMC) dengan polimer sebagai matriks. Contoh: Ban. 3).
Keramik. Keramik adalah suatu material yang merupakan perpaduan logam dan
12 | R a h a d i a n Z a i n u l
non logam yang membentuk sifat baru melalui proses pemanasan. Keramik terbagi
atas dua, yaitu a) :Keramik Tradisional. Keramik tradisional adalah keramik yang
pembuatannya mengalami proses pemisahan secara tradisional. Contoh : gerabah
dan ubin. b)Keramik Modern. Keramik modern adalah keramik yang mengalami
proses kimia secara modern untuk mendapatkan properties / sifat yang diinginkan.
Contoh : keramik pada besi dibuat untuk mencegah rugi-rugi panas pada
pencetusan awal pembakaran.
C. Struktur Mikro Material
Struktur mikro material terdiri atas :
1. Atom
Atom merupakan bagian terkecil dari material yang tidak dapat dibagi lagi
dengan reaksi kimia biasa.
2. Sel satuanAtom.
Sel satuan merupakan gabungan dari beberapa atom yang tersusun secara
teratur dan berulang.
Jenis-jenis sel satuan antara lain :
a)Cubic
Sel satuan Cubic terdiri dari :
- Body Centered Cubic (BCC), perhitungan APF dari BCC adalah APF = 68 %.
- Face Centered Cubic (FCC), perhitungan APF dari FCC adalah APF = 74 %.
b)Hexagonal Closed Package (HCP)
Cara perhitungan APF dari HCP :
volume sel satuan = luas alas x tinggi
tinggi = 1,633a
13 | K i m i a M a t e r i a l
luas alas = 6 x luas segitiga = 6 x (1/2 a x a sin 60) = 6 x (1/2 a
2
sin 60) = 3a
2
sin
60
Volume sel satuan = 3a
2
sin 60 x 1,633a = 4,899a
3
sin 60 = 4,24a
3
a = 2R, maka :
Volume sel satuan = 4,24(2R)
3
= 4,24 x 8R
3
= 33,94 R
3
APF = 74%
c)Tetragonal
Syarat dari tetragonal ini adalah a = b ≠ c dan α = β = γ = 90.
d)Triklin
Syarat dari Triklin adalah a ≠ b ≠ c dan α ≠ β ≠ γ ≠ 90.
e)Monoklin
Syarat dari Monoklin adalah a ≠ b ≠ c dan α = γ = 90 ≠ β.
3.Butir
Butir merupakan kumpulan sel satuan yang mempunyai arah dan orientasi gerak
yang sama yang dilihat dari arah dua dimensi.
4.Kristal
Kristal merupakan susunan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi
gerak yang sama dilihat dari arah tiga dimensi.
D. Sifat-Sifat Material
Sifat-sifat yang terdapat pada material adalah :
1. Sifat fisik
Sifat fisik adalah sifat material yang dapat dilihat secara langsung tanpa melakukan
pembebanan dan telah ada pada material tersebut. Contoh : warna dan dimensi.
2. Sifat termal
Sifat termal adalah sifat material yang dipengaruhi oleh temperatur. Contoh : titik
14 | R a h a d i a n Z a i n u l
didih dan titik cair.
3. Sifat akustik
Sifat akustik adalah sifat material yang berhubungan dengan bunyi. Contoh : fibrasi.
4. Sifat kimia
Sifat kimia adalah sifat kimia dari material untuk mampu berinteraksi dengan
lingkungannya. Contoh : korosi.
5. Sifat teknologi
Sifat teknologi adalah sifat material untuk mampu diproses. Contoh : mampu cor.
6. Sifat magnetic
Sifat magnetik adalah sifat material untuk merespon medan magnet.
7. Sifat optic
Sifat optik adalah sifat material yang berhubungan dengan pencahayaan. Contoh:
pembiasan.
8. Sifat mekanik
Sifat mekanik adalah sifat material yang dipengaruhi oleh pembebanan. Sifat
mekanik terdiri dari :
a. Kekerasan
Kekerasan adalah kemampuan material untuk menahan deformasi plastis lokal akibat
adanya penetrasi dipermukaan. Kekerasan ini tidak mempunyai kurva karena hanya
berbentuk titik.
b. Kekuatan
Kemampuan material untuk menahan deformasi plastis secara menyeluruh sampai
material itu patah.
c. Kelentingan
Kelentingan adalah besarnya energi yang diserap oleh material sampai pembebanan
15 | K i m i a M a t e r i a l
elastis dan bila gaya dihilangkan akan kembali ke bentuk semula.
d. Keuletan
Keuletan adalah regangan plastis maksimum yang mampu ditahan oleh material
sampai material tersebut patah.
e. Ketangguhan
Ketangguhan adalah besarnya energi yang dapat diserap oleh material sampai
material tersebut patah.
f. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dan regangan pada daerah
elastis yang menunjukkan derajat kekakuan material.
Sifat material secara umum dapat diklasifikasikan seperti di bawah ini :
1. Sifat Fisik
Sifat yang telah ada pada material.contoh : warna, massa jenis, dimensi, bau, dan
lain-lain.
2. Sifat Kimia
Sifat material yang berhubungan dengan komposisi kimia.
contoh : kemolaran, kemolalan, dan konsentrasi.
3. Sifat Teknologi
Sifat material yang muncul akibat mengalami proses pemesinan, contoh : mampu
tempa.
4. Sifat Termal
Sifat material yang dipengaruhi oleh temperature.
contoh : konduktifitas termal, titik beku dan titik didih.
5. Sifat Optik
Sifat material yang berhubungan dengan pencahayaan.
16 | R a h a d i a n Z a i n u l
contoh : rasioaktifitas, dan mampu dibiaskan.
6. Sifat Akustik
Sifat material yang berhubungan dengan bunyi.
contoh : mampu meredam bunyi.
7. Sifat Magnetik
Sifat material untuk merespon medan magnet.
contoh : mampu menyimpan magnet.
8. Sifat Mekanik
Sifat material yang muncul akibat pembebanan mekanik.
Adapun sifat mekanik pada material antara lain :
a. Kekerasan
Kemampuan material untuk menahan deformasi plastis lokal akibat penetrasi di
permukaan.
b. Kekuatan
Kemapuan material untuk menahan deformasi plastis secara menyeluruh.
c. Keuletan
Kemampuan material untuk menahan deformasi plastis maksimum sampai
material itu patah.
d. Kelentingan
Besarnya energi yang diserap material selama deformasi elastis berlangsung
e. Ketangguhan
Besarnya energi yang diserap material sampai material tersebut patah.
f. Modulus Elastisitas
Merupakan ukuran kekakuan material
17 | K i m i a M a t e r i a l
Mekanisme Penguatan Material
1. Penguatan Larut Padat
Penguatan dengan cara menambahkan sejumlah atom lain (atom asing) ke dalam
sebuah gugusan atom induk. Pemaduan dalam jumlah tertentu dimana semua
unsur pemadu terlarut padat dalam logam induk. Atom atom asing tersebut dapat
larut padat intertisi atau substitusi tergantung pada ukurannya. Bila atom asing
berukuran besar (d > 0.15D), maka larut padat substitusi. Kalau berukuran kecil
(d < 0.15D) akan larut padat interstisi (d = diameter atom terlarut, D = diameter
atom pelarut (atom induk).
2. Penguatan dengan Fasa Kedua
Penguatan fasa kedua terjadi ketika penambahan unsur paduan menghasilkan
fasa kedua (second phase) atau fasa sekunder.
Fasa kedua bersifat keras (kuat) dan getas. Kekerasan (kekuatan) material
meningkat dengan bertambahnya jumlah (fraksi berat) fasa kedua. Contoh
paduan yang menghasilkan (memiliki) fasa kedua:
Ø Baja (Steel)
Besi (Fe) yang dipadu dengan karbon (C) menghasilkan fasa kedua senyawa
Fe3C (sementit) disamping fasa utama ferrit (α) larut padat dalam (Fe) . Fasa ferrit
bersifat lebih lunak dan ulet sedangkan sementit sangat keras tapi rapuh.
3. Penguatan Presipitat
Merupakan penambahan atom asing ke material utama. Keberadaan persipitat
akan menghambat pergerakan dari dislokasi
4. Penguatan Dispersi
Logam paduan bisa ditingkatkan kekerasannya dengan penambahan partikel
oksida yang akan menghalangi pergerakan dari dislokasi. Partikel oksida tidak
18 | R a h a d i a n Z a i n u l
larut dalam matriknya pada suhu tinggi. Penambahan partikel Al2O3pada produk
SAP (sintered aluminium product) akan memberikan kekuatan yang lebih tinggi
dibandingkan padual Al biasa pada suhu tinggi.
5. Penguatan dengan Penghalusan Butir/Sub-butir
Batas butir adalah penghalang dislokasi atau disebut juga penghalang terjadinya
slip. Kemampuan menghalangi bertambah dengan peningkatan sudut mis-
orientasi butir (angle of misorientation). Butir halus mempunyai batas butir lebih
banyak sehingga penghalang dislokasi lebih banyak dan lebih susah terjadinya
slip akhirnya material menjadi lebih kuat. Makin halus ukuran butir maka bidang
slip akan semakin pendek sehingga dislokasi akan cepat sampai ke batas butir.
Semakin halus ukuran butir maka material akan semakin kuat.
6. Pengerasan Regangan
Untuk masing masing kenaikan regangan plastis, dibutuhkan tegangan yang lebih
besar untuk menggerakkan dislokasi dibandingkan sebelumya karena dislokasi
telah banyak yang sampai kebatas butir. Ini berarti logam bertambah kekerasan
dan kekuatan.
7. Penguatan dengan Tekstur
Proses defornasi akan menyebabkan butir-butir dari logam mengarah pada
orientasi tertentu. Logam yang orientasi kristalnya mengarah pada orientasi
tertentu dikatakan memiliki tekstur kristalografis. Dengan adanya orientasi yang
tertentu tersebut, maka logam tidak lagi bersifat isotrop melainkan justru bersifat
anisotrop khususnya dalam hal kekuatannya
8. Pengerasan Martensit
Martensit memiliki susunan atom BCT sehingga dislokasi menjadi susah untuk
bergerak. Baja dipanaskan sampai fasa austenit lalu dilakukan pendinginan cepat
19 | K i m i a M a t e r i a l
sehingga atom-atom karbon pada austenit tidak sempat berdifusi keluar,
akibatnya austenit akan bertransformasi menjadi martensit yang memiliki sel
satuan BCT. Kekerasan martensit akan semakin tinggi dengan semakin
banyaknya atom karbon yang larut didalamnya.
Material terbagi menjadi beberapa kelompok, diantaranya; baja, keramik,
polimer, semikonduktor, dan material komposit. Struktur dari material terdiri dari
beberapa level, di mana satu sama lain mempengaruhi perilaku atau sifat dari
produk akhirnya, (gambar 1-10). Level-level tersebut dimulai dari tingkat struktur
atom, struktur kristal, struktur butir, serta struktur multi fasa.Tingkatan level yang
paling tinggi adalah level struktur atom yang menyusun material tersebut.
Sumber : www.google.com
Pemilihan Material
Pemilihan material untuk berbagai macam aplikasi pada awalnya sangat
tergantung kepada suatu proses yang dinamakan pemilihan material. Pemilihan
ini biasanya didasari oleh beberapa persyaratan yang harus dilewati, diantaranya:
1. Material tersebut harus mampu memenuhi persyaratan fisik dan mekanik.
598 | R a h a d i a n Z a i n u l
terutama dalam menneliti logam, kaca, keramik dan bahan
bangunan, dan dalam geokimia, ilmu forensik, arkeologi dan
benda-benda seni[1] seperti lukisan[2] dan mural. Bombardir
dengan sinar-X berenergi tinggi dan sinar gamma
mengeksitasi elektron-elektron dari unsur yang diselidiki.
Ketika elektron-elektron ini kembali ke keadaan dasar, sinar
X-ray akan dipancarkan dengan energi tertentu.[3] Besar
energi ini berbeda-beda tergantung unsur, sehingga dengan
mendeteksi pancaran sinar X ini, peneliti dapat mengetahui
unsur dalam suatu bahan.[4]
599 | K i m i a M a t e r i a l
Index
Baja, 9, 17, 18, 32, 33, 34, 35, 36, 89, 216,
257, 413
karbon, 7, 9, 10, 11, 17, 19, 29, 30, 32, 33,
34, 37, 38, 49, 58, 78, 80, 149, 156, 157,
174, 180, 192, 225, 257, 290, 327, 331,
340, 348, 364, 466, 479, 512, 528, 535,
539, 555, 556, 594, 597
Kekuatan, 14, 16, 56, 57, 62, 64, 66, 67,
68, 87, 91, 165, 248, 315, 365, 384, 386,
426, 427, 431, 434, 468, 502, 504, 551
Keramik, 7, 11, 362, 363, 364, 365, 366,
367, 369, 374, 375, 376, 377, 378, 379,
387, 388, 390, 409, 414, 442, 466, 470,
471, 503
Komposit, 7, 11, 21, 364, 466, 471, 495,
497, 499, 500, 501, 502, 504, 505, 591
Logam, 7, 8, 9, 11, 17, 18, 21, 22, 28, 29,
30, 39, 49, 50, 51, 52, 85, 88, 89, 92,
171, 179, 187, 212, 248, 249, 250, 252,
253, 254, 257, 258, 268, 271, 273, 307,
465, 471
Material, i, iii, iv, 7, 8, 11, 12, 13, 17, 19,
20, 21, 29, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 54, 55,
68, 88, 89, 191, 192, 274, 354, 357, 384,
388, 389, 391, 395, 396, 400, 401, 403,
405, 408, 410, 428, 445, 456, 458, 464,
466, 467, 468, 471, 492, 501, 509, 515,
549, 574, 577, 578, 591, 595
MATERIAL, v, 7, 362, 391, 405, 548, 576
MEKANIK, v, 55
Pembelajaran, 601
Polimer, 7, 11, 171, 324, 326, 327, 329,
330, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338,
339, 340, 341, 342, 351, 353, 354, 355,
357, 358, 360, 465, 471, 518, 524, 530,
540, 594
Struktur, 8, 12, 19, 23, 24, 26, 27, 28, 30,
31, 32, 36, 40, 42, 43, 44, 45, 46, 53,
182, 189, 190, 193, 250, 251, 252, 336,
369, 384, 386, 391, 394, 469, 477, 478,
512, 514, 552, 553, 557, 558, 581, 597
Teknologi, 15, 49, 50, 306, 471, 472, 473,
478, 509, 578, 585, 586, 593
600 | R a h a d i a n Z a i n u l
Biodata Penulis
Dr. Rahadian Zainul, S.Pd.,
M.Si., lahir di Sungai Penuh, 21 Januari
1974. Alamat Komplek Prima Regency Blok I
No 10 Kel. Koto Lalang Kec. Lubuk
Kilangan Padang. Menye lesaikan
pendidikan S1 di IKIP Padang jurusan
PendidikanError! Bookmark not defined.
Kimia pada tahun 1997, S2 di UNAND
Jurusan Kimia pada tahun 1999, S3 di UNAND Jurusan Kimia pada
tahun 2015.
Penulis adalah dosen di jurusan Kimia Universitas Negeri Padang
sejak tahun 1998. Sejak menjadi mahasiswa di IKIP padang telah hobi
menulis artikel di berbagai surat kabar , baik daerah (Singgalang, Mimbar
Minang, Padang Ekspres, Tabloid Publik, Zaman, Bukittinggi Post,
Haluan, Dll) maupun nasional ( Harian Republika). Beberapa buku sudah
di terbitkan antara lain Teknik Karekterisasi Kimia Fisika (2011), Desain
dan Rekayasa Fotoreaktor (2017). Desain dan Rekayasa Generaor
HidrogenError! Bookmark not defined. (2019), Blanded Learning NKDK
di LPTK : Suatu pendekatan riset dan aplikatif (2020).
Penulis memiliki hobi dalam bidang riset dan publikasi serta
pengelolaan jurnal. Saat ini sebagai Editor in Chief pada jurnal EKSAKTA
(Berkala Ilmiah bidang MIPA, jurnal nasional terakreditasi SINTA 4),
editor dan reviewer di jurnal-jurnal nasional antara lain : UI, UNPAD,
UNDIP, UNSYIAH, UNRI, UNJA, dll. Menjadi reviewer di jurnal
internasional bereputasi (terindeks SCOPUS dan THOMSON REUTERS)
serta menulis aktif di jurnal-jurnal bereputasi Q1, Q2, Q3, Q4. Seperti
SENSORS (Q1), RASAYAN (Q2), dll. Memiliki H-indeks SCOPUS 6, H-
indeks GS 23, serta score SINTA 18,6 serta mendapatkan riset grant dari
601 | K i m i a M a t e r i a l
pemerintah baik untuk riset dalam negeri maupun riset kolaborasi
internasional.
Penulis telah menghasilkan 1 paten grandted dari pemerintah
Indonesia yang berjudul FOTOREAKTOR HEXAGONAL PELAT
TIPIS OKSIDA TEMBAGA UNTUK MENGHASILKAN ENERGI
LISTRIK DARI CAHAYA RUANG DAN PROSES PEMBUATAN
PELAT TIPIS OKSIDA TEMBAGA dengan nomor pendaftaran paten :
P00201709463 (tahun 2019).
Penulis memiliki komptensi dalam riset kependidikan secara
nasional dengan menjadi Ketua Tim Penelititi KRUPT 2019 -2022
(Konsorsium Riset Unggulan Perguruan Tinggi). Riset KRUPT ini
melibatkan 6perguruan tinggi LPTK di indonesia antara lain : UNP,
UNIMED, UNJ, UNESA, UM MALANG, dan Univeritas terbuka.
Penulis mengembangkan model pembelajaran Blended LearningError!
Bookmark not defined. pada 4 mata kuliah dasar kependidikan (MKDK).
Yang dikembangkan itu antara lan : Landasan Pendidikan Error!
Bookmark not defined. (LP), Profesi Kependidikan (PK), Pengantar
Peserta Didik (PPD), dan Belajar PembelajaranError! Bookmark not
defined. (BP).
Saat ini penulis juga menjadi dosen program megister pendidikan
kimia di FMIPA UNP dan dosen program doktoral pada S3 pendidikan
IPA FMIPA UNP. Penulis juga menjadi narasumber di berbagai kegiatan
pada beberapa universitas di Sumatera Barat dan Riau seperti UBH,
STIKES ALIFAH, STIKES YARSI, POLTEKES PADANG, STIKES
SYEDZA SAINTIKA, AKBP Padang, UNITAS, UNES, STIKES Awal
Bros dll, dalam bidang IT dan publikasi serta Pembelajaran berbasis IT.
Mata kuliah yang diampu antara lain : KimiaFisika, Kimia
Komputasi, Media dan IT, Publikasi dan Etika Ilmiah. Saat ini penulis
menduduki jabatan sebagai lektor kepala dalam dalam bidang kimia fisika
di jurusan kimia FMIPA UNP dan koo rdinator Hak Kekayaan
Intelektual(HKI) pada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (
LP2M) Universitas Negeri Padang periode 2019-2022. Di samping itu,
penulis adalah reviewer nasional dalam bidang penelitian dan reviewer
602 | R a h a d i a n Z a i n u l
internal penelitian di Universitas Negeri Padang sejak tahun 2018 sampai
sekarang.