BAB 3 Cacat Kristal .pdf

BAB III CACAT KRISTAL 3.1. Pendahuluan Ketidak sempurnaan struktur atom dari logam. Dalam proses pembekuan, atom- atom induk dan paduan akan saling membentuk susunan yang teratur sesuai dengan kisi kristalnya, akan tetapi pada umumnya banyak terjadi cacat. Ketidaksempurnaan Kristal dibagi menjadi : a. Cacat titik (vacancy) b. Cacat garis (dislokasi) A. Cacat Titik Pada cacat ini ada atom yang hilang. Hal ini merupakan hasil dari penumpukan yang salah sewaktu rekristalisasi atau pada suhu tinggi oleh karena energi termal meningkat Cacat ini berupa vacancy (atom yang hilang), interstisial (adanya atom lain pada kisi), atau impurities (atom asing).

Gambar 3.1 (1. Vacancy 2.Self interstitial 3. Interstitial impuity 4,5. Substitusional impurities).

123

Tipe Cacat Titik

a. Interstisi oleh atom asing b. Dislokasi garis c. Interstisi oleh atom sendiri d. Vacancy e. Kumpulan atom substitusi f. Loop vacancy g. Loop interstisi h. Substitusi oleh atom asing

B. Cacat Garis Cacat garis merupakan cacat satu dimensiyaitu berupa dislokasi yang menyebabkan terjadinya proses luncur (slip), merupakan proses perubahan bentuk secara plastis. Ada dua macam cacat garis :  Dislokasi sisi (edge)  Dislokasi ulir (burger)

Gambar 3.2. Cacat garis

124

Dislokasi  Dislokasi merupakan diskontinuitas garis.  Dislokasi membentuk garis tertutup atau memotong permukaan logam.  Selisih jumlah slip sepanjang garis dislokasi adalah konstan. Didalam pergerakan dislokasi dibagi menjadi dua macam a. Dislokasi sisi (egde) b. Dislokasi ulir (screw / burger )

Sifat-Sifat Dislokasi a. Merupakan diskontinuitas garis b. Membentuk garis tertutup di dalam kristal atau memotong permukaan logam c. Selisih jumlah slip sepanjang garis dislokasi adalah konstan

Penyebab Dislokasi a. Ketidaksetimbangan konsentrasi kekosongan ruangan pada saat temperatur panas dan dingin b. Tegangan termal atau mekanik pada konsentrasi tegangan dekat partikel c. Kembaran, retak, atau cacat permukaan

Gambar 3.3. Tipe dislokasi Edge

125

E d g e (sisi) Disebut edge atau dislokasi sisi adalah apabila garis dislokasi tegak lurus pada arah slip.

B u r g e r (u l i r) Disebut

burger

atau

dislokasi

ulir

karena Dislokasinya menyerupai spiral dengan garis cacat sepanjang sumbu ulir seperti gambar disamping

Gambar pergerakan dislokasi

dislokasi sisi

dislokasi ulir

126

C. Cacat Bidang Cacat bidang adalah ketidaksinambungan susunan kristal atom-atom pada sebuah bidang. Cacat bidang dapat dibedakan atas : Grain boundaries Tilt boundaries Twin boundaries Microcracks

Grain Boundaries (Batas Butir)  Cacat ini disebabkan oleh perbedaan orientasi struktur kristal.  Atom-atom pada cacat ini tidak akan tersusun menjadi susunan kristal yang sempurna.  Merupakan hasil dari pertumbuhan tak rata pada saat kristalisasi.

Tilt Boundaries Cacat ini disebabkan oleh ketaklurusan orientasi antar dua butir atom yang terlihat seperti susunan dari dilokasi sisi.

127

Twin Boundaries (Batas Ganda)  Batas ganda terjadi apabila kisi kristal pada sisi yang lain merupakan cermin dari kisi kristal yang satu.  Batas ganda dapat terjadi pada saat kristalisasi, pengerjaan mekanik, dan pengerjaan termal.

Microcracks (Retakan Kecil)  Terjadi bila ikatan dalam atom yang terputus membentuk permukaan baru.  Microcracks lebih sering terjadi pada permukaan daripada di bagian dalam.  Dapat terjadi juga pada batas butir.  Berukuran kurang lebih 10 mikrometer.  Terbentuk karena adanya abrasi atau impak oleh partikel debu.

D. Cacat Volume  Ditimbulkan karena hilangnya sebagian / beberapa atom yang membentuk permukaan di dalam kristal.  Cacat volume memiliki karakteristik yang serupa dengan microcracks karena adanya ikatan yang terputus pada permukaan.

128

129