Fraktografi adalah studi tentang permukaan patahan material. Metode fraktografi secara rutin digunakan untuk menentukan penyebab kegagalan dalam struktur teknik, terutama dalam kegagalan produk dan praktik teknik forensik atau analisis kegagalan. Dalam penelitian ilmu material, fraktografi digunakan untuk mengembangkan dan mengevaluasi model teoritis perilaku pertumbuhan retak.
Salah satu tujuan pemeriksaan fraktografi adalah untuk menentukan penyebab kegagalan dengan mempelajari karakteristik permukaan yang retak. Berbagai jenis pertumbuhan retak (misalnya kelelahan, retak korosi tegangan, penggetasan hidrogen) menghasilkan fitur karakteristik pada permukaan, yang dapat digunakan untuk membantu mengidentifikasi mode kegagalan. Namun, pola keseluruhan retak dapat menjadi lebih penting daripada retak tunggal, terutama dalam kasus material yang rapuh seperti keramik dan gelas.
Fraktografi adalah teknik yang banyak digunakan dalam teknik forensik, teknik material forensik, dan mekanika patahan untuk memahami penyebab kegagalan dan juga untuk memverifikasi prediksi kegagalan secara teoretis dengan kegagalan dalam kehidupan nyata. Teknik ini digunakan dalam ilmu forensik untuk menganalisis produk yang rusak yang telah digunakan sebagai senjata, seperti botol yang pecah misalnya. Dengan demikian, seorang terdakwa dapat mengklaim bahwa sebuah botol rusak dan pecah secara tidak sengaja ketika botol tersebut mengenai korban penyerangan.
Fraktografi dapat menunjukkan bahwa tuduhan tersebut salah, dan bahwa kekuatan yang cukup besar diperlukan untuk menghancurkan botol sebelum menggunakan pecahannya sebagai senjata untuk menyerang korban dengan sengaja. Lubang peluru pada kaca depan mobil atau jendela juga dapat menunjukkan arah tumbukan dan energi proyektil. Dalam kasus-kasus ini, pola keseluruhan keretakan sangat penting untuk merekonstruksi urutan kejadian, daripada karakteristik spesifik dari satu retakan. Fraktografi dapat menentukan apakah penyebab tergelincirnya kereta api adalah rel yang rusak, atau apakah sayap pesawat mengalami retakan akibat kelelahan sebelum terjadi tabrakan.
Fraktografi juga digunakan dalam penelitian material, karena sifat-sifat patahan dapat berkorelasi dengan sifat-sifat lain dan dengan struktur material.
Asal
Tujuan penting dari fraktografi adalah untuk menentukan dan memeriksa asal mula keretakan, karena pemeriksaan pada sumber keretakan dapat mengungkapkan penyebab inisiasi keretakan. Pemeriksaan fraktografi awal biasanya dilakukan pada skala makro dengan menggunakan mikroskop optik berdaya rendah dan teknik pencahayaan miring untuk mengidentifikasi tingkat keretakan, mode yang mungkin terjadi, dan kemungkinan sumbernya. Mikroskopi optik atau makrofotografi sering kali cukup untuk menentukan sifat kegagalan dan penyebab inisiasi dan pertumbuhan retak jika pola pembebanan diketahui.
Ciri-ciri umum yang dapat menyebabkan inisiasi retak adalah inklusi, rongga atau lubang kosong pada material, kontaminasi, dan konsentrasi tegangan.
Pertumbuhan retak akibat kelelahan
Gambar poros engkol yang rusak menunjukkan komponen yang rusak akibat cacat permukaan di dekat bohlam di bagian tengah bawah. Tanda setengah lingkaran di dekat titik awal menunjukkan adanya retakan yang tumbuh ke dalam material curah melalui proses yang dikenal sebagai fatik. Poros engkol juga menunjukkan hachures, yaitu garis-garis pada permukaan patahan yang dapat ditelusuri kembali ke asal patahan. Beberapa mode pertumbuhan retak dapat meninggalkan tanda karakteristik pada permukaan yang mengidentifikasi mode pertumbuhan retak dan asal pada skala makro, misalnya tanda pantai atau lurik pada retak fatik.
Mikroskop
Mikroskop dapat digunakan untuk menentukan titik inisiasi dan mekanisme yang menyebabkan pertumbuhan retak. Informasi ini dapat diperoleh dari gambar permukaan retakan yang dikenal sebagai fraktograf dan digunakan untuk membuat diagram. Peta permukaan retak skematik dapat digunakan untuk mengisolasi dan mengidentifikasi fitur-fitur di permukaan yang menunjukkan bagaimana produk mengalami kegagalan. Peta semacam itu dapat menjadi cara yang berharga untuk menyajikan informasi yang menunjukkan dengan jelas bagaimana retakan dimulai dan berkembang seiring berjalannya waktu.
Mikroskop USB
Mikroskop USB khususnya berguna untuk memeriksa fitur permukaan patahan, karena ukurannya yang cukup kecil untuk digenggam. Berbagai ukuran dan resolusi kamera tersedia secara komersial dengan harga murah. Kabel kamera dicolokkan ke komputer melalui colokan USB dan sebagian besar perangkat tersebut dilengkapi dengan penerangan pada kamera yang dipasok oleh lampu LED.
Memindai mikroskop elektron
Dalam banyak kasus, fraktografi memerlukan pemeriksaan pada skala yang lebih halus, yang biasanya dilakukan dengan mikroskop elektron pemindaian atau SEM. Resolusi jauh lebih tinggi daripada mikroskop optik, meskipun sampel diperiksa dalam ruang hampa udara parsial dan warna tidak ada. SEM yang lebih baik sekarang memungkinkan pemeriksaan pada tekanan mendekati atmosfer, sehingga memungkinkan pemeriksaan bahan sensitif seperti yang berasal dari biologis. SEM sangat berguna ketika dikombinasikan dengan spektroskopi sinar-X dispersif energi atau EDX, yang dapat dilakukan dalam mikroskop, sehingga area yang sangat kecil dari sampel dapat dianalisis untuk mengetahui komposisi unsurnya.
Disadur dari: en.wikipedia.org