MAKALAH FISIKA BAHAN

PROSES DIFUSI ZAT PADAT

Disusun oleh :

Amarendra Bagus P (2412100028)

Saptian Alfudi Rahman (2412100031)

Vincensius Cahya D (2412100034)

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Materi yang ada di bumi memiliki berbagai jenis, dan berbagai karakteristik. Materi

yang kita kenal banyak memberikan manfaat di kehidupan kita. Material-material menjadi

bahan utam penyusun suatu benda, disesuaikan dengan kebutuhan dan kegunaan suatu benda.

Ada yang logam, plastic, polimer, kayu. Namun dengan seiring berkembangnya waktu

banyak material-material baru yang dikembangakan melalui teknik dan perlakuan khusus

pada material aslinya. Seperti halnya dengan pemanasan, penambahan subtansi tertentu yang

mengakibatkan zat memiliki karakteristik yang berbeda pada keadaan awalnya,

Salah satu proses yang bisa mengakibatkan perubahan karakteristik adalah dengan

melakukan difusi pada kristal ataupun zat padat. Secara umum difusi dikanal sebagai proses

migrasi atom dari suatu sisi ke sisi atau tempat lain. Pada umumnya atom pada material

bergerak konstan dengan perpindahan yang sangat cepat. Syarat terjadinya perpindahan

dilator belakangi dua hal yaitu terdapat lahan atau sisi kosong dan energy pembangkit untuk

atom bermigrasi. Dalam kasus inilah dilakukan pendekatan eksternal yang membuat zat

mengalami kedua keadaan tersebut sehingga mampu berdifusi. Jadi pada dunia teknologi dan

material bisa dilakukan rekayasa difusi untuk mendapatkan material dengan karakteristik

tersendiri guna mendukung mendapatkan proporsi material dan bahan yang tepat guna dan

efektif.

1.2. Tujuan

Adapun tujuan ditulisnya makalah ini mengenai struktur kristal adalah:

a. Mengerti arti dan macam proses difusi zat padat

b. Menmahami proses difusi pada zat padat.

c. Memahami factor pemicu terjadinya difusi

1.3. Rumusan Masalah

Berikut rumusan yang dibawa dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

a. Apa yang dimaksud dengan difusi zat padat

b. Apa saja jenis difusi yang terjadi pada zat padat.

c. Bagaimana terjadinya proses difusi pada zat padat.

d. Faktor apakah yang menimbulkan terjadinya difusi zat padat

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengantar

Pada proses dan reaksi pembentukan material banyak diantaranya bergantung pada

transfer masa pembentuk material tersebut. Bentuk material yang dipengaruhi bisa berwujud

zat padat yang spesifik, cair, gas, maupun fase zat padat yang lain. Transfer massa tersebut

membuthkan proses yang disebut difusi, yaitu fenomena transportasi material yang

disebabkan oleh gerak atom.

Fenomena difusi ini bisa diperlihatkan pada diffusion couple – pasangan difusi, yaitu

suatu material yang terbentuk dari perpaduan 2 batang logam yang berbeda. Pada gambar di

bawah adalah contoh diffusion couple untuk tembaga dan nikel yang berada pada suhu

ruangan.

Gambar 2.1 (a) Pasangan difusi tembaga-nikel

sebelum penambahan suhu tinngi (b) Skema atom

Cu (lingkaran merah) dan atom Ni (lingkaran biru)

(c) Konsentrasi tembaga dan nikel sebagai fungsi

dari lintas posisi dalam pasangam

Pasangan difusi ini kemudian dipanaskan pada suhu tinggi namun masih di bawah suhu

leleh kedua metal tersebut) kemudian didinginkan pada suhu ruang. Perubahan secara

kimiawi akan terjadi pada logam tersebut, dimana dua logam tembaga dan nikel murni akan

dipisahkan oleh daerah pencampuran.

Gambar 2.2 (a) Pasangan difusi tembaga-

nikel setelah diberi suhu tinggi akan

membentuk daerah pencampuran (b) Skema

atom Cu (lingkaran merah) dan Ni (lingkaran

biru) (c) Konsentrasi tembaga dan nikel

sebagai fungsi dari lintas posisi dalam

pasangam

Proses ini, dimana atom dari suatu metal berpndah ke atom yang lain disebut interdifusi.

Interdifusi dapat dimengerti sebagai perspektif makroskopis dari perubahan konsentrasi yang

berlangsung beberapa waktu.

2.2 Mekanisme Difusi

Difusi, secara perspektif atomik adalah migrasi suatu atom dari lattice satu ke lattice

yang lain. Pada kenyataannya atom zat padat berada pada keadaan yang tetap dan konstan

tidak berubah, maka sebuah atom untuk dapat berpindah harus memenuhi syarat : (1) harus

ada celah kosong di antara atom (2) atom harus mempunyai energi yang cukup untuk

memutuskan ikatan atom.

2.2.1 Difusi Vacancy / Kosong

Mekanisme difusi kosong memerlukan kekosongan struktur atom dalam prosesnya,

sehingga atom terdekatnya dapat berpindah ke daerah kosong tersebut.

Gambar 2.3 Proses Difusi Vacancy/Kosong

Kekosongan dalam struktur atom dapat terjadi pada suatu material logam yang

dipanaskan. Karena pada difusi jenis ini, atom dan daerah kosongnya berpindah posisi, difusi

atom ini dapat dikatakan sebagai pergerakan dari daerah kosong itu sendiri.

2.2.2 Difusi Interstisial

Jenis kedua dari difusi zat padat adalah difusi interstisial, difusi jenis ini merupakan

migrasi dari sebuah posisi interstisial atom ke tetangganya yang kosong. Mekanisme ini dapat

terjadi pada sebuah senyawa yang tidak murni, contohnya adalah senyawa yang mengandung

hidrogen, carbon, nitrogen, dan oksigen. Dimana atom-atom ini mempunyai ukuran yang

tidak sama dengan atom lain dalam ikatannya, sehingga atom tersebut dapat terselip ke posisi

interstisial.

Gambar 2.4 Proses Difusi Interstisial

Di alam kebanyakan logam campuran lebih sering terjadi difusi secara interstisial

dibandingkan difusi secara vacancy. Hal ini terjadi karena atom interstisial lebih kecil

sehingga dapat bergerak secara bebas, hal ini diperkuat karena lebih banyak posisi interstisial

dibanding posisi kosong dalam suatu struktur atom, oleh sebab itu kemungkinan terjadinya

pergerakan atomik interstisial lebih besar dari difusi vacancy.

BAB III

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diperoleh mengenai proses difusi zat padat adalah :

a. Interdifusi adalah proses dimana atom dari suatu metal berpndah ke atom yang lain

b. Syarat terjadinya difusi dalam zat padat adalah : harus ada celah kosong di antara atom

serta atom harus mempunyai energi yang cukup untuk memutuskan ikatan atom.

c. Terdapat dua jenis difusi zat padat yaitu difusi vacancy/kosong dan difusi interstisial.

Difusi kosong dapat terjadi apabila ada daerah kosong dalam suatu struktur kristal

sehingga memungkinkan atom untuk berpindah ke daerah kosong tersebut. Difusi

interstisial adalah difusi yang terjadi akibat adanya perbedaan ukuran atom dalam suatu

susunan logam sehingga di antara atom-atom tersebut terdapat celah yang bisa membuat

atom yang lebih kecil bergerak diantaranya.

d. Dalam campuran logam lebih banyak terjadi difusi interstisial daripada difusi vacancy.

REFERENSI

Callister, William D. Material Science and Engineering an Introduction. 2009. John

Wiley and Sons

diakses tanggal 17 Maret 2014

pukul 21.00

lontar.ui.ac.id/file?file=digital/digital_124663-R040805-Studi-pengaruh-Literatur.pdf

diakses tanggal 17 Maret 2014 pukul 22.00