JAWABAN PERTANYAAN “DIFUSI”

METALURGI FISIKA II

KELOMPOK 4

Disusun Oleh :

AGUSTINI PURWANINGTYAS

CIKEU NURISLAM MEDINA

DESY AKMALIA

ERDHY DZANJANI

MAULIA ANGRAENI

JURUSAN TEKNIK METALURGI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA

CILEGON – BANTEN

2015

DIFUSI

a. Pengertian Difusi

Difusi merupakan suatu peristiwa perpindahan atau mengalirnya suatu zat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses difusi dapat terjadi dalam keadaan gas, cair, maupun padat sehingga proses ini dapat terjadi pada baja dan logam lainnya.

b. Factor yang Mempercepat Proses DifusiBeberapa faktor yang mempengaruhio proses difusi adalah :1. Tingkat gradien konsentrasi: Semakin besar perbedaan konsentrasi, semakin cepat difusi. Semakin dekat distribusi bahan sampai ke kesetimbangan, semakin lambat laju difusi terjadi.2. Massa molekul menyebar: molekul yang lebih berat bergerak lebih lambat; Oleh karena itu, mereka menyebar lebih lambat. Sebaliknya adalah benar untuk molekul yang lebih ringan.3. Suhu: Suhu yang lebih tinggi meningkatkan energi dan karena itu gerakan molekul, meningkatkan laju difusi. Suhu yang lebih rendah menurunkan energi molekul, sehingga mengurangi laju difusi.4. Kerapatan Pelarut: Saat kerapatan pelarut yang meningkat, tingkat difusi akan berkurang. Molekul-molekul memperlambat karena mereka memiliki waktu yang lebih sulit masuk melalui media padat. Jika media kurang padat, difusi meningkat. Karena sel-sel terutama menggunakan difusi untuk memindahkan bahan dalam sitoplasma, setiap peningkatan kepadatan sitoplasma akan menghambat pergerakan bahan. Sebuah contoh dari hal ini adalah orang yang mengalami dehidrasi. Seperti sel-sel tubuh kehilangan air, laju difusi menurun dalam sitoplasma, dan fungsi sel-sel ‘memburuk. Neuron cenderung sangat sensitif terhadap efek ini. Dehidrasi sering menyebabkan ketidaksadaran dan mungkin koma karena penurunan laju difusi dalam sel.5. Kelarutan: Seperti telah dibahas sebelumnya, bahan nonpolar atau larut dalam-lipid melewati membran plasma lebih mudah daripada bahan polar, memungkinkan tingkat yang lebih cepat dari difusi.6. Luas permukaan dan ketebalan membran plasma: Peningkatan luas permukaan meningkatkan laju difusi, sedangkan membran tebal mengurangi itu.7. Jarak tempuh: Semakin jauh bahwa zat harus melakukan perjalanan, semakin lambat laju difusi. Hal ini memberikan pembatasan atas ukuran sel. Sel yang bulat besar akan mati karena nutrisi atau limbah tidak dapat mencapai atau meninggalkan pusat sel. Oleh karena itu, sel-sel yang baik harus dalam ukuran kecilseperti halnya dengan kebanyakan eukariota bersel tunggal.

c. Macam-macam DifusiMacam-macam difusi adalah :

1. Difusi VolumeDifusi volume merupakan transfer materi menembus volume

materi lain. Difusi ini terjadi misalnya jika karbon, nitrogen, oksigen, dan hidrogen berdifusi ke dalam metal. Sehingga kehadiran atom-atom asing dalam posisi interstisial metal sangat mempengaruhi sifat-sifat mekanis metal.2. Difusi Bidang Batas

Difusi bidang batas terbentuk apabila didalam padatan hadir butiran

butiran yang berlainan fasa dengan material induk. Di bidang batas ini terjadi energi ekstra yang akan menyebabkan materi yang berdifusi cenderung menyusur permukaan .

3. Difusi PermukaanDifusi permukaan terjadi apabila ada retakan, sehingga materi yang

berdifusi cenderung menyusur ke permukaan retakan.

d. Mekanisme DifusiBeberapa mekanisme difusi:1. Difusi Interisti

Difusi Interstisi terjadi apabila ukuran yang jauh lebih kecil dari atom induk nya. Dimana perbedaan diameter atom induk lebih besar 0.15 kali dari diameter atom interstisi.

2. Difusi VacancyDifusi vacancy terjadi apabila terdapat kekosongan atom pada suatu susunan atom dari suatu material , dimana menyebabkan kecenderungan atom bergerak mengisi kekosongan trsebut.

3. Difusi SubtitusiDifusi substitusi terjadi apabila atom yang berpindah memiliki ukuran yang relatif sama dengan atom induknya.

e. Hukum Ficks 1“Laju difusi berbanding lurus dengan gradien konsentrasinya”

J=-D

Dimana, J=banyaknya atom yang berdifusi D=Koefisien difusi

= gradien konsentrasi f. Hukum Ficks II

“Laju difusi tidak hanya bergantung pada gradien konsentrasi saja, tetapi juga dengan waktu”.

Dimana, =Perubahan konsentrasi per satuan waktu .g. Aplikasi difusi pada metalurgi

Laju pada proses metalurgi ditunjukkan melalui difusi. Fenomena tersebut sangat penting untuk menentukan:

perlakuan panas pada logam Proses karburasi baja oksidasi logam Pembuatan Keramik Metalurgi serbuk

PERTANYAAN DAN JAWABAN1. Pertanyaan

Andri Subekti :

Kenapa pada hukum Ficks ada tanda minus (-) serta koefisien

difusi itu satuannya apa

Jawaban (Agustini P.) :

Tanda dari minus (-) tersebut adalah untuk menandakan bahwa

difusi tersebut terjadi pada arah yang berlawanan dengan kenaikan

konsentrasi. Satuannya adalah Cm2/ s

2. Pertanyaan (aditha) : berikan contoh difusi pada heat transfer?

Jawaban (Desy A.) :

Proses difusi pada heat transfer contohnya pada proses normalizing yaitu suatu pemanasan logam mencapai fasa austenite yang kemudian didinginkan secara perlahan dengan media pendingin udara . pada proses difusi pada normalizing terjadi pada saat pemanasan logam mencapai fasa austenite kemudian didinginkan dengan suhu ruang. Pada proses ini terjadi perubahan suhu dari konsentrasi tinggi (pemanasan logam) ke konsentrasi rendah (pendinginan logam).

3. Jelaskan proses difusi pada metalurgi sebuk.Jawaban (Cikeu N. M) :

Pada metalurgi serbuk, proses difusi terjadi pada tahap sintering, yaitu pemanasan pada temperatur di bawah titik leleh material komposit, yaitu saat dimana temperatur sinter terus dinaikkan akan terjadi difusi permukaan antar partikel matrik dan filler yang akhirnya akan terbentuk liquid bridge / necking (mempunyai fasa campuran antara matrik dan filler). Dan juga pada mekanisme transport massa yaitu transport bulk dimana dalam proses sintering akan menghasilkan perubahan dimensi. Atom-atom berasal dari dalam partikel akan berpindah menuju daerah leher (liquid bridge). Termasuk difusi volume, difusi batas butir, aliran palstis dan aliran viskos. Kedua mekanisme tersebut akan menyebabkan terjadinya pengurangan daerah permukaan untuk pertumbuhan leher, perbedaanya hanya terletak pada kerapatan (penyusutan selama sintering).