1. Pendahuluan

Memilih material yang tepat dalam perancangan mesin merupakan langkah yang krusial. Pemilihan material yang tepat memainkan peran penting dalam menentukan performa, keandalan, dan umur pakai komponen mesin. Untuk menentukan jenis material yang cocok, perancang harus mempertimbangkan berbagai karakteristik material dan memahami persyaratan aplikasi yang diinginkan. Meskipun perancang telah menentukan material yang cocok, seringkali masih ada kendala lain yang harus dihadapi, seperti harga yang tinggi atau keterbatasan ketersediaan material di pasar.

Ada beberapa karakteristik material yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan material untuk komponen mesin. Beberapa di antaranya meliputi:

1. Kekuatan material

Kekuatan material adalah salah satu faktor penting yang harus dipertimbangkan. Material harus memiliki kekuatan yang cukup untuk menahan beban yang diberikan pada komponen mesin.

2. Ketahanan terhadap korosi

Jika komponen mesin akan terpapar lingkungan yang korosif, penting untuk memilih material yang tahan terhadap korosi. Material yang tahan korosi akan memiliki umur pakai yang lebih lama dan mengurangi risiko kegagalan komponen.

3. Densitas

Densitas material dapat mempengaruhi bobot total komponen. Jika bobot adalah pertimbangan penting, memilih material dengan densitas rendah dapat mengurangi bobot komponen tanpa mengorbankan kekuatan.

4. Kemampuan untuk diproses

Kemampuan material untuk diproses menjadi komponen mesin adalah faktor lain yang penting. Proses manufaktur yang diperlukan harus sesuai dengan karakteristik material yang dipilih.

5. Ketersediaan dan harga

Ketersediaan material di pasar dan harga juga harus dipertimbangkan. Material yang langka atau mahal mungkin tidak praktis atau ekonomis untuk digunakan dalam perancangan.

Hubungan antara desain, pemilihan material, dan proses produksi:

Desain, pemilihan material, dan proses produksi saling terkait dalam pengembangan peralatan mesin. Desain komponen harus mempertimbangkan karakteristik material yang dipilih dan memastikan bahwa material tersebut dapat diproses dengan metode manufaktur yang tersedia. Sebaliknya, proses produksi yang dipilih akan mempengaruhi pemilihan material. Pemahaman yang baik tentang material yang tersedia dan proses produksi yang memadai sangat penting bagi insinyur perancangan mesin. Hubungan antara desain, pemilihan material, dan proses produksi dalam pengembangan peralatan mesin dapat dilihat dalam gambar di bawah ini. 

2. Material dalam Desain

Pemilihan material dalam desain melibatkan pertimbangan yang sistematis dan rasional. Berikut adalah beberapa langkah umum yang dapat digunakan oleh insinyur dalam memilih bahan yang paling cocok:

1. Analisis persyaratan aplikasi

Pertama-tama, insinyur perlu menganalisis persyaratan aplikasi untuk komponen atau produk yang akan dirancang. Ini mencakup pemahaman tentang beban kerja, lingkungan operasional, suhu, kecepatan, dan faktor-faktor lain yang mempengaruhi performa dan keandalan produk.

2. Identifikasi kriteria material

Setelah memahami persyaratan aplikasi, insinyur perlu mengidentifikasi kriteria material yang penting. Ini mencakup karakteristik mekanik seperti kekuatan, kekerasan, keuletan, kekakuan, serta sifat termal, elektrik, magnetik, dan lainnya yang relevan dengan aplikasi tersebut.

3. Penyaringan bahan potensial

Berdasarkan kriteria material yang telah ditetapkan, insinyur dapat menyaring bahan potensial yang memenuhi kriteria tersebut. Ini dapat melibatkan penggunaan database material, buku referensi, atau sumber daya lain yang menyediakan informasi tentang karakteristik material.

4. Evaluasi bahan yang terpilih

Selanjutnya, insinyur perlu melakukan evaluasi lebih lanjut terhadap bahan-bahan yang terpilih. Ini melibatkan memperoleh data yang lebih terperinci tentang karakteristik material, termasuk sifat mekanik, termal, listrik, dan sifat-sifat lain yang relevan.

5. Analisis dan perbandingan

Setelah mengumpulkan data yang cukup, insinyur dapat melakukan analisis dan perbandingan antara bahan-bahan yang tersedia. Ini dapat melibatkan penggunaan metode perhitungan dan analisis yang sesuai untuk memperoleh informasi tentang kekuatan, keausan, ketahanan terhadap korosi, dan karakteristik lainnya yang relevan.

6. Verifikasi dan pengujian

Dalam beberapa kasus, insinyur mungkin perlu melakukan verifikasi dan pengujian langsung terhadap bahan yang terpilih untuk memvalidasi karakteristik material. Ini dapat melibatkan pengujian kekuatan, keausan, ketahanan korosi, atau pengujian lain yang relevan.

7. Evaluasi biaya dan ketersediaan

Selain karakteristik material, insinyur juga perlu mempertimbangkan aspek biaya dan ketersediaan bahan. Material yang mahal atau sulit ditemukan mungkin tidak praktis dalam pengembangan produk.

Pemilihan material yang tepat melibatkan keseimbangan antara persyaratan aplikasi, karakteristik material, analisis data, dan pertimbangan biaya. Sumber daya seperti database material, literatur teknis, serta kolaborasi dengan ahli material juga dapat membantu dalam pemilihan material yang optimal.

3. Evolusi Material

Evolusi material terus berlanjut dengan adanya penemuan dan pengembangan material baru yang memenuhi persyaratan dan tuntutan aplikasi yang semakin kompleks. Beberapa faktor yang mempengaruhi evolusi material adalah kemajuan dalam pemahaman material dan ilmu pengetahuan, perkembangan teknologi, dan kebutuhan pasar.

Dalam beberapa dekade terakhir, terdapat beberapa perkembangan material yang signifikan:

1. Bahan komposit

Komposit adalah material yang terdiri dari dua atau lebih komponen yang berbeda yang digabungkan untuk menghasilkan sifat yang unggul. Contohnya adalah serat karbon yang diperkuat dengan matriks resin untuk menghasilkan material yang ringan, kuat, dan tahan terhadap korosi. Komposit telah banyak digunakan dalam industri dirgantara, otomotif, olahraga, dan lainnya.

2. Bahan nanoteknologi

Nanoteknologi melibatkan manipulasi material pada skala nanometer, yang menghasilkan sifat yang unik dan meningkatkan performa material. Nanomaterial seperti nanotube karbon, nanopartikel logam, dan film tipis telah digunakan dalam berbagai aplikasi termasuk elektronik, energi, kesehatan, dan lingkungan.

3. Bahan cerdas

Bahan cerdas merujuk pada material yang dapat merespons secara aktif terhadap perubahan lingkungan atau stimulus tertentu. Contohnya termasuk bahan piezoelektrik yang menghasilkan energi listrik ketika ditekan atau ditekuk, dan bahan termokromik yang berubah warna dengan perubahan suhu. Bahan cerdas memiliki potensi dalam pengembangan sensor, aktuator, perangkat optik, dan aplikasi lainnya.

4. Material ramah lingkungan

Dalam upaya untuk mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan, pengembangan material ramah lingkungan telah menjadi fokus utama. Material seperti daur ulang logam, biomaterial, dan bahan hijau (green materials) yang memiliki jejak karbon rendah telah dikembangkan untuk menggantikan material tradisional yang lebih berbahaya bagi lingkungan.

Perkembangan material baru juga didorong oleh permintaan pasar dan tantangan teknis yang dihadapi dalam berbagai industri seperti energi terbarukan, transportasi, elektronik, kesehatan, dan sektor manufaktur lainnya. Perkembangan material terus memungkinkan inovasi dalam desain produk, meningkatkan kinerja, efisiensi, dan keberlanjutan.

4. Review Pemilihan Material 

Proses pemilihan material yang tepat untuk komponen melibatkan beberapa langkah penting. Berikut adalah ulasan langkah-langkah tersebut:

1. Identifikasi persyaratan desain

Langkah pertama adalah mengidentifikasi persyaratan desain yang meliputi berbagai faktor seperti kinerja yang diinginkan, ukuran, bentuk, massa, biaya, keberlanjutan, standar industri yang berlaku, peraturan pemerintah, dan aspek lain yang relevan. Hal ini akan membantu dalam menetapkan parameter yang harus dipenuhi oleh material yang akan dipilih.

2. Identifikasi kriteria pemilihan bahan

Setelah persyaratan desain teridentifikasi, langkah selanjutnya adalah mengidentifikasi kriteria pemilihan bahan yang relevan. Ini melibatkan menentukan atribut kinerja yang diperlukan untuk komponen, seperti sifat mekanik, termal, optik, kimia, kekuatan, dan ketahanan terhadap lingkungan. Setiap komponen memiliki persyaratan khusus, dan kriteria pemilihan bahan harus sesuai dengan kebutuhan tersebut.

3. Identifikasi material kandidat

Pada langkah ini, material-material yang memenuhi kriteria pemilihan bahan diidentifikasi sebagai calon material yang potensial untuk komponen. Hal ini melibatkan penelitian dan pengetahuan tentang berbagai jenis material yang tersedia di pasar, serta pemahaman tentang karakteristik dan sifat-sifat material tersebut.

4. Evaluasi material kandidat

Material-material kandidat dievaluasi berdasarkan kriteria pemilihan bahan yang telah ditetapkan. Evaluasi ini melibatkan analisis mendalam terhadap atribut dan karakteristik material, seperti kekuatan, kekerasan, keuletan, ketahanan terhadap korosi, stabilitas termal, ketersediaan, dan lain-lain. Dalam tahap ini, seringkali digunakan alat bantu seperti database material, tes laboratorium, simulasi komputer, atau pengujian prototipe untuk memperoleh data yang diperlukan.

5. Pemilihan material

Setelah evaluasi material kandidat dilakukan, langkah terakhir adalah memilih material yang paling cocok untuk komponen. Pemilihan ini didasarkan pada analisis dan pertimbangan yang telah dilakukan sebelumnya, termasuk kinerja material, biaya, manufakturabilitas, ketersediaan material di pasar, dan persyaratan desain yang telah ditetapkan. Pemilihan material yang tepat akan memastikan bahwa komponen memiliki kinerja yang optimal dan sesuai dengan kebutuhan aplikasi.

Dalam pemilihan material, juga perlu mempertimbangkan kendala lain seperti harga material yang tinggi atau keterbatasan ketersediaan material di pasar. Oleh karena itu, insinyur perancang harus melakukan evaluasi yang cermat dan mempertimbangkan trade-off antara berbagai faktor untuk memilih material yang paling sesuai dalam konteks yang diberikan. Dengan mengikuti langkah-langkah ini, insinyur perancang dapat memilih material yang paling sesuai untuk komponen, memastikan kinerja yang baik, keandalan, efisiensi biaya, dan keberlanjutan produk yang dihasilkan.

Identifikasi persyaratan desain melibatkan beberapa item yang perlu diperhatikan, seperti yang telah Anda sebutkan:

1. Persyaratan kinerja

Persyaratan ini mencakup atribut komponen yang harus berfungsi sesuai dengan kebutuhan, termasuk sifat mekanik, elektromagnetik, termal, optik, fisik, kimia, elektrokimia, dan kosmetik.

2. Persyaratan keandalan

Keandalan komponen merujuk pada kemampuannya untuk berfungsi selama periode penggunaan tertentu. Faktor-faktor kondisi penggunaan seperti suhu tinggi, paparan air garam, dan getaran harus dipertimbangkan.

3. Persyaratan ukuran, bentuk, dan massa

Persyaratan ini berkaitan dengan biaya pembuatan komponen yang dipengaruhi oleh jenis material yang digunakan, proses manufaktur yang terlibat, apakah komponen tersebut dibuat khusus, jumlah material atau komponen yang dibeli, dan kualitas material.

4. Persyaratan biaya

Aspek biaya harus dipertimbangkan dalam pemilihan material, termasuk biaya pembelian material, biaya proses manufaktur, dan efisiensi biaya keseluruhan.

5. Persyaratan manufaktur dan perakitan

Persyaratan ini mencakup kemampuan produksi dan perakitan komponen menggunakan material yang dipilih. Pertimbangan perlu diberikan terhadap kemudahan dan efisiensi pemrosesan material dalam proses manufaktur dan perakitan.

6. Standar industri

Adanya standar industri yang relevan harus diperhatikan dalam pemilihan material. Standar ini mencakup spesifikasi dan kualitas yang harus dipenuhi oleh material yang digunakan dalam komponen.

7. Peraturan pemerintah

Persyaratan peraturan pemerintah terkait dengan keamanan, lingkungan, atau aspek regulasi lainnya juga harus dipertimbangkan dalam pemilihan material.

8. Persyaratan kekayaan intelektual

Jika ada kekayaan intelektual terkait dengan komponen atau material, perlu memperhatikan persyaratan dan batasan yang mungkin ada terkait dengan penggunaan material tertentu.

9. Persyaratan keberlanjutan

Aspek keberlanjutan menjadi semakin penting dalam pemilihan material. Pertimbangan harus diberikan terhadap dampak lingkungan, daur ulang, dan efisiensi sumber daya dalam pemilihan material.

Dengan mempertimbangkan dan mengidentifikasi persyaratan desain ini, insinyur dapat membuat keputusan yang tepat dalam pemilihan material yang sesuai dengan kebutuhan dan kriteria yang telah ditetapkan. Hal ini memungkinkan pengembangan produk yang memenuhi persyaratan kinerja, keandalan, biaya, keberlanjutan, dan persyaratan lainnya. 

Setiap material selalu ditandai dengan: densitas, kekuatan, biaya, ketahanan korosi dan yang lainnya. biasanya permintaan desain selalu menghendaki densitasnya rendah, kekuatannya tinggi, harganya terjangkau, dan tahan terhadap air laut. Dua hal penting dalam pemilihan material adalah:

1. Identifikasi profil material yang diinginkan

Tahap pertama dalam pemilihan material adalah mengidentifikasi profil material yang diinginkan berdasarkan kebutuhan desain. Ini melibatkan menganalisis fungsi, kendala, tujuan, dan variabel bebas yang terkait dengan komponen atau sistem yang akan digunakan. Dalam proses ini, batasan atau kendala seperti kekuatan, kekakuan, ketahanan terhadap korosi, densitas, dan sifat-sifat lainnya ditentukan. Identifikasi yang jelas dari profil material yang diinginkan membantu mempersempit pilihan material yang cocok.

2. Membandingkan dengan material teknik di lapangan

Setelah profil material yang diinginkan ditentukan, langkah selanjutnya adalah membandingkan profil tersebut dengan material teknik yang tersedia di lapangan. Pembandingan ini bertujuan untuk mencari kesesuaian yang terbaik antara profil material yang diinginkan dengan material yang ada. Dalam proses ini, dilakukan penyaringan dan pemeringkatan material kandidat berdasarkan kemampuan dan kinerjanya. Kriteria untuk penyaringan dan pemeringkatan material diturunkan dari kebutuhan desain setiap komponen yang telah diidentifikasi sebelumnya.

Dengan mengikuti dua hal ini, yaitu mengidentifikasi profil material yang diinginkan dan membandingkannya dengan material teknik yang ada, insinyur dapat memilih material yang paling sesuai dengan persyaratan desain dan kriteria yang telah ditetapkan.

5. Klasifikasi Material

Dalam dunia teknik, material umumnya diklasifikasikan menjadi lima jenis utama: logam, keramik, kaca, elastomer, dan polimer. Material komposit juga sering digunakan dan merupakan kombinasi dari dua atau lebih jenis material.

1. Material Logam

Material logam dicirikan oleh sifat-sifat mekanik yang baik, konduktivitas termal dan listrik yang tinggi, serta kemampuan untuk dibentuk dan ditempa. Beberapa contoh material logam termasuk baja, aluminium, tembaga, nikel, dan titanium. Material logam umumnya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kekuatan struktural, konduktivitas listrik, atau sifat termal yang baik.

2. Material Keramik

Material keramik memiliki sifat tahan panas, tahan aus, dan tahan terhadap korosi. Mereka umumnya memiliki kekerasan yang tinggi dan kekuatan tekan yang baik, tetapi rapuh. Contoh material keramik meliputi porselen, keramik teknis, dan seramik oksida. Material keramik sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan terhadap suhu tinggi, keausan, atau korosi, seperti pada bearing, pelapisan termal, dan isolator listrik.

3. Material Kaca

Material kaca memiliki struktur amorf yang membuatnya transparan dan tahan terhadap korosi. Kaca memiliki sifat isolator listrik yang baik dan tahan terhadap suhu tinggi. Ini umumnya digunakan dalam aplikasi optik, seperti kaca pembesar, lensa, atau panel display.

4. Material Elastomer

Material elastomer, seperti karet, memiliki sifat elastis yang memungkinkannya mengalami deformasi elastis saat diberi tekanan dan kembali ke bentuk aslinya setelah tekanan dihilangkan. Material elastomer sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kemampuan segel atau peredam getaran, seperti pada ban kendaraan, segel karet, atau peredam getaran pada mesin.

5. Material Polimer

Material polimer adalah material yang terbuat dari rantai molekul panjang yang terdiri dari unit-unit monomer. Polimer memiliki berbagai sifat, tergantung pada struktur kimianya. Mereka umumnya memiliki kekuatan rendah dibandingkan dengan logam atau keramik, tetapi memiliki ketahanan terhadap korosi dan massa jenis yang rendah. Contoh material polimer meliputi plastik, nilon, polietilena, polipropilena, dan poliuretan. Material polimer banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari kemasan plastik hingga komponen otomotif.

6. Material Komposit

Material komposit terdiri dari dua atau lebih jenis material yang dikombinasikan untuk menciptakan sifat yang unggul. Komposit umumnya terdiri dari matriks yang mengikat serat atau butiran penguat. Material komposit dapat menggabungkan sifat-sifat yang diinginkan dari masing-masing komponen untuk menghasilkan material yang kuat, ringan, dan tahan terhadap korosi. Contoh material komposit termasuk serat karbon yang ditanam dalam matriks resin, serat kaca dalam matriks polimer, atau serat logam dalam matriks logam. Material komposit sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kekuatan struktural tinggi dengan berat yang rendah, seperti pada industri aerospace, otomotif, atau konstruksi. 

6. Pengertian Sifat material

Sifat-sifat standar material mencakup beberapa parameter penting, antara lain:

1. Kepadatan

Kepadatan adalah massa per satuan volume. Satuan yang umum digunakan untuk kepadatan adalah kilogram per meter kubik (kg/m³). Kepadatan material dapat diukur menggunakan berbagai metode, salah satunya adalah dengan merujuk pada teori Archimedes yang mencakup menimbang berat benda di udara dan di dalam cairan dengan densitas diketahui.

2. Modulus

Modulus mengacu pada respons material terhadap gaya yang diberikan padanya. Modulus elastisitas (Young's modulus) adalah ukuran kekakuan material, sedangkan modulus geser (shear modulus) mengukur kekakuan saat material mengalami pembebanan geser. Modulus elastisitas dinyatakan dalam pascal (Pa) atau gigapascal (GPa).

3. Kekuatan

Kekuatan material menggambarkan batas daya tahan material terhadap beban atau tekanan. Kekuatan sering diukur dalam satuan pascal (Pa) atau megapascal (MPa), tergantung pada skala material yang diamati.

4. Ketangguhan

Ketangguhan mengukur kemampuan material untuk menyerap energi sebelum mengalami kegagalan atau retak. Ketangguhan sering dinyatakan dalam satuan joule per meter kubik (J/m³) atau kilojoule per meter persegi (kJ/m²).

5. Konduktivitas termal dan listrik

Konduktivitas termal adalah kemampuan material untuk menghantarkan panas, sementara konduktivitas listrik adalah kemampuan material untuk menghantarkan listrik. Konduktivitas termal biasanya dinyatakan dalam watt per meter per kelvin (W/m·K), sedangkan konduktivitas listrik dinyatakan dalam siemens per meter (S/m) atau ohm per meter (Ω/m).

Harga material juga menjadi pertimbangan penting dalam pemilihan material. Harga material dapat bervariasi dalam rentang tertentu tergantung pada berbagai faktor, termasuk ketersediaan, permintaan, dan kuantitas yang dibutuhkan. Harga material dapat dinyatakan dalam satuan dolar per kilogram ($/kg) dan dapat mengalami fluktuasi seiring waktu. Oleh karena itu, dalam pemilihan material, perlu memperkirakan harga material untuk mempertimbangkan aspek biaya secara efektif.

Di bawah ini terlampir tabel Sifat Material dan Satuan SI: 

7. Sifat mekanik material

Berikut adalah ringkasan sifat-sifat mekanik dari beberapa jenis material logam yang disebutkan:

1. Besi Cor (Cast Iron)

1. Besi Cor Putih (White Cast Iron): Sangat keras dan getas, sulit di-mesin. Digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan kekerasan tinggi.

2. Besi Cor Kelabu (Grey Cast Iron): Paling umum digunakan, memiliki variasi jenis yang diklasifikasikan berdasarkan kekuatan. Digunakan untuk rangka mesin, blok mesin, dan teromol rem.

3. Malleable Cast Iron: Memiliki kekuatan tarik lebih tinggi daripada besi cor kelabu. Digunakan untuk komponen mesin yang menerima tegangan lentur.

4. Nodular Cast Iron: Memiliki kekuatan tertinggi di antara besi cor. Lebih tangguh, kuat, ulet, dan tidak berpori. Digunakan untuk komponen yang menerima beban kelelahan.

2. Baja Cor (Cast Steel)

Komposisi kimia sama dengan wrought steel, tetapi sifat mekaniknya lebih rendah. Mudah diproses dengan sand casting dan investment casting.

3. Wrought Steel

1. Hot-rolled Steel: Digunakan untuk rangka struktur dan komponen mesin yang memerlukan proses pemesinan.

2. Cold-rolled Steel: Diproses dari hot-rolled steel, digunakan untuk pelat, lembaran, tube, dan batang berpenampang lingkaran atau persegi.

4. Aluminium

1. Wrought Aluminium Alloys: Tersedia dalam berbagai bentuk seperti I-beam, channel, batang, lembaran, dan tube.

2. Cast Aluminium Alloys: Berbeda dalam formulasi dengan wrought alloy, lebih khusus untuk pengecoran.

5. Titanium

Ringan, kuat, nonmagnetik, tahan korosi, dan tahan suhu tinggi. Mahal dibandingkan dengan baja dan aluminium.

6. Magnesium

Logam paling ringan, mudah dicor dan di-mesin, tetapi lebih getas daripada aluminium. Tahan korosi dan mudah terbakar.

7. Paduan Tembaga:

1. Kuningan (Brass): Paduan tembaga dengan seng.

2. Perunggu (Bronze): Paduan tembaga dengan timah. Terdapat jenis-jenis perunggu seperti silicon bronze, beryllium bronze, dan phosphor bronze.

Pemahaman yang baik mengenai sifat-sifat material ini sangat penting dalam perancangan mesin yang baik, karena dapat membantu memilih material yang sesuai dengan persyaratan kinerja dan aplikasi yang diinginkan.

Di bawah ini merupakan standar penomoran baja dan kurva tegangan-tegangan tarik tiga jenis baja paduan: 

Sifat-sifat umum material non logam

Sifat-sifat umum dari bahan non-logam, seperti polimer, keramik, dan komposit, dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Polimer:

Polimer adalah molekul rantai panjang yang terdiri dari bahan organik atau campuran berbasis karbon. Terdapat dua jenis polimer utama:

1. Thermoplastic

Mudah dicetak dan dapat meleleh kembali saat dipanaskan. Contoh thermoplastic adalah polietilen, polipropilen, polivinil klorida (PVC), dan polistirena.

2. Thermoset

Mengalami ikatan silang permanen saat pertama kali dipanaskan, dan tidak dapat meleleh kembali saat dipanaskan ulang. Biasanya, thermoset akan terbakar jika dipanaskan kembali. Contoh thermoset adalah epoksi, fenolik, dan poliuretan.

2. Keramik:

Keramik dalam konteks teknik merupakan campuran unsur logam dan non-logam. Beberapa jenis keramik yang umum digunakan meliputi:

1. Oksida logam tunggal

Contohnya adalah alumina (Al2O3) dan magnesia (MgO).

2. Campuran oksida logam

Misalnya, porselen yang terbuat dari campuran alumina dan silika.

3. Karbida, nitrida, dan borida

Contoh keramik ini meliputi silikon karbida (SiC) dan silikon nitrida (Si3N4).

Keramik memiliki sifat-sifat utama seperti kekerasan tinggi, kegetasan, tahan suhu tinggi, ketahanan kimia yang tinggi, kekuatan tekan yang tinggi, kekuatan dielektrik yang tinggi, serta harga dan bobot yang relatif rendah.

Kurva tegangan regangan tarik –tiga jenis polimer termoplastik dan jenis jenis polimer dapat dilihat pada gambar di bawah ini: 

3. Komposit:

Komposit adalah gabungan bahan-bahan yang berbeda dalam skala makro. Contoh komposit alami adalah kayu, yang merupakan gabungan serat selulosa dalam matriks lignin. Komposit buatan manusia seringkali terdiri dari serat yang kuat seperti serat kaca, serat karbon, atau serat boron yang digabungkan dalam matriks resin seperti epoxy atau polimer. Kelebihan komposit adalah sifatnya yang dapat diatur dengan mengubah arah orientasi, susunan, dan sudut material penyusunnya. Hal ini memungkinkan untuk mencapai kombinasi kekuatan, kekakuan, dan sifat mekanik lainnya yang disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi tertentu.

Pemahaman yang mendalam tentang sifat-sifat material non-logam ini penting untuk perancangan produk yang efektif dan pemilihan material yang tepat sesuai dengan persyaratan kinerja yang diinginkan.