material teknik (semikonduktor dan karakteristik nikel)

of 12 /12
Tugas TI-1102 Material Teknik Disusun Oleh : Albert Librata / 1514017 Anita Silvia Tanuwijaya / 1514021 Ivana Nathania Hidayat / 1514026 Kristofer Hadinata / 1514034 Eric Jusman / 1514042 TEKNIK INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI HARAPAN BANGSA

Upload: anita-silvia

Post on 16-Jan-2016

21 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Material Teknik, Semikonduktor, Karakteristik Nikel, Teknik Industri.

TRANSCRIPT

Page 1: Material Teknik (Semikonduktor dan Karakteristik Nikel)

Tugas TI-1102

Material Teknik

Disusun Oleh :

Albert Librata / 1514017

Anita Silvia Tanuwijaya / 1514021

Ivana Nathania Hidayat / 1514026

Kristofer Hadinata / 1514034

Eric Jusman / 1514042

TEKNIK INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI HARAPAN BANGSA

2014

Page 2: Material Teknik (Semikonduktor dan Karakteristik Nikel)

SEMIKONDUKTORA. Material Semikonduktor

Semikonduktor adalah paduan metalik danoksida yang memiliki tingkat energi yang bervariasi. Sifat paling penting dari semikonduktor adalah konduktivitas listrik. Hal ini disebabkan karena karakteristik dari komponen elektronika sangat ditentukan oleh konduktivitas listrik bahan. Konduktivitas listrik semikonduktor ditentukan oleh jumlah pembawa muatan dan suhu.

Semikonduktor dengan properti elektronik yang dapat diprediksi dan handal diperlukan untuk produksi massa. Tingkat kemurnian kimia yang diperlukan sangat tinggi karena adanya ketidaksempurnaan, bahkan dalam proporsi sangat kecil dapat memiliki efek besar pada properti dari material. Kristal dengan tingkat kesempurnaan yang tinggi juga diperlukan, karena kesalahan dalam struktur kristal (seperti dislokasi, kembaran, dan retak tumpukan) mengganggu properti semikonduktivitas dari material. Retakan kristal merupakan penyebab utama rusaknya perangkat semikonduktor. Semakin besar kristal, semakin sulit mencapai kesempurnaan yang diperlukan. Proses produksi massa saat ini menggunakan ingot (bahan dasar) kristal dengan diameter antara empat hingga dua belas inci (300 mm) yang ditumbuhkan sebagai silinder kemudian diiris menjadi wafer.

Dalam semikonduktor akan dihasilkan salah satu partikel yang bernama hole. Hole ini dianggap sebagai partikel yang bermuatan positif dengan alasan :

a. Jumlah energi vektor gelombang elektron dalam pita valensi yang terisi penuh elektron adalah nol.

b. Energi hole di pita valensi sama besar dan berlawanan tanda dengan energi elektron di pita konduksi.

c. Kecepatan grup hole sama dengan kecepatan grup elektron.d. Massa efektif hole sama besar dan berlawanan tanda dengan massa efektif elektron.e. Persamaan gerak untuk hole berlawanan tanda dengan persamaan gerak elektron.

B. Penerapan SemikonduktorPenerapan semikonduktor dalam kehidupan sehari-hari diantaranya :

1. Transistor

Transistor digunakan sebagai alat penguat, pemotong, stabilisasi tegangan dan lain-lain.

Page 3: Material Teknik (Semikonduktor dan Karakteristik Nikel)

2. Dioda

Dioda berfungsi sebagai alat yang mengijinkan arus listrik mengalir ke satu arah saja dan menghalangi aliran ke arah yang berlawanan.

3. Sel Surya

Sel surya merupakan alat semikonduktor yang terdiri dari sebuah wilayah besar diode p-m junction sehingga bias mengkonversi energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik.

4. Mikroprosesor

Mikrosprosesor terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya di atas sebuah sirkuit yang terintegrasi dalam semikonduktor.

Page 4: Material Teknik (Semikonduktor dan Karakteristik Nikel)

C. Fungsi Semikonduktor Dalam Elektroda Daya

Peralatan semikonduktor dalam elektroda daya mempunyai fungsi utama sebagai berikut:

1. SwitchingSaklar atau switching merupakan dasar dari materi pada elektroda daya sehingga

perlu dipahami dengan baik. Switching dilakuka secara elektroda dengan kecepatan tinggiyang dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Gambar dibawah ini menunjukkan switching dengan lebar pulsa 50 dan 12,5%

2. ConvertingPengubahan atau converting dari tipe sumber dapat dilakuka dengan dari AC ke DC,

AC ke AC, DC ke DC maupun dari DC ke AC. Proses pengubahan bahan meliputi pengubahan bentuk gelombang arus, tegangan maupun besaran lainnya.

3. ControllingControlling adalah pengaturan aplikasi elekronika industry sesuai dengan yang

diinginkan. Contoh pengaturan adalah pengaturan tegangan, pengaturan arus, pengaturan daya listrik dan pengaturan daya-daya lainnya. Dengan melakukan pengaturan besaran listrik akan berpengaruh pada system kerja yang bekerja di industry seperti kecepatan putaran, tekanan, suhu, kecepatan gerak, dan system kerja lainnya.

Page 5: Material Teknik (Semikonduktor dan Karakteristik Nikel)

SMART MATERIAL

Smart material adalah sekelompok material yang baru dikembangkan untuk menjawab persoalan dalam kehidupan sekarang atau masa depan nanti. Material ini mampu merasakan perubahan lingkungan dan mampu merespon terhadap perubahan lingkungan tersebut. dimana respon ini mirip yang dimiliki oleh makluk hidup, Material yang termasuk dalam material ini adalah material yang mampu mendeteksi sinyal input, shape memory alloy, keramik piezoelektrik dan magnetostrictive.

Material yang akan dibahas secara lebih mendalam yaitu tentang magnetostrictive. Pengertian dari magnetostrictive adalah material yang hampir mirip dengan piezoelectric namun material ini memiliki respon terhadap medan magnet.

Efek magnetostrictive pertama kali ditemukan dalam nikel oleh Joule tahun 1840, yang menyatakan bahwa terdapat hubungan perubahan dimensi geometri magnetostrictive ketika medan magnet diberikan pada material tersebut. Material magnetostrictive yang terdapat di pasaran saat ini adalah Terfenol – D yang merupakan campuran logam terbium, dysprosium dan besi. Besarnya strain mekanik ini dapat mencapai 2000 x10 pangkat -6 m/m sehingga dengan menggunakan magnetostrictive dengan panjang bahan 24 cm maka perubahan dimensi panjang dapat mendekati kurang lebih 500ustrain dan bandwitch dari DC sampai 20 KHZ.

Magnetostrictive akan melakukan gerakan linier ketika dieksitasi oleh medan magnet. Sebuah coil solenoid digunakan untuk menghasilkan medan magnet, yang dikendalikan oleh tegangan eksternal. Selain untuk menghasilkan medan magnet, coil juga berfungsi sebagai pelindung batang magnetostrictive. Proses magnetostriction adalah peralihan dari energi listrik yang diubah menjadi energi mekanik.

Contoh aplikasi dari magnetosrtrictive :

Berbagai pemanfaatan magnetostrictive ini antara lain dalam aplikasi sonar dengan frekuensi yang tinggi karena kemampuan berdefleksi dengan kecepatan tinggi. Metode pemanfaatan yang unik lainnya adalah untuk membuat alat pemotong atau pengerat dalam ukuran yang sangat kecil menggunakan material magnetostrictive.

Page 6: Material Teknik (Semikonduktor dan Karakteristik Nikel)

Penggunaan magnetostrictive juga dapat sebagai alat potong yang dikembangkan sesuai posisi yang diinginkan dan sukses diaplikasikan pada mesin non-circular.

Page 7: Material Teknik (Semikonduktor dan Karakteristik Nikel)

ATOM NIKEL

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28. Nikel ditemukan oleh A. F. Cronstedtpada tahun 1751, merupakan logam berwarna putih keperak-perakan yang berkilat, keras dan mulur, tergolong dalam logam peralihan, sifat tidak berubah bila terkena udara, tahan terhadap oksidasi dan kemampuan mempertahankan sifat aslinya di bawah suhu yang ekstrim (Cotton danWilkinson, 1989). Nikel mempunyai sifat tahan karat. Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras.

Nikel digunakan dalam berbagai aplikasi komersial dan industri, seperti: pelindung baja (stainless steel), pelindung tembaga, industri baterai, elektronik, aplikasi industri pesawat terbang, industri tekstil, turbin pembangkit listrik bertenaga gas, pembuat magnet kuat,pembuatan alat-alat laboratorium (nikrom), kawat lampu listrik, katalisator lemak, pupuk pertanian, dan berbagai fungsi lain (Gerberding J.L., 2005).

Berikut ini merupakan karakteristik mengenai Nikel.

Nama : Nikel Simbol : Ni Nomor Atom : 28 Massa Atom : 58.6934 g/molTitik Leleh : 1453.0 °C (1726.15 K, 2647.4 °F) Titik Didih : 2732.0 °C (3005.15 K, 4949.6 °F) Jumlah Protons : 28Jumlah Elektron : 28 Jumlah Neutron : 31 Klasifikasi : Transition Metal Struktur Kristal : Cubic Massa jenis saat 293 K: 8.902 g/cm3 Warna : Putih dasarKonfigurasi Elektron : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2

Page 8: Material Teknik (Semikonduktor dan Karakteristik Nikel)

Nikel terletak pada nomor 28 di tabel periodik unsur karena jumlah elektron dalam atom nikel adalah 28. Nikel juga tergolong dalam golongan B yaitu unsur transisi. Jumlah kulit atom nikel adalah empat, sehingga Nikel terletak pada periode ke empat dalam tabel periodik unsur.

Setiap atom memiliki lapisan kulit tertentu yaitu kulit K, L, M, N, O, P, Q. Rumus elektron maksimal pada setiap kulit adalah 2n² dimna n adalah no kulit. Kulit K (n = 1) maksimum 2 elektronKulit L (n = 2) maksimum 8 elektronKulit M (n = 3) maksimum 18 elektronKulit N (n = 4) maksimum 32 elektronKulit O (n = 5) maksimum 50 elektron

Berikut adalah konfigurasi elektron dari Nikel :

Berdasarkan konfigurasi elektron tersebut, berikut adalah jumlah elektron pada setiap kulitnya :Kulit K : 2 elektron.Kulit L : 8 elektron.Kulit M : 16 elektron.Kulit N : 2 elektron.

Page 9: Material Teknik (Semikonduktor dan Karakteristik Nikel)

DAFTAR PUSTAKA

1. Suryanto, Heru. Tanpa tahun. Aplikasi Material Semikonduktor Untuk Sistem

Pengkondisian Udara. From

http://www.academia.edu/839300/Aplikasi_Material_Semikonduktor_Untuk_Sistem_

Pengkondisian_Udara, 27 Januari 2015.

2. Anonim. Tanpa tahun. Semikonduktor. From

http://id.wikipedia.org/wiki/Semikonduktor, 27 Januari 2015.

3. Anonim. Tanpa tahun. Material Masa Depan. From

http://shigitarieyw21.blogspot.com/2013/07/material-masa-depan.html, 28 Januari 2015.

4. Hall, D.L. and Flatau, A. B. 1996, On Analog Feedback Control For

Magnetostrictive Transducer Linearization. Department of Aerospace Engineering

and Engineering Mechanics Iowa State University.

5. Valadkhan, S. 2007. Nano Positioning Control Using Magnetrostrictive Actuators

(Thesis) Mechanical Engineering Waterloo, Ontario. Canada.

6. Anonim. Tanpa tahun. Semikonduktor. From http://id.wikipedia.org/wiki/Nikel, 29

Januari 2015.

7. Saefur, Ridho. 2011. Nikel (Ni). From

https://ridhosaefur.wordpress.com/2011/11/10/nikel-ni/, 29 Januari 2015.

8. Anonim. 2012. Nikel (Ni): Fakta, Sifat, Kegunaan & Efek Kesehatannya. From

http://www.amazine.co/28267/nikel-ni-fakta-sifat-kegunaan-efek-kesehatannya/, 29 Januari

2015.

9. Yasminto, Bambang. 2012. Karya Tulis Nikel. From

http://bkv315a.blogspot.com/2012/08/karya-tulis-nikel_17.html , 29 Januari 2015.