Bismillahirrahmanirrahim. Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh. Kali ini kita akan belajar mengenai struktur kristal logam.
Solid material diklasifikasikan berdasarkan keteraturan antar atom. Bahan kristal merupakan material di mana atom-atom terletak dalam susunan berulang. Penyusunan ini terjadi misalnya pada saat proses solidification atau pemadatan material.
Dimana setiap atom terikat dengan atom lain yang berdekatan. Beberapa sifat padatan kristal bergantung pada struktur kristal material. Secara atom, ion, atau molekul disusun secara spasial. Urutan atom dalam padat kristal menunjukkan bahwa kelompok kecil atom membentuk pola berulang. Jadi dalam mendeskripsikan struktur kristal seringkali mudah untuk membagi struktur menjadi entitas berulang kecil yang disebut cell unit atau unit cell.
Jadi kalau kita perhatikan bahwa pembentukan kristal atau solidification process ini merupakan perubahan dari fasa cair menjadi fasa padat. Ini lebih baik. banyak pada fasa cairnya dan ini yang kota-kota kecil itu merupakan pemandatan ya solidifikasi proses dia pemandatannya semakin banyak ya atom-atom saling terikat satu sama lain di gambar yang ketiga maka padatannya semakin banyak sehingga pada gambar keempat ini kita melihat ini adalah full dari material yang sudah memadat nah garis-garis itu kita sebut dengan batas butir nah ini terjadi terjadi pada material logam pada saat sekali lagi prosesnya adalah namanya solidification process atau proses pemadatan material pada saat kita casting material Dua karakteristik penting lainnya dari struktur kristal adalah coordination number dan atomic package factor atau APF.
Untuk logam, setiap atom memiliki kesamaan jumlah atom terdekat atau atom yang menyentuh yang merupakan coordination number. Sehingga APF merupakan hasil dari pembagian jumlah atom pada unit cell dan volume unit cell. Berikut ini adalah sutur kristal yang lazim ada pada logam yaitu SC atau simple cubic.
Kita perhatikan di sini adalah ada atom-atomnya ini yang berwarna merah. Kemudian kita cuplik yang dari garis tengah sehingga kita... Kita lihat geometrinya seperti ini.
Kita bisa melihat ada satu inti. Sehingga coordination number-nya ada 6. Sini ada warna yang abu-abu tua. Itu adalah coordination number. Jumlahnya ada 6. Jumlah atomnya berapa? Yaitu 1 berasal dari 1 per 8 dari 8 pojok unit sel tersebut.
Sehingga di total menjadi 1 atom per unit sel. Nah, 1 unit selnya itu adalah ada 1 inti atomnya. Struktur kristal yang kedua yang lazim adalah BCC atau Body Center Cubic. Nah, kita melihat di sini ada di pojok-pojoknya itu ada atom-atomnya, di tengah ada inti atomnya, sehingga kalau kita visualisasikan modelnya seperti ini.
Di pojok-pojoknya ada 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Di tengahnya ada 1 inti atom yang digelilingi oleh 4, 8 coordination number Sehingga kita sebut coordination number 8 Jumlah atomnya 2 berasal dari 1 inti di tengah Dan 1 per 8 dari 8 pojok unit cell tersebut Sehingga totalnya menjadi 2 atom per unit cell Nah ini untuk jenis yang PCC Ini contohnya besi atau iron. Nah, kemudian BCC, kalau kita lesarak seluruhan, gabungan jumlah atom dalam unit sel dan gabungan unit sel membentuk material padatan berpulap BCC adalah seperti itu. Ya, susunannya dia akan seragam ke bawah.
Seragamnya di tengahnya ada ini. Intinya atom satu-satu-satu ke bawah terus. Jadi prosesnya berulang tadi. Proses susunan teratur berulang.
Dan bentuk yang lain adalah struktur kristal yang disebut dengan FCC atau phase center cubic. Kata kuncinya adalah phase. yaitu wajah atau sisi.
Kita lihat di sini adalah ada satu sisi inti atomnya di setiap sisi dari kubik tersebut. Tetap di pinggir-pinggirnya atau di pojok-pojoknya ada juga sebagian dari potongan inti atom tersebut. Sehingga kita bisa menghitung bahwa coordination number-nya adalah 8 dari sudut-sudutnya itu.
Jumlah atomnya adalah 4 berasal dari setengah kali 6 ditambah ada seperdelapan dari delapan pojok unit cell tersebut. Sisi. Sehingga di total menjadi 4 atom per unit sel untuk jenis struktur kristal FCC.
Nah FCC ini contohnya aluminium. Nah kalau kita lihat secara keseluruhan, secara makro, maka gabungan jumlah atom dalam unit sel dan gabungan unit sel bentuk material padatan berpola FCC kita bisa melihat seperti ini. Jadi bentuknya pun teratur dari atas ke bawah, kiri kanan atau sebaliknya. Hanya saja di setiap sisinya selalu ada satu inti atom.
Terima kasih. Oke, bentuk yang berikutnya yang lazim selain dari simple cubic, BCC maupun MCC adalah kita menyebutnya dengan HCP atau Hexagonal Closed Pack Structure. Sebelah kiri geometrinya, sebelah kanan sunan atomnya. Tidak semua logam memiliki sel satuan dengan simetri kubik. Kristal logam yang lazim lainnya adalah heksagonal, di mana kiri unit bola traduksi sel A.
Dan saya masing-masing mewakili panjang, tepi pendek dan panjang, dan kanan adalah gabungan atom. dalam unit sel dan gabungan unit sel yang membentuk material padat pada logam yang berpola HCP ini struktur jenis yang lain daripada BCC dan FCC nah teman-teman semua ini adalah tabel atomic radian crystal structure for 16 metals kita lihat disini metal, aluminium struktur kristalnya FCC cadmium, HCP, chromium BCC, cobalt, HCP dan seterusnya tujuannya apa? mengetahui struktur kristal ini ini penting sekali manakala kita akan melakukan satu penyambungan metal satu dengan metal yang lain ya logam satu dengan logam yang lain untuk memastikan dia bisa menyambung dengan homogen maka kita harus memastikan struktur kristalnya adalah sama kalau kita membuat metal komposite juga seperti itu pastikan menggunakan struktur kristal yang sama adapun sekarang terdapat inovasi penyambungan di similar metal itu adalah salah satu metode terbaru, bagaimana supaya sutru ketal berbeda, tapi bisa disambung, dan itu memerlukan teknik-teknik yang lebih lanjut, atau advanced technique. Sekarang ada soal, misalkan kita diminta untuk menghitung sel satuan FCC dalam jari-jari R.
Jadi solusinya dalam sel unit, kita bisa ilustrasikan seperti itu, maka atom-atom tersebut saling bersentuhan, melintasi diagonal sisi yang panjangnya 4R. Karena sel satuan adalah kubus, maka volumenya adalah, A3 dimana A adalah panjang tepi sel atau sisinya dari setiga siku-siku maka kan kalau volume berarti S x S x S disini adalah A x A x A kalau volume jadi pangkat 3 kan maka A kuadrat plus A kuadrat sama dengan 4R dikuadratkan maka A adalah A sama dengan 2R akar 2 kemudian volume unit sel FCC atau VC dapat dicari dengan persamaan VC pangkat 3 sama dengan 2R, akar 2 pangkat 3 sama dengan 16R, pangkat 3 akar 2. Nah ini hasilnya bagaimana kita menghitung volume sel satuan FCC dengan jari-jarinya. Ini referensi yang saya gunakan, buku dari Metal Science Engineering Introduction, Karangan Kalister dan Rensvig tahun 2018. Pastikan kamu juga baca satu ini. Oke, itu saja mungkin yang bisa saya sampaikan. Terima kasih.
Dan tetap semangat dalam belajar Kalau ada pertanyaan jangan lupa Untuk ketik di kolom komentar Selalu saya balas insya Allah Saya akhiri Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh Tetap semangat dalam belajar Oke