Ketidaksempurnaan Bahan Padat Gabriel Sianturi MT

Ketidaksempurnaan Kristal Kristal yang sempurna tidak pernah ada, selalu ada cacat atau ketidaksempurnaan Jenis cacat apa saja yang ada pada material solid? Dapatkah jenis cacat dikontrol dan divariasikan? Bagaimana cacat dapat merubah properti/ sifat material?

Jenis Cacat Cacat Titik (Point Defect) - Kekosongan (Vacancy) - Interstisi (Interstitial) - Substitusi (Substitutional) Dislokasi (Dislocation) Cacat Antar Muka (Interfacial) Batas Butir (Grain Boundaries)

Cacat Titik • Kekosongan: • Interstisi: -Ada atom yang hilang sehingga tempat yang seharusnya diisi atom menjadi kosong • Interstisi: -Ada atom menempati ruang diantara atom, yang pada kondisi normal tidak terisi 3

Ketidakmurnian Material Solid Logam yang benar-benar murni tidak pernah ada Ketidakmurnian (Impurity) atau kehadiran atom asing selalu terjadi Atom asing sebagai cacat titik Pada paduan (alloy) atom asing ditambahkan untuk mendapatkan karaterisitik material yang tertentu Sterling Silver: 92.5 % perak + 7.5% tembaga. Penambahan tembaga meningkatkan kekuatan mekanik dan ketahanan korosi

Larutan Padat (Solid Solution) Larutan Cair (Liquid Solution) - air dicampur alkohol.Air merupakan pelarut (solvent) dan alkohol merupakan yang terlarut (solute). Molekul air dan alkohol bercampur sehingga larutan homogen Larutan Padat : atom impuritas(solute) dicampurkan pada material induk (host) sehingga atom tersebar secara random dan larutan menjadi homogen

Cacat Titik Pada Paduan 2 Jenis cacat yang terjadi jika atom impuritas (B) ditambahkan pada host (A): • Larutan Padat B dalam A. Terjadi cacat titik atau Substitusi (Mis.Cu dalam Ni) Intertisi (Mis: C dalam Fe) 8

Derajat Kelarutan Faktor yang menentukan derajat kelarutan atom solute dalam solvent 1. Ukuran Atom. Perbedaan jari-jari atom antara kedua jenis atom kurang dari 15% 2. Struktur Kristal. Struktur kristal kedua atom harus sama 3. Electronegativity Semakin elektropositif atomdari suatu unsur semakin elektronegatif atom unsur lainnya, semakin besar kecenderungan atom unsur-unsur tersebut membentuk paduan logam daripada larutan padat interstisi 4. Valensi Suatu logam akan mempunyai kecenderungan untuk melarutkan logam lainnya yang mempunyai valensi lebih tinggi daripada yang mempunyai velensi lebih rendah

Paduan Cu dan Ni Larutan Padat Substitusi Jari-jari atom - Cu = 0.128 nm dan Ni = 0.125 nm Struktur Kristal - Cu: FCC dan Ni: FCC Electronegativity - Cu = 1.9 dan Ni =1.8 Valensi - Cu =1 dan Ni =2

Dislokasi Dislokasi adalah cacat linear atau satu dimensi dimana di dekatnya beberapa atom tidak segaris. Jenis dislokasi linear: - Dislokasi sisi - Dislokasi ulir - Dislokasi campuran (ulir dan sisi)

Dislokasi Sisi Terdapat bidang atom ekstra atau setengah bidang

Dislokasi Ulir Terbentuk karena gaya geser sehingga menghasilkan distorsi. Daerah depan bagian atas kristal tergeser kekanan relatif terhadap bagian bawah