unj fmipa-fisika

1. Sesion #05 PendahuluanFisika Material Dr. ErfanHandoko JurusanFisika FakultasMatematikadanIlmuPengetahuanAlam

2. Outline PENDAHULUAN POINT DEFECT (CACAT TITIK) PENGOTOR DALAM ZAT PADAT SOLID SOLUTION SPESIFIKASI KOMPOSISI DISLOKASI – CACAT LINIER EDGE DISLOCATION SCREW DISLOCATION MIXED DISLOCATION 1/19/2011 © 2010 UniversitasNegeri Jakarta | www.unj.ac.id 2

3. ketidaksempurnaandalamzatpadat Bab 4 1/19/2011 © 2010 UniversitasNegeri Jakarta | www.unj.ac.id 3

4. PENDAHULUAN WHY STUDY Imperfections in Solids? 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 4 Sifat-sifatdaribeberapa material sangatdipengaruhiolehadanyaketidaksempunaandalamzatpadat, sehinggasangatlahpentinguntukmengetahuijenis-jenisdariketdaksempunaan yang munculbesertapengaruhnyaterhadapsifat-sifatpadasuatu material. Contohnya: Sifat-sifatdaribeberapalogammurnimenjadimeningkatketika material inidipadukandengan material lain (diberikan atom pengotor), misalnyakuningan (70% tembaga-30% zinc) yang lebihkerasdankuatdibandingkandengantembagamurni.

5. POINT DEFECT (CACAT TITIK) Vacancies (kekosongan) 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 5 Vacancy merupakancacattitik yang paling sederhana, dimanaterdapat atom yang hilangdalamstrukturkristal. Semuakristalzatpadatmengandungvacancydansangatsulitmembuat material yang bebasdarikerusakanini. Adanyavacancydapatmeningkatkanentropidarikristal (radomness) KeseimbanganjumlahvacancyNv yang terdapatdalam material bergantungdanmeningkatterhadaptemperatur, dimana: N = jumlahposisi atom Qv = energi yang dibutuhkanuntukmembentuk vacancy k = konstantaBolztman (1.38 x 10-23 J/atom-K

7. PENGOTOR DALAM ZAT PADAT Pengotor (impurity) biasanyaditambahkankedalamlogam agar kekuatanmekanikdanketahananterhadapkorosidarilogammeningkat. Contoh Uanglogamperakterdiridaripaduan 92.5% perakdan 7.5% tembaga. Dalamlingkungan yang lembabperakmurnisangatrentanterhadapkorosidanjugasangatlunak. 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 7

8. CONTINUE.. 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 8 Bergantung Jenispengotor, Konsentrasi, temperatur Adanyatambahanimpuritasdalamlogam Solid Solution or second phase Menggambarkancampuran yang hadirdalamjumlah yang sedikit Solute Solute Atoms Menggambarkancampuran yang hadirdalamjumlahbesar Solvent Host Atoms

9. SOLID SOLUTION Solid solution terbentukketika solute atom ditambahkankedalam host material. 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 9 Impurity point defect Atom solute atau impurity menggantikan host atom Ex: tembagadannikel Subtitutional interstitial Atom impurity mengisibagian yang kosongdisekitar host atom Ex: karbondalambesi

10. SPESIFIKASI KOMPOSISI 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 10 konsentrasi Komposisipaduanterhadapelemendasarnya Weight Percent (Wt%) Atomic Percent (at%) Weight Percent (Wt%) Beratdarielementertenturelatifterhadap total beratpaduan Atomic Percent (at%) Penghitunganjumlah mol unsurterhdap total mol darisemuaunsurdalampaduan

11. DISLOKASI – CACAT LINIER Dislokasiadalahcacat linier ataucacatsatudimensidimana atom-atomnyatidakterarah Jenis-jenisdislokasi: Edge dislocation Screw dislocation Mixed dislocation 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 11

12. EDGE DISLOCATION 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 12 Edge dislocation Teradapatbidangtambahandalamstuktur, atau half plane.

13. SCREW DISLOCATION 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 13 Screw dislocation Terbentukkarenaadanya shear stress

14. MIXED DISLOCATION 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 14 mixed dislocation Terbentukdarigabunganantara edge dislocation dan screw dislocation

15. CONTINUE.. Dislokasidapatdiamatidenganmenggunakanteknikmikroskopelektron. Dislokasimunculselamaprosessolidifikasi, deformasiplastis, dankonsekunsidaristrestermalakibatpendinginancepat. 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id 15

16. Thank you…. Material Science and Engineering An Introduction (William D. Callister) 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 16 Sumber :