Tugas Pekan 1 Mata Kuliah Metalurgi Fisik ( Enos Manurung G1C019060 )

TUGAS 1

MATA KULIAH METALURGI FISIK

 

Disusun oleh :

 

Nama : Enos Manurung

NPM : G1C019060

Dosen Pengampu : A. Sofwan FA, S.T.,M.Tech.,Ph.D

      Nurbaiti S.T., M.T

 

PRODI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BENGKULU

2020

TUGAS PEKAN 1

Nama : Enos Manurung

NPM  : G1C019060

Mata Kuliah : Metalurgi fisik

No	Spesifiksi	SC	BCC	FCC
1.	BILANGAN KORDINASI	6	8	12
2.	JARAK ATOM TERDEKAT	a	Ѵ 2a/2	Ѵ 3a/2
3.	KOSTANTA KISI	4R	4R/Ѵ2	4R/Ѵ3
4.	BANYAK PERSATUAN ATOM	1	2	8
5.	BANYAK TITIK KISI	8	9	14
6.	VOLUME TOTAL BOLA DALAM SEL SATUAN	4/3π (0,5a)³	4/3π(Ѵ3a/4)³	4/3π(Ѵ2a/4)³
7.	VOLUME SEL SATUAN	a³	a³/4	a³/2
8.	FAKTOR TUMPUKAN ATOM	0,52	0,68	0,74

 

PENJELASAN

Prediksi 3/4 dari unsur-unsur kimia adalah logam. Lebih dari 2/3 nya mempunyai struktur sederhana. Bentuk logam dan campuran yang selalu di temui mempunyai struktur kristal kubus. Gaya bola atom-atom berjajar dan menggumpal didalam kristal menciptakan susunan frekuensi dan kehampahan.

 

Kristal

Kristal adalah konfigurasi dari atom-atom yang menyusun secara teratur dengan tingkat sistematis yang ditentukan saat susunan yang dimiliki nya selama pembekuan, pendinginan atau perubahan fasa-fasa. susunan atom terjadi secara berulang-ulang dalam pola 3D.

SC ( SIMPLE CUBIC )

Adalah struktur kristal yang paling sederhana. Dimana memiliki 6 bilangan koordinasi dan memiliki 8 titik kisi.

1.     Bilangan koordinasi

Adalah keadaan dimana sebuah atom dikelilingi oleh sejumlah atom-atom yang terbanyak yang ada tepat disebelahnya menjadi dasar besar bilangan suatu kisi sel. Semakin tinggi bilangan koordinasi yang dipunyai suatu kisi sel semakin tinggi kepadatan atom-aton didalannya. Semakin tinggi kepadatan atom-atom semakin mudah bola-bola atom untuk  meneruskan kegelinciran satu dengan yang lainnya untuk terjadi secara kontinyu. Pada struktur kristal SC, memiliki 6 bilangan koordinat.

2.     Jarak atom terdekat

contoh pada gambar diatas :

X= r+r

X= 2r

3.     Konstanta kisi adalah jarak antara atom-atom yang terdekat yang saling berimpitan dipakai sebagai acuan menghitung panjang rusuk kubus atau panjang kisi sel.

 

4.     Banyak atomper sel satuan, Banyaknya titik sudut  dikali banyaknya posisi. 1/8 x 8= 1

     5.     Banyak titik kisi( pusat bola)

           Adalah satuan kajian suatu susunan 3D kristal.  

6.     Volume total bola

           Vatom=lwh

           Vatom=1×4/3πr3

           Vatom= 3/4πr3

7.     Volume per satuan

           V= (x)(x)(x)

           V=x3

           V=(2r)3

           V= 8r

8.     Faktor tumbukan atom

           APF=Vatom/vsatuan

           APF= 3/4πr3/8r3

           APF= 4,188/8

           APF= 0,523

           APF= 52%

 BCC (Body centred cubic)

          Kubus pemusatan ruang adalaah suatu kisi yang berbentuk kubus dengan sisi-sisi sama panjang dimana ada 8 tempat atom pada masing-masing sudut dan 1 tempat atom di pusat kubus.

            Kristal BCC memiliki 8 bilangan koordinat. Dalam kiskisi sel BCC, memiliki 9 titik-titik pusat-pusat bola atom dengan panjang kketiga rusuk atau konstanta kisi a yang sama  besar (kiri) .pola tiga dimensi atom-atom menetapati kisi sel BCC (kanan).

Dari gambar diatas, sebagai contoh kita dapat menghitung banyak atom per sel satuan: 1/8×8+1=2. Jarak antar atom-atom yang saling yang saling berimpitan dipakai sebagai acuan menghitung panjang rusuk kubus atau panjang kisi sel. Jar-jari atom diasumsikan sama panjang. Dalam sistem BCC, atom-atom yang berimpitan sepanjang diagonal ruang kubus adalah sepanjang d= 4 dikali r atau 4r.

Jarak atom terdekat:

L2= x2+ x2

L2+ x2= d2

X2+x2+x2= d2

3x2=d2

√3x2 = √d2

√3 x= 4r

X = 4/√3r

Dari data diatas  kita dapat meghitung faktor tumpukan atom:

Vatom= 2 ( 4/3πr3)

Vsatuan= (4/3r)

APF = Vatom/vsatuan

APF = 2 ( 4/3Πr3)/ ( 4/3r)3

APF = 2π / 16/√3                                 APF = 2π√3/ 16                    

APF = 0,6802                 ATAU             APF= 68%

FCC ( Face Centred Cubic)

            Kubus pemusatan muka atau sel. Face, muka atau sisi sebuah kubus dimaksud adalah semua muka, baik pada sisi sebelah depan, sisi sebelah belakang, sisi sebelah kanan, sisi sebelah kiri, sisi sebelahatas maupun sisi sebelahbawah. Dalam kisi FCC pusat bola-bola berimpit tepat pada masing-masing sudut kubus dan pada pusat masing-masing keenam bidang muka kubus.

            Kisi sel FCC, memiliki 14 titik pusat-pusat bola atom dengan panjang ketiga rusuk atau konstanta kisi a yang sama besar (kiri), pola tiga dimensi atom-atom menempati kisi sel FCC ( kanan).

Dari gambar diatas, sebagai contoh kita dapat menentukan jarak atom terdekat:

X2+x2 = (4r)2

2x2 = 16 r2

2x2 /2= 8r2/2

√x2 = √8r2

X =√8 r2

Untuk mendapatkan banyaknya atom per satuan sel:

(1/8 × 8 ) + (1/2 ×6)= 4.

Dari data  diatas, kita dapat menentukan volume total bola dan volume sel satuan.

Vatom = 4( 4/3 πr)3

Vsatuan = ( √8 )3

Setelah mendapatkan nilai volume, kita dapat menentukan faktor tumpukan atom

APF = vatom / vsatuan

APF= 4( 4/3 πr)3 / ( √8 )3

APF = (4)(4) ( 1/3 πr)3 / 8√(4×2 ) r3

APF = 16 ( 1/3 π / 16 √2

APF = 1/3 π / √2

APF = π / 3√2           

APF = 0,7404           atau            APF = 74%