Makalah Difusi Logam [PDF]

Citation preview

KATA PENGANTAR Alhamdulillahi Robbil ‘Alamin, Segala puji bagi Allah SWT Tuhan Semesta Alam. Atas segala karunia serta limpahan nikmatNya sehingga saya dapat menyusun makalah ini dengan sebaik-baiknya. Makalah yang berjudul “Difusi Pada Logam” disusun dalam rangka memenuhi salah satu tugas mata kuliah Logam yang diampu oleh Bapak R. Puranggo Ganjar Widitiyo, S.T., M.T. Makalah ini berisi tentang deskripsi difusi pada logam. Dalam penyusunannya, makalah ini melibatkan berbagai pihak. Oleh sebab itu saya mengucapkan banyak terima kasih atas segala kontribusinya dalam membantu penyusunan makalah ini. Meski telah disusun secara maksimal, namun saya sebagai manusia biasa menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Karenanya saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca sekalian. Demikian apa yang bisa saya sampaikan, semoga pembaca dapat mengambil manfaat dari karya ini.



Jember, 21 Oktober 2019



Penulis



i



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ........................................................................................................ i DAFTAR ISI...................................................................................................................... ii BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .......................................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................... 1 1.3 Tujuan ....................................................................................................................... 1 1.4 Manfaat ..................................................................................................................... 1 BAB 2 PEMBAHASAN .................................................................................................... 3 2.1 Difusi pada logam ..................................................................................................... 3 2.2 Hukum difusi Fick .................................................................................................... 4 2.3 Mekanisme difusi dalam logam padat ...................................................................... 4 BAB 3 PENUTUP ............................................................................................................. 7 3.1 Kesimpulan ............................................................................................................... 7 REFERENSI...................................................................................................................... 8



ii



BAB 1 PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Difusi merupakan proses alamiah yang sering ditemukan sehari-hari. Difusi sendiri adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan di mana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Proses difusi dikelompokan menjadi 3 jenis, yaitu difusi cair, difusi padat, dan difusi gas. Pada pembahasan ini akan mengerucut pada satu jenis difusi, yaitu difusi padat khususnya difusi pada logam.



1.2 Rumusan Masalah Adapun yang menjadi fokus permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Apa itu difusi pada logam? 2. Apa itu hukum difusi Fick? 3. Bagaimanakah mekanisme difusi dalam logam padat?



1.3 Tujuan Adapun tujuan dari makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui apa itu difusi pada logam 2. Untuk mengetahui apa itu hukum difusi Fick 3. Untuk mengetahui mekanisme difusi dalam logam padat



1.4 Manfaat Adapun manfaat dari makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa dapat mengetahui difusi pada logam 2. Mahasiswa dapat mengetahui hukum difusi Fick



1



3. Mahasiswa dapat mengetahui mekanisme difusi dalam logam padat



2



BAB 2 PEMBAHASAN



2.1 Difusi pada logam Difusi memainkan peran penting dalam banyak proses metalurgi. Hampir semua perubahan fasa dalam sistem paduan melibatkan redistribusi atom konstituen, dan sebagainya bergantung pada fenomena difusi. Misalnya, usia pengerasan,



pembentukan



senyawa,



penghapusan



coring



dalam



paduan



dilemparkan oleh anneling, pengerasan permukaan, ikatan logam, pertumbuhan film oksida, teknik metalurgi serbuk, pemulihan dan rekristalisasi semua fenomena dimana pengetahuan dari gerakan elemen terlarut diperlukan sebelum proses dapat sepenuhnya dijelaskan. Difusi adalah efek statistik yang tergantung sepenuhnya pada gerakan relatif dan konsentrasi atom yang merupakan sistem. Dari pertimbangan sederhana paduan mengandung gradien konsentrasi, yang selama difusi akan cenderung ke arah distribusi seragam, hukum dasar yang mengatur proses difusi mungkin diturunkan. Atom atau molekul dalam sistem fisik atau kimia terus berusaha untuk mengambil posisi di mana energi dari sistem ini adalah minimum. Difusi dapat digambarkan dalam hal perubahan energi daripada konsentrasi, karena telah menunjukkan bahwa sementit dalam kontak intim dengan pameran austenit tanpa kecenderungan untuk kehilangan karbon untuk austenit. Bahkan, austenit jenuh sehubungan dengan sementit cenderung kehilangan karbon untuk menghasilkan karbon tahap lebih tinggi, yaitu karbon berdifusi dari daerah (austenit) dimana dalam konsentrasi, karena potensial kimia yang lebih tinggi (energi) dari karbon dalam austenit. Perubahan energi bebas adalah kekuatan pendorong di belakang transformasi kimia dan fisik dan itu harus diharapkan bahwa perubahan energi bebas terlibat dalam laju reaksi.



3



2.2 Hukum difusi Fick Mempertimbangkan kasus yang akan behubungan dengan konduktivitas termal atau listrik, oleh karena itu, tingkat difusi dapat dirumuskan oleh:



J=F/R



Dimana: 



J = Laju difusi (atau laju aliran massa)







F = Gaya penggerak (perbedaan dalam energi antara keadaan awal dan akhir)







R = Untuk gerakan perlawanan



Dari persamaan di atas dapat dilihat, bahwa tingkat difusi tergantung tidak hanya pada kekuatan pendorong tetapi juga pada perlawanan terhadap pergerakan atom melalui kisi. Resistensi diturunkan dengan menaikkan suhu dari sistem yang menyebar, karena amplitudo yang lebih tinggi dari getaran atom pelarut memberikan jalan yang lebih jelas ke atom terlarut bermigrasi.



2.3 Mekanisme difusi dalam logam padat Difusi, secara perspektif atomik adalah migrasi suatu atom dari lattice satu ke lattice yang lain. Pada kenyataannya atom zat padat berada pada keadaan yang tetap dan konstan tidak berubah, maka sebuah atom untuk dapat berpindah harus memenuhi syarat : (1) harus ada celah kosong di antara atom (2) atom harus mempunyai energi yang cukup untuk memutuskan ikatan atom. A. Difusi Vacancy / Kosong Mekanisme difusi kosong memerlukan kekosongan struktur atom dalam prosesnya, sehingga atom terdekatnya dapat berpindah ke daerah kosong tersebut.



4



Gambar 2.1 Proses Difusi Vacancy/Kosong



Kekosongan dalam struktur atom dapat terjadi pada suatu material logam yang dipanaskan. Karena pada difusi jenis ini, atom dan daerah kosongnya berpindah posisi, difusi atom ini dapat dikatakan sebagai pergerakan dari daerah kosong itu sendiri. B. Difusi Interstisial Jenis kedua dari difusi zat padat adalah difusi interstisial, difusi jenis ini merupakan migrasi dari sebuah posisi interstisial atom ke tetangganya yang kosong. Mekanisme ini dapat terjadi pada sebuah senyawa yang tidak murni, contohnya adalah senyawa yang mengandung hidrogen, carbon, nitrogen, dan oksigen. Dimana atom-atom ini mempunyai ukuran yang tidak sama dengan atom lain dalam ikatannya, sehingga atom tersebut dapat terselip ke posisi interstisial.



5



Gambar 2.2 Proses Difusi Interstisial



Di alam kebanyakan logam campuran lebih sering terjadi difusi secara interstisial dibandingkan difusi secara vacancy. Hal ini terjadi karena atom interstisial lebih kecil sehingga dapat bergerak secara bebas, hal ini diperkuat karena lebih banyak posisi interstisial dibanding posisi kosong dalam suatu struktur atom, oleh sebab itu kemungkinan terjadinya pergerakan atomik interstisial lebih besar dari difusi vacancy.



6



BAB 3 PENUTUP



3.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diperoleh dari makalah ini adalah : 1. Interdifusi adalah proses dimana atom dari suatu metal berpindah ke atom yang lain 2. Syarat terjadinya difusi dalam zat padat adalah harus ada celah kosong di antara atom serta atom harus mempunyai energi yang cukup untuk memutuskan ikatan atom. 3.Terdapat dua jenis difusi zat padat yaitu difusi vacancy/kosong dan difusi interstisial. Difusi kosong dapat terjadi apabila ada daerah kosong dalam suatu struktur kristal sehingga memungkinkan atom untuk berpindah ke daerah kosong tersebut. Difusi interstisial adalah difusi yang terjadi akibat adanya perbedaan ukuran atom dalam suatu susunan logam sehingga di antara atom-atom tersebut terdapat celah yang bisa membuat atom yang lebih kecil bergerak diantaranya. 4. Dalam campuran logam lebih banyak terjadi difusi interstisial daripada difusi vacancy.



7



REFERENSI



Callister, William D. Material Science and Engineering an Introduction. 2009. John Wiley and Sons http://arfaoto.blogspot.com/2011/05/ilmu-bahan-heat-treatment.html



diakses



tanggal 21 Oktober 2019 Pukul 22.15 https://www.slideshare.net/riski890/diffusion-insolidsdifusidalampadatan diakses tanggal 21 Oktober 2019 pukul 22.30 lontar.ui.ac.id/file?file=digital/digital_124663-R040805-Studi-pengaruhLiteratur.pdf diakses tanggal 21 Oktober 2019 pukul 22.00



8