Presentasi Minggu 2 - Me

8/18/2019 Presentasi Minggu 2 - Me

1/44

Struktur Kristal Bahan Padat


2/44

Program Studi Teknik Permesinan Kapal - Perkapalan Negeri Surabaya

DAFTAR PUSTAKA

• Materials Science and Engineering, Anintroduction, illiam !" #allister $r,

iley, %&&'• Pengetahuan Bahan, Tata Surdia dan

Shinroku Saito, Pradnya Paramita, 1995• (lmu dan Teknologi Bahan, )a*rence +"

an lack ter.emahan/, Erlangga, 0112• Principle o3 Materials Science andEngineering, illiam 4" Smith, Mc 5ra*+ill, 0116


3/44

STRUKTUR ATOM

Setiap atom terdiri dari inti yang sangat kecil yang terdiridari proton dan neutron, dan di kelilingi oleh elektronyang bergerak.

Elektron dan proton mempunyai muatan listrik yangbesarnya 1, ! " 1!#19 $ dengan tanda negati% untukelektron dan positi% untuk proton sedangkan neutrontidak bermuatan listrik.

&assa partikel#partikel subatom ini sangat kecil' protondan neutron mempunyai massa kira#kira sama yaitu1, ( " 1! #)( kg, dan lebih besar dari elektron yangmassanya 9,11 " 1! #*1 kg.



4/44

STRUKTUR ATOM



5/44

STRUKTUR ATOM

Setiap unsur kimia dibedakan oleh +umlah proton didalam inti, atau nomor atom - . /ntuk atom yangbermuatan listrik netral atau atom yang lengkap, nomoratom adalah sama dengan +umlah elektron.

0omor atom merupakan bilangan bulat dan mempunyai +angkauan dari 1 untuk hidrogen hingga 9 untukplutonium yang merupakan nomor atom yang palingtinggi untuk unsur yang terbentuk secara alami.



6/44


7/44

STRUKTUR ATOM

&assa atom 2 dari sebuah atom tertentu bisadinyatakan sebagai +umlah massa proton dan neutrondi dalam inti.

3alaupun +umlah proton sama untuk semua atom padasebuah unsur tertentu, namun +umlah neutron 0 bisaber4ariasi.

arena itu atom dari sebuah unsur bisa mempunyai

dua atau lebih massa atom yang disebut isotop. Beratatom berkaitan dengan berat rata#rata massa atom dariisotop yang ter+adi secara alami. Satuan massa atom

sma bisa digunakan untuk perhitungan berat atom.



8/44

STRUKTUR ATOM

Suatu skala sudah ditentukan dimana 1 smadide%inisikan sebagai 161) massa atom dari isotopkarbon yang paling umum, karbon 1) 1) $ A =12,00000). Dengan teori tersebut, massa proton dan

neutron sedikit lebih besar dari satu, dan

A Z + N ≅ .



9/44

STRUKTUR ATOM

Berat atom dari unsur atau berat molekul dari senya7abisa di+elaskan berdasarkan sma per atom molekul ataumassa per mol material. Satu mol 8at terdiri dari ,!)* "1! )* atom atau molekul bilangan 24ogadro .

edua teori berat atom ini dikaitkan dengan persamaanberikut' 1 sma/atom (molekul) = 1 g/mol

Sebagai contoh, berat atom besi adalah 55, 5 sma6atom,

atau 55, 5 g6mol. adang#kadang penggunaan sma peratom atau molekul lebih disukai: pada kesempatan laing6mol atau kg6mol +uga digunakan.



10/44

STRUKTUR ATOM



11/44

STRUKTUR KRISTAL

• Pada logam, inti-inti atommenempati posisi tertentuterhadap inti atom yang lain, makadapat dikatakan bah*a atomlogam tersusun menurut pola

tertentu7• Susunan yang teratur menurut polatertentu ini dinamakan kristal "



12/44


13/44

STRUKTUR KRISTAL

Semua struktur kristal dapat digambarkan ataudi+elaskan dalam istilah#istilah lattice kisi dansebuah basis yang ditempelkan pada setiap titiklattice kisi).

!attice kisi) " #ebuah susunan titik $ang teraturdan periodik di dalam ruang.

Basis ' Sekumpulan atom#atom



14/44

STRUKTUR KRISTAL



15/44

STRUKTUR KRISTAL

• Kristal adalahsusunan atom-atomsecara teratur dankontinu pada arah

tiga dimensi• Satuan sel adalah

susunan terkecil darikristal

• Parameter kisistruktur kristal ; Pan.ang sisi a, b, c ; Sudut antara sumbu

α, β, δ

b

ac δβ

α

"



16/44


17/44


18/44

SISTEM KRISTAL

Parameter kisi diklasifikasikan dalam tujuh sistem kristal

dan empat belas kisi kristal$ubic

Tetragonal


19/44

SISTEM KRISTAL



20/44

SISTEM KRISTAL



21/44

SISTEM KRISTAL

Dari 14 jenis space lattice tersebut ternyata hanya ada macam saja yang sering dijumpai pada logam!logamyang biasa digunakan" yaitu#

ubus Pemusatan Sisi PS atau Face Centered Cubic ($%%)

ubus Pemusatan


22/44


23/44

SISTEM KRISTAL

&ody %entered %ubic (&%%)



24/44

SISTEM KRISTAL

'e agonal %lose Packed ('%P)


P K di ! l Ki i


25/44

Penentuan Koordinat !alam KisiKristal

Posisi P ditentukandengan koordinat%rs)

oordinat ?dinyatakandengan pan&ang%a pada sumbu '

oordinat rdinyatakandengan pan&ang rb

pada sumbu $

oordinat sdinyatakandengan pan&angsc pada sumbu (

#etiap titik koordinatmerupakan bilanganhasil pembagian

oordinat P adalah 8 8 8/


P K di ! l Ki i


26/44


#ontoh9 Tentukan Koordinat Titik P

• Posisi titik P : 0 8/


P K di ! l Ki i


27/44


Tentukan koordinat semua titik kisi untuk unit sel kubuspusat badan bcc

@a7aban ' 2da titik di setiap sudut dan 1 di tengah ! ! ! , 1 ! ! , 1 1 ! , ! 1 ! ,

! ! 1 , 1 ! 1 , 1 1 1 , ! 1 1 A A A ,


P t K di t ! l Ki i


28/44


Tentukan koordinat semua titik kisi untuk unit sel kubuspusat badan bcc

@a7aban ' 2da titik di setiap sudut dan 1 di tengah ! ! ! , 1 ! ! , 1 1 ! , ! 1 ! ,

! ! 1 , 1 ! 1 , 1 1 1 , ! 1 1 A A A ,



29/44

SISTEM KRISTAL

Menentukan (ndeks Miller Arah Kristal

• Prosedur menentukanarah kristal

; y <Proyeksi a=% b&

Proyeksi dlm a, b, c/ 8 0 &

>eduksi 0 %&Penentuan [120]


30/44

SISTEM KRISTAL



31/44

SISTEM KRISTAL

Menentukan (ndeks Miller Bidang Kristal



32/44

SISTEM KRISTAL




33/44

SISTEM KRISTAL




34/44

SISTEM KRISTAL




35/44

SISTEM KRISTAL


ontoh9 5ambarkan bidang kristal & 0 0/ pada unit sel Cubi



36/44

Penentuan @umlah 2tom dalam /nit Sel

Bagaimana menghitung +umlah partikel atom yang terdapat dalam unit sel C

Perhatikan ' Atom atom $ang berbeda posisin$a dalam sel berbagi dengan unit sel $ang lain

2tom sudut berbagi dengan sel lain, +adi ada 1 / atom per sel 2tom muka %ace berbagi dengan * sel lain, +adi ada 16) atom per sel 2tom badan body ada 1 atom per sel

tidak berbagi dengan sel lain, karena ada di tengah

*erhatikan "ola $ang tergambar pada kisi bukan me akili satu partikel atom,

molekul,ion) tetapi menun&ukkan titik sudut persekutuan dari partikel$ang menempati lokasi tersebut

%cc



37/44

2PD " 1!! menun+ukkan %aktor e%esiensi kemasan rapat

•Bila suatu benda berbentuk bulat disusunmembentuk pola tertentu, sehingga satu sama lainsaling bersentuhan terkemas rapat/ selalu sa.a adarongga=lubang di antara bola-bola tersebut

• ?ntuk mengetahui e3esiensi susunan kemasanrapat dari setiap unit sel, dihitung dari AP4 atomic

packing factor / atau 3aktor kemasan rapat unit seltersebut

Pertanyaan : Berapa faktor kemasan rapat dari setiapunit sel dalam kristal ?

selunitVolumeselunitdalamatom volumeTotal = APF

Daktor emasan


38/44

Daktor emasan


39/44

Daktor emasan


40/44

Daktor emasan


41/44

M !"#it$!" D !sitas T %ritis ( )

• !ensitas massa .enis/• !ensitas, ρ/ massa=Colume• massa .umlah atom=unit sel ; massa tiap

atom

• massa tiap atom massa atom relati3=bil"ACogadro• c olume unit sel

AVcNAn

=

ρ

&assa molar atom g6mol@ml atom6unit sel

Holume6unit selcm*6unit sel Bilangan 24ogadro

" 1! )* atom6mol



42/44


$ontoh ' =itung densitas ρ teoritis dari tembaga $u

Jiketahui'Tembaga $uStruktur kristal F %cc : atom6unit sel&assa molar atom F *,55 gram6mol@ari#+ari atom < F !,1) nm 1 nm F 1! #( cmHc F a * ' untuk %cc , a p+.rusuk F


43/44


ElementAluminumArgonBariumBerylliumBoronBromine#admium#alcium#arbon#esium#hlorine#hromium

#obalt#opper4lourine5allium5ermanium5old+elium+ydrogen

SymbolAlArBaBeBBr#d#a##s#l#r

#o#u 45a5eAu+e+

At" eightamu/

%6"1D1"12

0 F"1"&0%0&"D0F1"1&00%"'0'&"&D0%"&000 %"10

2"'22%"&&

2D"16 "22 01"&&61"F%F%"21016"1F'"&&0"&&D

Atomic radiusnm/

&"0'E------&"%0F&"00'------------&"0'1&"01F&"&F0&"%62------&"0%2

&"0%2&"0%D ------&"0%%&"0%%&"0''------------

!ensityg=cm /

%"F0------

"20"D2%" '------D"620"22%"%20"DF------F"01

D"1D"1' ------2"1&2" %01" %------------

#rystalStructure4##------B##+#P>homb------+#P4##+e;B##------B##

+#P4## ------Grtho"!ia" cubic4##------------

Karakteristik Beberapa ?nsur pada %& o #



44/44

E!& %' Pr s !tati%!

Terima Kasih

Presentasi Minggu 2 - Me

Documents

Transcript of Presentasi Minggu 2 - Me