Tugas Pekan 2 Metalurgi Fisik ( Zefanya karsten Ginting G1C019024 )

 

Nama : Zefanya Karsten Ginting

NPM   : G1C019024

TUGAS METALURGI FISIK

 

Mengulas materi

 

Ikatan atom

Ikatan ion

Atom logam cenderung melepaskan elektronnya, lalu diterima oleh atom non logam . Dari proses transfer elektron dari atom logam ke atom non logam ini akan terbentuk ion positif dan ion negatif dengan konfigurasi elektron gas mulia yang saling tarik menarik dengan gaya elektrostatis yang disebut ikatan ionik.

Contoh : dalam pembentukan senyawa garam atau biasa di sebu NaCl ada campuran senyawa ion dari Na+ menuju Cl- (yang artinya senyawa Na kelebihan elektron sedangkan senyawa Cl kekurangan elektron dapat di tulis Na- Cl+ = NaCl )

 

Ikatan Kovalen

Atom-atom nonlogam cenderung tidak ingin melepaskan elektronnya dan ingin menarik elektron-elektron dari atom lainnya sehingga terdapat satu atau lebih pasangan elektron yang dipakai untuk berbagi bersama.

Ikatan kimia yang terbentuk dari sharing elektron terlokalisasi antara atom ini disebut ikatan kovalen.

Contoh produk : biasa terdapat pada keramik dan produk karat

Ikatan logam

Ikatan logam adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama elektron valensi antara atom-atom logam.

Contoh: logam besi, seng, dan perak.

Ikatan logam bukanlah ikatan ion atau ikatan kovalen.

Salah satu teori yang dikemukakan untuk menjelaskan ikatan logam adalah teori lautan elektron.

Contoh terjadinya ikatan logam. Tempat kedudukan elektron valensi dari suatu atom besi (Fe) dapat saling tumpang tindih dengan tempat kedudukan elektron valensi dari atom-atom Fe yang lain.

F = E/r

Ep = mgh

F = Ep/h

Z adalah valensi ion

Valensi itu k+ dengan 0- maka zk = 1 zo = 2

 

Didalam energi ada sifatnya tarik menarik ada yang tolak menolak

Hubungan antara energi ikatan atom

Dapat dilihat pada gambar di atas:

-Terdapat 2 atom yaitu m+ X- yang dipisahkan oleh r ( Jarak )

-Karena teradapat 2 atom maka ada energy tarikan dan energy tolakan :

Etarik = z1 x z2 x e^2 / 4π x e0 x r^2

E = dea/dr= d(a/r)/dr= da/dr^2= z1e x z2e / 4π x  x r^2

Dimana :                                                                                                                   

Z = Valensi atom                                                                                                        

e  =  Muatan elektron = 1.602 x 10^-19                            

e0= Permivitas ruang hampa                                             

 r  = Jarak antara atom

-Energi Tolakan, tejadi bahwa tolakan antara ion kisi akan berbanding lurus dengan  1/r n  sehingga istilah energi repulsive  Er, akan dinyatakan :

Ere = B/ R^n

Dimana :

B = skala konstan kekuatan interaksi repulsif

r  = jarak terdekat antara dua ion dengan muatan berlawanan

n = eksponen Born, angka antara 5 dan 12 yang menyatakan ketajaman halangan repulsif

 

Energi Ikatan Atom :

E = Ecoul + Erepulsif

E = -A/ r + B/r^n

dE/de = - d(-A/r) / dr + ( d ( B/r^n)/dr

dE/dr = -(-1 A x r^-2 ) + - n x B x r^n-1

dE/dr = A/r^2 - n x B / R^n+1

Dari gambar diatas dapat diketahui bahaw Energi ikatan atom mengalami kestabilan ketika pada suatu titik terendah di grafik tersebut = r0 :

dE/dr = 0

A/r0^2 - N X B / r0 ^n+1 = 0

A/n x B = r0^2/r0^n+1

A/n x B = r0^2 r0^-n-1 jadi A / n x B = r0^1-n

ro = 1-n akar A / n x B = ( akar A / n x B )^1/1-n

Jika Kurva pada Energi ikatan grafik dibalikkan maka terbentuk grafik modulus elastisitas ( disebut modulus young )

Perhatika gambar diatas :

-kekuatan menolak muncul. Untuk ukuran (r - ro) kecil gaya tolak sebanding dengan (r - ro)untuk semua bahan, baik ketegangan dan kompresi.

-Kekakuan, atom dalam Kristal dipegang bersama oleh rantai yang

berlaku seperti pegas kecil. Kita mendefinisikan kekakuan dari salah satu rantai tersebut :

S = sF/dr = d^2 E / dr^2

Untuk tegangan kecil, bertahan secara konstan ( ini pegas konstan dari rantainya ). Ini berarti kekuatan antara sepasang atom , terpisahkan oleh jarak  ( r = r0 )

F= s0 ( r = r0 )

 

Hubungan kurva uji tarik dengan ikatan

uji tarik merupakan suatu uji mekanis. Tujuan dari dilakukannya suatu pengujian mekanis adalah untuk menetukan respon material terhadap suatu konstruksi, komponen atau rakitan fabrikasi pada saat dikenakan beban atau deformasi dari luar. Dalam hal ini akan ditentukan seberapa jauh perilaku intern (sifat yang lebih merupakan ketergantungan atas fenomena atomik maupun mikroskopis dan buka dipengaruhi bentuk atau ukuran dari benda uji) dari material terhadap pembebanan tersebut. Di antara semua pengujian mekanis tersebut pengujian tarik merupakan jenis pengujian yang paling banyak digunakan karena mampu memberikan informasi representatif dari perilaku mekanis material.