Tugas Mata Kuliah Difusi dan Paduan LogamDosen : Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S

1.9 HgTe-tebal film = 13 nm saensitif ( kepekaan) kedua unsur hilang setelah 55 jam pada suhu 1620C atau 250 jam pada suhu 110 0C

a. Tentukan energi aktivasi pada proses interdifusi dan tentukan pertumbuhan pada suhu 250C

b. Tentukan koefisien difusi pada suhu 1620C

PENYELESAIAN:

DIK: X = 13 nm = 13 x 10-9m

t 1 = 55 jam t 2 = 250 jam t 3 =........?

T1 =( 162+273) = 435 K T2 = (110+273 )= 383 K T3 = ( 25+273) = 298 K

DIT: a) Q = .....? t =......?

b) D = ....... pada T = 1620C

JAWAB:

a) = =

= exp ( + )

Ln = Q ( - )

-1,514 = Q ( - 3,76.10-5)

Q = 40265,96 J/mol

Q = 40,3 KJ/mol

t~ dari pers (1-39) buku diffusi

t = 55 x 168,22 = 9252,1 jam

b) X2 = D.t ---- D =

D =

D = 8,53 x 10-19 cm2/det

2-6. Pada rentang suhu -70 hingga 400° C koefisien difusi atom karbon dalam α-Fe adalah

cm2/s. Jika frekuensi vibrasi rata-rata atom karbon dalam

kisi adalah /s, hitunglah entropi gerakan, Sm, untuk difusi karbon.

(Gunakan parameter kisinya cm.)

Penyelesaian

Diketahui: koefisien difusi: cm2/s

frekuensi gerakan atom karbon: /s

parameter kisi α-Fe: cm

Ditanya: waktu difusi

Jawab:

cm2/s cm2/s

Ambil konstanta geometri , dan konstanta umum gas J/mol.K, maka

Karena 1 joule 0,24 kal, maka

2.7 Kekosongan/vacancy pada emas melalui proses annealing

a. Jika pada kekosongan 79 KJ/mol, hitunglah Dv pada saat suhu 400C

b. Jika t= , hitunglah jarak rata-rata antar sel (d) jikat = 200 jam pada suhu 400C.

c. Jika diperkirakan D0 adalah Dv adalah sama, maka hitunglah perbandingan Dvdengan Dv2 pada suhu 400C

Penyelesaian

Dik : Hm = Q = 79 KJ/mol = 79 x 103 J/molT = (40+273)= 310 Kt = 200 jamHm2 = 60 KJ/mol = 60 x 103J/mol

Dit: a. Dv =....? jika T = (40+273)K b. d =....? jika t= 200 jam dan T = (40+273)K

c. =......?

Jawab:

a. D v= D0 exp -

Dv = 0.2 exp

Dv = 0,2 exp -30,38Dv = 0,2 x 639 x 10-14cm2/detDv = 1,3 x 10-14 cm2/det

b. d2 = tπ2.Dv

d = {200 x 3600 (3,14)2 x 1,3 x 10-18}1/2

d = {0,92 x 10-12}1/2

d = 0,96 x 10-6 md 1,0 m

c. Hm1 = 79 KJ/mol = 79000 J/molHm2 = 60 KJ/mol = 60000 J/molT = (40+273) K = 313 K

=........

Dv2 = D0 exp

Dv2 = 0,2 exp 23,06778

Dv2 = 1,92 x 10-11Cm2/detJadi:

=

=