Top Banner

of 41

Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

Jul 06, 2018

Download

Documents

nurdiniyahabdi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    1/41

    Cacat-Cacat Kristal

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    2/41

    Tujuan Pembelajaran

    Menjelaskan penertian cacat dalam

    kristal!

    Menjelaskan jenis-jenis cacat dalamkristal

    Menjelaskan penyebab-penyebab cacat

    dalam kristal!

    "apat menjelaskan #ubunan antara

    cacat kristal ter#adap si$at ba#an!

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    3/41

    Penda#uluan

    Material l%am dalam susunan strukturnyaselalu mempunyai diskontinuitas structuralatau daera#-daerah tertentu yang tidak teratur.

    Heterogenitas ini terdapat pada skalamikr%sk%pik dan makr%sk%pik& denan cacatatau ketak sempurnaan mulai dari at%m y#ilan atau sala# tempat #ina cacat yan

    kasat mata!Ke#adiran disk%ntinuitas struktural memberikan

    penaru# ter#adap si$at ba#an

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    4/41

    Penda#uluan

    Penyebab cacat pada ba#an adala# '

    Cacat yan berasal dari material itu

    sendiriCacat akibat pemr%sesan atau&

    penerjaan& c%nt%#nya penerjaan

    permesinan

    Cacat akibat penaru# dari k%ndisi

    linkunan dimana ba#an diaplikasikan

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    5/41

    Penda#uluan

    (ebaian besar cacat skala makr%sk%pik

    lebi# disebabkan %le# pemr%sesan ba#an

    dan bukan %le# akibat dari material itu

    sendiri!

    )ntuk skala mikr%sk%pik& cacat banyak

    berasal dari material itu sendiri atau

    denan kata lain merupakan si$at dasarmaterial!

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    6/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    7/41

    Jenis-jenis cacat kristal

    Cacat dalam kristal dapat dibai dalam '

    Cacat titik seperti l%kasi at%mik yan

    k%s%n *kek%s%nan+,acancies dan at%m

    pen%t%r *impurities

    Cacat .aris& seperti disl%kasi

    Cacat Planar& seperti sala# susun

    Cacat /%lume& seperti ,%id& elembun

    as dan r%na!

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    8/41

    2

    • Vacancy atoms• Interstitial atoms• Substitutional atoms

    • Dislocations

    • Grain Boundaries

    Point defects

    Line defects

    Area defects

    TP( 3 4MP3CT46(

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    9/41

    Cacat Titik

    "iantara berbaai cacat kisi& kek%s%nanmerupakan satu-satunya cacat y selaluterdapat dalam k%nsentrasi y cukup besardalam keseimbanan term%dinamika serta

    meninkat secara eksp%nensial seirinmeninkatnya temperatur!

    Kek%s%nan terjadi akibat berpinda#nya at%mdari l%kasi kisinya ke l%kasi at%mik terdekat y

    dapat menampunnya denan muda#!7%kasi-l%kasi kek%s%nan dalam kristal dijumpai

    pada batas butir& setena# bidan tamba#andari suatu disl%kasi sisi!

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    10/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    11/41

    Kek%s%nan

    7%kasi-l%kasi tersebut disebut sumber kekosongan!

    Kek%s%nan timbul apabila terdapat cukup eneri*misalnya aktivitas termal untuk meminda#kan at%m!

    )mumnya kek%s%nan terjadi apabila '

    Terjadi peninkatan temperature!

    Terjadi penumpukan se8aktu terjadi kristalisasi padatan

    Penembakan partikel!

    Hubunan Temperatur denan k%nsentrasi kek%s%nanadala# semakin tini temperature maka semakin besar

     jumla# k%nsentrasi kek%s%nan yan terjadi!

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    12/41

    Kek%s%nan */acancies

    Kek%s%nan sanat pentin dalam

    penendalian berbaai pr%ses perlakuan

    panas seperti anil& presipitasi&

    pensinteran& penerasan permukaan dsb!

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    13/41

    3

    • Vacancies:-acant atomic sites in a structure!

    Vacancydistortionof "lanes

    • Self-Interstitials:-#e$tra# atoms "ositioned bet%een atomic sites!

    self-interstitialdistortion

    of "lanes

    P46T "3CT(

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    14/41

    Bolt&mann's constant 

    ()!3* $ )+

    -23

     ,atom ./(*!02 $ )+-1 eVatom ./

     D =e$" −D4 5

     

      

      

    o! of defects

    o! of "otentialdefect sites!

    Actiation ener6y

     5em"erature

    7ac8 lattice siteis a "otentialacancy site

    9

    • 7uilibrium concentration aries %it8 tem"erature;

    9)47! C6C6TAT46'

    P46T "3CT(

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    15/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    16/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    17/41

    *

     5%o outcomes if im"urity (B/ added to 8ost (A/:

    • Solid solution of B in A (i!e!< random dist! of "ointdefects/

    • Solid solution of B in A "lus "articles of a ne%  "8ase (usually for a lar6er amount of B/

    =>

    Substitutional alloy(e!6!< ?u in i/

    Interstitial alloy

    (e!6!< ? in @e/

    Second "8ase "article--dierent com"osition--often dierent structure!

    P46T "3CT( 46 A77(

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    18/41

    Cacat-4ntertisi dan (ubtitusi

    Jenis cacat titik lainnya adala# cacat at%m

    interstisi dan cacat at%m subtitusi!

    Cacat at%m interstisi terjadi bila suatu at%m

    menempati l%kasi yan bukan l%kasi kisi n%rmal!Cacat at%m subtitusi terjadi bila suatu at%m dari

     jenis yan lain menempati l%kasi kisi n%rmal dari

    at%m yan se#arusnya! Jenis cacat ini ada dua

    yaitu undersi:ed dan %,ersi:ed at%m

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    19/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    20/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    21/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    22/41

    Cacat .aris

    Cacat aris atau biasa jua disebut disl%kasi!

    "isl%kasi merupakan aris disk%ntinuitas

    structural yan melintas sepanjan tiap kristal

    atau butir!"isl%kasi memunkinkan material padatan

    menalami de$%rmasi tanpa merusak struktur

    kristal dasar!

     Akibat disl%kasi sebaian bidan kristal

    menalami slip *l%%p disl%kasi

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    23/41

    Ciri-ciri dari disl%kasi '

    "isl%kasi adala# disk%ntinuitas aris

    "isl%kasi akan membentuk l%%p disl%kasi

    *bidan slip dari baian dalam kristal atau

    dari baian permukaan!

    (elisi# tinkap slip sepanjan aris

    disl%kasi adala# k%nstan atau dikenal

    denan nama ,ekt%r burer 

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    24/41

    "isl%kasi

    Terdapat kira-kira 1010 #ina 1012 m

    panjan aris disl%kasi dalam setiap 1 m; 

    ba#an padatan!

    Terdapat dua jenis disl%kasi '

    "isl%kasi (udut *ede disl%cati%n

    "isl%kasi )lir * (cre8 disl%cati%n

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    25/41

    "isl%kasi (udut

    "isl%kasi (udut ' apabila aris disl%kasi

    teak lurus ter#adap ara# slip& umumnya

    dimulai dari dalam kristal yan disebabkan

    %le# adanya setena# bidan at%m !

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    26/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    27/41

    4lustrasi "isl%kasi (udut

    "isl%kasi (udut

    pererakan disl%kasi sudut& dimulai dari

    setena# bidan at%m yan berada

    didalam kristal bererak keluar menuju

    permukaan!

    http://edgedis.exe/http://edgedis.exe/

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    28/41

    "isl%kasi )lir 

    "isl%kasi ulir ' Apabila aris dil%kasi

    sejajar ara# slip dimulai dari permukaan

    ba#an akibat adanya teanan eser

    yan bekerja!

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    29/41

    4lustrasi "isl%kasi )lir 

    http://screwdis.exe/http://screwdis.exe/

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    30/41

    "isl%kasi Campuran

    Kedua jenis disl%kasi dapat terjadi

    bersamaan dalam ba#an yan sama& dan

    disebut mi< disl%cati%n

    http://mixeddis.exe/http://mixeddis.exe/

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    31/41

    Penaru# "isl%kasi ter#adap "e$%rmasi

    =a#an

    Ke#adiran disl%kasi menyebabkan ba#an

    dapat terde$%rmasi dan bersi$at ulet 

    sebelum menalami perpata#an!

    http://closslip.exe/http://necking.exe/http://necking.exe/http://closslip.exe/

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    32/41

    Cacat Planar

    Cacat Planar adala# Ketidaksempurnaan yan

    bentuknya bidan atau luasan&

    C%nt%# yan palin menambarkan cacat

    planar adala# daera# batas butir yandiakibatkan %le# perbedaan %rientasi kristal!

    C%nt%# lainnya adala# (tackin 3ault atau sala#

    susun dari bidan at%m& misalnya bidan at%m

     A=CA=CA=CA= menjadi A=C=CA=A=CA

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    33/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    34/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    35/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    36/41

    "aera# batas butir yan diakibatkan %le# perbedaan %rientasi kristal&&

    ketak#%m%enan ini masuk dalam kate%ri cacat bidan!

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    37/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    38/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    39/41

    Cacat /%lume

    Cacat yan menempati ,%lume dalam

    kristal berbentuk r%na& elembun as&

    retak mikr% dsb!

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    40/41

  • 8/18/2019 Metalurgi Fisik - Cacat-cacat Kristal

    41/41

    .ambar Cacat /%lume& berupa r%na& elembun as dan retak mikr%!