Peraturansifat fisik-kimiaBahan yang digunakan dalam suatu proses kimiawi atau fisik, yang menentukan karakteristik esensinya.kinerja proses(atau kinerja teknologi) mengacu pada kemampuan bahan untuk beradaptasi dengan berbagai metode pengolahan dan manufaktur, secara langsung mempengaruhi kemampuan manufaktur dan biaya produk.
Sifat-sifat fisik kimiawi yang melekat pada bahan itu sendiri dan independen dari pengolahan.sifat fisikdansifat kimia.
Ini mencerminkan tanggapan material terhadap tindakan fisik (misalnya, gaya, panas, cahaya, listrik, magnetisme) dan berfungsi sebagai dasar inti untuk seleksi material.
-
Sifat Termal: Karakteristik yang terkait dengan perubahan suhu
- Titik leleh/titik pengerasan: Suhu dimana suatu bahan beralih dari padat ke cair (atau sebaliknya).yang mendefinisikan kisaran suhu untuk kerja panasnya.
- Konduktivitas termal: Kemampuan bahan untuk mentransfer panas. Tembaga memiliki konduktivitas termal yang tinggi (~ 401 W/ (((m·K)) dan cocok untuk komponen dissipating panas;kapas isolasi panas memiliki konduktivitas termal rendah dan digunakan untuk isolasi panas.
- Koefisien ekspansi termal: Kecepatan perubahan dimensi suatu bahan dengan suhu. Misalnya, koefisien ekspansi termal kaca dan logam harus cocok untuk menghindari retakan selama kemasan.
-
Sifat Listrik: Tanggapan material terhadap arus listrik
- Resistivitas: Mengukur konduktivitas material (resistivitas rendah untuk konduktor seperti tembaga; resistivitas tinggi untuk insulator seperti karet; resistivitas menengah untuk semikonduktor seperti silikon).
- Konstan dielektrik: Mencirikan kemampuan bahan untuk menyimpan energi listrik, digunakan untuk memilih kapasitor dan bahan isolasi (misalnya,keramik memiliki konstanta dielektrik yang tinggi dan cocok untuk kondensator frekuensi tinggi).
-
Sifat Optik: Interaksi antara bahan dan cahaya
- Transmisi cahaya: Proporsi cahaya yang ditransmisikan melalui bahan (misalnya, kaca memiliki pernapasan > 80% untuk jendela; film plastik memiliki pernapasan yang dapat disesuaikan untuk rumah kaca pertanian).
- Reflectivity/Absorptivity (Refleksibilitas/Absorpsi): Cermin memiliki reflektivitas yang tinggi, sedangkan lapisan pada panel surya memiliki penyerapan yang tinggi untuk meningkatkan efisiensi konversi fotoelektrik.
-
Sifat Magnetik: Tanggapan material terhadap medan magnet
- Jenis magnetik: Diklasifikasikan sebagai ferromagnetik (misalnya, besi, nikel, menarik magnet), paramagnetik (misalnya, aluminium, menarik lemah), dan diamagnetik (misalnya, tembaga, menolak lemah),digunakan dalam motor dan perangkat penyimpanan magnetik.
Ini mencerminkan stabilitas material dalam lingkungan kimia, yaitu kemampuannya untuk menahan korosi, oksidasi, dan reaksi kimia.
- Ketahanan korosi: Kemampuan material untuk menahan erosi oleh media kimia seperti asam, alkali, dan larutan garam (misalnya, baja tahan karat tahan korosi atmosfer;paduan titanium tahan korosi air laut dan digunakan dalam komponen kapal).
- Ketahanan oksidasi: Kemampuan bahan untuk menahan reaksi dengan oksigen pada suhu tinggi atau suhu kamar (misalnya, superleague menahan oksidasi di mesin untuk mencegah permukaan spalling).
- Stabilitas kimia: Karakteristik material tidak bereaksi dengan zat yang bersentuhan (misalnya, polytetrafluoroethylene, yang dikenal sebagai "tahan terhadap semua bahan kimia", digunakan sebagai lapisan untuk pipa kimia).
Kinerja proses mengacu pada kemampuan material untuk beradaptasi dengan proses manufaktur. Hal ini secara langsung menentukan "apakah pemrosesan mungkin", "kesulitan pemrosesan", dan "tingkat hasil," dan merupakan pertimbangan utama untuk pemilihan bahan dalam produksi industri.
Keduanya berinteraksi dan bersama-sama menentukan skenario aplikasi bahan:
- Sifat kimia fisik menentukan batas atas kinerja proses: Misalnya, bahan dengan titik leleh tinggi (misalnya, wolfram, titik leleh 3422 °C) sulit untuk dibuang (membutuhkan suhu yang sangat tinggi) dan hanya dapat diproses melalui metalurgi bubuk;bahan rapuh (e(misalnya, keramik) memiliki kinerja pengolahan deformasi yang buruk dan hanya dapat dibentuk melalui sintering.
- Kinerja proses mempengaruhi realisasi sifat fisik-kimia: Misalnya, pengolahan panas dapat mengubah struktur internal material, sehingga menyesuaikan sifat mekaniknya (misalnya, 45 baja menunjukkan peningkatan kekerasan dan kekuatan,dengan plastisitas yang sedikit berkurang, setelah pemutihan dan tempering); laju pendinginan selama pengecoran mempengaruhi ukuran butiran dari cor, yang pada gilirannya mengubah kekuatan tarik dan ketahanan korosi mereka.