LOGAM STRUKTUR LOGAM

SUSUNAN ATOM-ATOM DALAM KRISTAL LOGAM Susunan 2 dimensi antara lain : Bujur sangkar heksagonal

SUSUNAN BUJUR SANGKAR : DALAM 2 DIMENSI SUSUNAN BUJUR SANGKAR : Setiap atom logam bersingungan dengan 4 atom sejenis Bukan susunan rapat SUSUNAN HEKSAGONAL Setiap atom logam bersinggungan dengan 6 atom sejenis susunan rapat (close packing atau closest packed) lebih rapat dibandingkan bujursangkar Pada struktur diatas terdapat tempat2 lowong yang disebut interstitial site (tempat selilitan)

Metallic Crystal Structures How can we stack metal atoms to minimize empty space? 2-dimensions vs. Now stack these 2-D layers to make 3-D structures

Atom-atom logam dalam susunan hcp 2 dimensi membentuk suatu lapisan Lapisan akan menempati selilitan Pada susunan rapat 3 dimensi ada 2 macam: Hcp = hexagonal close packed Ccp = cubic close packed

HCP Menunjukkan hcp dari lap A dan B B menempati selilitan A Setiap atom logam bersinggungan dengan 6 atom dari lapisan yang sama dan 3 atom dari lap atas dan 3 atom dari lap bawah Bilangan koord = 12

This means that a total of 12(1/6) + 2(1/2) + 3 = 6 atoms are inside the unit cell

Tempat Selilitan HCP Tempat selilitan Tetrahedral (T) Terbentuk 3 atom pada lapisan A dan 1 atom pada lap B Tempat selilitan Oktahedral Terbentuk dari 3 atom pada lap A dan 3 atom pada lap B

Tempat selilitan pada HCP

Dari susunan hcp dapat dibuat sel satuan heksagonal dengan c = 1,633 a Bila c ‡ 1,633 a sel satuannya tetap heksagonal tapi bukan susunan rapat

SUSUNAN RAPAT KUBUS Gambar dibawah merupakan pembentukan susunan rapat kubus dari lap A, B, C Tempat selilitan dari lap A diisi oleh atom-atom pada lap B Tempat selilitan pada lap B diisi oleh atom-atom lap C Tempat selilitan pada lap C diisi oleh atom-atom lap A Dst ……ABCABCBC…. susunan berulang ini disebut susunan rapat kubus Bil koordinasi 12 Terdapat 2 macam tempat selilitan Tetrahedral dan oktahedral

Dari susunan rapat kubus dapat dibuat sel satuan kubus berpusat muka (face centered cubik = fcc) Atom-atom sejenis menempati pojok-pojok dan pusat muka kubus Sel satuan terdiri dari 2 atom pada lap A 6 atom pada lap B dan 6 atom pada lap C

Susunan logam kubus yang bukan susunan rapat Bcc Sc = pc

Simple Cubic Structure (SC) • Rare due to low packing density (only Po has this structure) • Close-packed directions are cube edges. • Coordination # = 6 (# nearest neighbors) Click once on image to start animation (Courtesy P.M. Anderson)

Atomic Packing Factor (APF):SC Volume of atoms in unit cell* APF = Volume of unit cell *assume hard spheres • APF for a simple cubic structure = 0.52 Adapted from Fig. 3.24, Callister & Rethwisch 8e. close-packed directions a R=0.5a contains 8 x 1/8 = 1 atom/unit cell atom volume atoms unit cell 4 3 p (0.5a) 1 APF = 3 a unit cell volume

Body Centered Cubic Structure (BCC) • Atoms touch each other along cube diagonals. --Note: All atoms are identical; the center atom is shaded differently only for ease of viewing. ex: Cr, W, Fe (), Tantalum, Molybdenum • Coordination # = 8 Adapted from Fig. 3.2, Callister & Rethwisch 8e. Click once on image to start animation (Courtesy P.M. Anderson) 2 atoms/unit cell: 1 center + 8 corners x 1/8

Atomic Packing Factor: BCC • APF for a body-centered cubic structure = 0.68 a R a 3 a a 2 length = 4R = Close-packed directions: 3 a Adapted from Fig. 3.2(a), Callister & Rethwisch 8e. APF = 4 3 p ( a/4 ) 2 atoms unit cell atom volume a

Face Centered Cubic Structure (FCC) • Atoms touch each other along face diagonals. --Note: All atoms are identical; the face-centered atoms are shaded differently only for ease of viewing. ex: Al, Cu, Au, Pb, Ni, Pt, Ag • Coordination # = 12 Adapted from Fig. 3.1, Callister & Rethwisch 8e. Click once on image to start animation 4 atoms/unit cell: 6 face x 1/2 + 8 corners x 1/8 (Courtesy P.M. Anderson)

Atomic Packing Factor: FCC • APF for a face-centered cubic structure = 0.74 a 2 a maximum achievable APF Close-packed directions: length = 4R = 2 a Unit cell contains: 6 x 1/2 + 8 x 1/8 = 4 atoms/unit cell Adapted from Fig. 3.1(a), Callister & Rethwisch 8e. APF = 4 3 p ( 2 a/4 ) atoms unit cell atom volume a

FCC Stacking Sequence • ABCABC... Stacking Sequence • 2D Projection A sites B C sites A B sites C A C A A B C • FCC Unit Cell