Tunjauan Pustaka Acara 8 Prak Eksperimen Ii.docx

2.1 Struktur Kristal Kristal terbentuk dari komposisi atom-atom, ion-ion atau molekul zat padat yang memiliki susunan berulang dan jarak yang teratur dalam tiga dimensi. Pada hubungn lokal yang teratur, susunan Kristal harus memiliki rentang yang panjang pada koordinasi atom-atom atau ion dalam pola tiga dimensi sehingga menghasilkan rentang yang panjang sebagian karakteristik dari bentuk Kristal tersebut. Ditinjau dari struktur penyusunya, bahan padat dibedakan menjadi tiga yaitu Kristal tunggal (monocrystal), polikristal (polycrystal), dan amorf(smallman, 1999:13). Pada Kristal tunggal atom atau penyusunya mempunyai struktur tetap karena atom-atom atau molekulmolekul penyusunya tersusun secara teratur dalam pola tiga dimensi dan pola-pola ini berulang secara periodic dalam rentang yang panjang tak berhingga. Polikristal dapat didefinisikan sebagai kumpulan dari Kristal-kristal tunggal yang memiliki ukuran sangat kecil dan saling menumuk yang membentuk benda padat. Struktur amof mempunyai pola hamper sama dengan Kristal, akan tetapi pola susunan atom-atom,ion-ion atau molekul-molekul yang dimiliki tidak teratur dengan jangka yang pendek. Amorf terbentuk karena proses pendinginan yang terlalu cepat sehingga atom-atom tidak dapat dengan tepat menempati lokasi kisinya. Bahan seperti gelas, nonkristalin ataupun viturs yaitu memiliki struktur yang identik dengan amorf. Susunan dua dimendional simetris dari dua jenis atom yang berbeda antara Kristal dan amorf ditunjukan pada gambar 2.1

Gambar 2.1 (a). susunan atom Kristal, (b).susunan atom amorf. (smallman 1999:13)

Walaupun tidak mudah untuk menyatakan bagaimana atom tersusun dalam pdatan, namun ada hal-hal yang diharapkan menjadi faktor penting yang menentukan terbentuknya polohedra koordinasi susunan atom-atom. Secara ideal, susunan polihedra koordinasi paling stabil adalah yang memungkinkan terjadinya energy per satuan volume yang minimum. Keadaan tersebut dicapai jika : 1. Kenetralan listrik terpenuhin 2. Ikatan kovalen yang diskrit dan terarah terpenuhin 3. Gaya tolak ion-ion menjadi minimal 4. Susunan atom serapat mungkin Ikatan logam dapat divisualisasikan secara sederhana sebagai ion positif yang terikat satu sama lain oleh electron yang seolah-olah berfungsi sebagai perekat. Ion-ion positifn yang saling tolakmenolak ini terkait oleh perekat tersebut yang dikenal dengan istilah awan electron.

2.1 Sel Satuan Ketika menerangkan struktur Kristal, atom atau ion dilikiskan sebagai bola padatan dan model ini disebut dengan model bola keras atom dimana setiap bola akan menyinggung bola terdekat. Susunan tom pada Kristal padat memperlihatkan bahwa sekelompok kecil atom membentuk pola ynag berulang. Karena itu dalam menerangkan struktur Kristal, lebil mudah untuk membagi struktur ke dalam kesatuan kecil yang berulang yang disebut sel satuan. Sel satuan pada sebagian besar struktur Kristal berbentuk jajaran genjang atau prisma yang mempunyai tiga set permukaan yang sejajar, dimana dalam hal ini sebuah kubus.

Gambar 2.2 struktur Kristal Face Center Cubic (FCC) Sel satuan bisa kadang-kadang digambarkan dengan model sel satuan bola dierkecilseperti terlihat pada gambar 2.2 (manggono, 1999)

2.3 Sistem Kristal Jika dilihat dari geometri sel satuan, ditemukan bahwa Kristal mempunyai tujuh kombinasi geometri yang berbeda. Pada sebagian besar logam, struktur Kristal yang dijumpai adalah kubus pusat sisi, FCC (face centered cubic), kubus pusat ruang, BCC (body centered cubic) dan tumpukan padat heksagonal, HCP (hexagonal close packed). Beberapa logam, dan juga non logam, bisa mempunyai lebih dari satu struktur Kristal, fenomena ini disebut polimorfisme. Jika kondisi ini dijumpai pada bahan padat elemental maka disebut alotropi.

Tabel 2.1 parameter lattice untuk beberapa jenis struktur Kristal atom logam Struktur Kristal yang umumnya terdapat pada logam murni adalah BCC (body centered cubic ), FCC (face centered cubic) dan HCP (hexagonal closed packed). Namun untuk logam paduan dan senyawa non logam struktur kristalnya sangat kompleks. (William D, 2007)

2.4 Kubik Berpusat Muka (Face Centered Cubic/ FCC) Struktur Kristal ini termasuk Kristal kubus dimana tedapat atom disetiap sudut kubus ditambah masing-masing satu buah atom di setiap permukaan/ sisi kubus. Sifat ini banyak dijumpai pada logam seperti tembaga, alimunium, perak dan emas. Dan contoh logam yang mempunyai struktur Kristal FCC antara lain Fe, Al, Cu, Ni, Pb. Sel satuan FCC terdiri dari titik lattice pada setiap sudut dan satu titik lattice pasa setiap sisi kubus. Setiap atom pada struktur Kristal FCC dikelilingi oleh 12 atom, jadi bilangan koordinatnya adalah 12. Atom-atom dalam struktur Kristal FCC tersusun dalam kondisi yang cukup padat. Imi terbukti dengan tinggunya harga APF dari sel satuan FCC yaitu 74% dibandingkan dengan APF sel satuan BCC. Sel satuan FCC mempunyai 8 × 1/8 (pada sudut kubus) + 6 x

½

(pada pusat sisi kubus ) = 4 atom per sel

satuan.(vlack, 2001)

Daftar Pustaka 1. William D. callister, jr. 2007._Materials science and engineering An Introduction (1). Hal 492 2. Mangonon. P. L, 1999. The Principles of material selection for engineering design, printice-Hall International. Inc. Hal 29-813 3. Smallman R.E. dan R.J. Bishop, 1999. Metalurgi fisik Moderen dan Rekayasa Material. Erlangga. Jakata. 4. Vlack, Lawrence H. Van. 2001. Elemen-Elemen Ilmu dan Rekayasa Material, Edisi ke-6. Erlangga. Jakarta.

Teknik FIsika ITS

.