Material Teknik

Material Teknik
BAB III: Gerakan Atom pada Benda Padat
GERAKAN ATOM PADA BENDA PADAT
Gerakan atom pada benda padat dikenal sebagai DIFUSI
Difusi adalah suatu peristiwa untuk menghilangkan perbedaan konsentrasi dalam
bahan untuk membentuk suatu komposisi bahan yang homogen.
Dalam difusi atom dapat dipaksa untuk bergerak dengan memberikan suatu
tegangan dalam bahan atau suatu gaya dari luar bahan itu.
Ada berbagai macam bentuk difusi yang akan menjadi perhatian kita dalam
mempelajari ilmu bahan diantaranya :
1. Difusi Sendiri
7. Tipe Difusi
2. Difusi dalam Paduan Bahan
8. Pertumbuhan Butiran dan Difusi
3. Difusi Mekanisme
9. Ikatan Difusi
4. Energi untuk Difusi
10. Difusi Ionik
5. Tingkat Difusi
11. Difusi pada Polymer
6. Inter Difusi
12. Contoh Peristiwa Difusi
Contoh Grafik Proses Difusi CU ke Ni
Ni
Ni
Ni
Sebelum terjadinya difusi antara atom
Cu dan Ni terdapat batasan antara ke
duanya (bisa dilihat pada diagram 1),
selama difusi terjadilah asimilasi
(percampuran) antara atom-atom Cu
dan Ni, setelah difusi maka Atom Ni
dan Cu bercampur dengan merata
dan membentuk material dengan sifat
yang homogen, sehingga tidak ada la
gi batasan antara atom Cu dan Ni
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 3 : Hal 56
DIFUSI SENDIRI
Difusi sendiri adalah difusi yang terjadi akibat
pancaran atom yang terjadi dalam suatu bahan
tanpa adanya pengaruh dari luar.
DIFUSI MEKANISME
Dalam proses gerakan atom dari tempat asalnya ke tempat yang kosong
atau ke tempat antara (celah) atom lain, dibedakan difusi mekanisme yang
terjadi atas 3 bentuk yaitu :
1. DIFUSI KEKOSONGAN
2. DIFUSI SISIPAN
3. DIFUSI MEKANISME BENTUK LAIN
DIFUSI KEKOSONGAN
Difusi tipe ini terjadi apabila suatu atom bergerak meninggalkan tempatnya menuju ke tempat
lain yang kosong. Peristiwa difusi ini tentunya hanya terjadi antar atom-atom yang sama.
DIFUSI SISIPAN
Peristiwa difusi ini terjadi pada suatu bangun Kristal suatu struktur dan terjadi pada atom
yang tidak sama besarnya. Peristiwa difusi tipe ini tidak harus terjadi pada suatu struktur atom
yang memiliki kekosongan atom, karena atom disini hanya bergerak antara celah-celah antar
suatu atom.
DIFUSI MEKANISME BENTUK LAIN
Difusi tipe ini biasanya terjadi apabila suatu atom dari susunan atom yang sama
meninggalkan tempatnya dan bergerak memasuki celah-celah antar atomnya, memang akhirnya
akan terjadi kekosongan atom. Pada peristiwa lain dapat pula terjadi pergatian tempat antara
atom-atom itu sendiri, pada peristiwa ini tidak terdapat kekosongan atom.
ENERGI UNTUK DIFUSI
Suatu atom yang berdifusi harus dipaksa bergerak melalui atom atom lain yang mengelilinginya.
Maka dari itulah diperlukan ENERGI .
Daftar aktivitas energi untuk bahan
yang sering digunakan dalam
industri
PASANGAN DIFUSI
1. DIFUSI SENDIRI
Fe dalam Fe (kpr)
Fe dalam Fe (kpr)
Cu dalam Cu
Ag dalam Ag
Au dalam Au
Al dalam Al
Mg dalam Mg
Zn dalam Zn
Q (KAL.MOL)
D (CM/S)
66.700
66.900
49.300
45.000
45.800
32.200
31.200
21.200
0.65
4.10
0.36
0.80
0.13
0.10
1.00
0.10
2. DIFUSI SISIPAN
N dalam Fe (kps)
C dalam Fe (kps)
C dalam Fe (kpr)
H dalam Fe (kpr)
34.500
32.900
20.900
3.600
0.0034
0.23
0.011
0.0012
3. DIFUSI PADUAN
Ni dalam Fe (kps)
Cu dalam Ni
Ni dalam Cu
Au dalam Ag
Zn dalam Cu
Al dalam Cu
64.000
61.500
57.000
45.500
43.900
39.500
4.10
0.65
2.30
0.26
0.79
0.045
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 3 : Hal 60
Tingkat Difusi
Perhatikanlah gambar! gambar dibawah ini yang menjelaskan tentang tingkat difusi
diatas dengan lebih jelas.
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 3 : Hal 61
•
TIPE DIFUSI
Dalam prosesnya terdapat beberapa macam difusi yang berlangsung dalam suatu bahan,
tipe difusi yang kita kenal dapat digolongkan atas :
1. PERMUKAAN DIFUSI
2. BATAS BUTIRAN DIFUSI
3. VOLUME DIFUSI
PERTUMBUHAN BUTIRAN DALAM DIFUSI
Untuk mengetahui besarnya diameter butiran yang tumbuh dapat dihitung dengan formula :
d = diameter rata-rata butiran
t = waktu untuk pertumbuhan butiran
n = pangkat, biasanya 0,5
k = konstanta besarnya tergantung dari beberapa factor termasuk nilai difusitas.
Pertumbuhan butiran dapat dihalangi dengan cara membuat hambatan yaitu suatu gaya
penghalang yang berfungsi membatasi pertumbuhan. Ukuran butiran ini kemudian dapat
dihubungkan dengan sejumlah dan ukuran penghalang sesuai dengan formula :
R = jari-jari butiran
r = jari jari penghalang
f = volume pecahan penghalang.
Gambar dibawah ini menunjukkan proses difusi antara dua macam logam A dan logam B. terlihat
perubahan konsentrasi logam A (CA) dan konsentrasi logam B (CB)
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 3 : Hal 67
Gambar mekanisme difusi dibawah ini menyatakan berbagai tipe difusi antara atom atom
unsur sejenis. Tipe difusi ini dalam beberapa hal dapat berlangsung terhadap atom-atom yang
tidak sejenis
Jenis difusi disamping antara lain :
1. Pertukaran
2. Cincin
3. Kekerasan
4. Intersial
5. Intersial.
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 3 : Hal 68
•
Gambar Skematis Proses Awal
Pertumbuhan Kristal
A). Proses Pencairan Logam
disini terlihat mulai tumbuh kristal-kristal
B). Proses mendekati padat
Kristal-kristal logam semakin banyak di
beberapa bagian
C). Proses Padat
Kristal-kristal merata di semua permukaan dan
bagian dalam Logam
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 3 : Hal 70
Kristalisasi
Akhir dari peristiwa difusi dan perubahan fasa cair
ke padat kita sebut peristiwa Kristalisasi
Peristiwa perubahan fasa dan sel saluran besi murni (Fe) pada proses
pemanasan dan pendinginan
Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir.Hastono Reksotenojo Msc.Eng.Met , Bab 3 : Hal 71
DIFUSI PADA POLIMER
Difusi dalam polimer terjadi dengan melibatkan gerakan molekul panjang. Migrasi atom yang
berdifusi mirip seperti yang terjadi pada migrasi interstisial. Namun makin panjang molekul
polimer gerakan makin sulit terjadi, dan koefisien difusi makin rendah.
BIG Assignment
BIG Assignment
Tugas Besar: Panel Control
1. Gambarkan ulang Panel Control yang ada diatas dengan ukuran luar sesuaikan dengan gambar
sebelumnya (terdiri dari beberapa bagian).
2. Untuk contohnya bisa dilihat di ruangan C 128.
3. Gambarkan proses pembuatan dari setiap partnya sampai dengan proses assembling total.
4. Jelaskan proses produksi setiap part dari nol sampai barang jadi (sampai jadi part).
5. Jelaskan setiap prosesnya dalam bentuk tulisan (Word) dan presentasikan seminggu sebelum
UAS.
6. Semua material terbuat dari Logam.