58 Paduan selitan acak diperoleh apabila leburan paduan didinginkan secara cepat.
Untuk memperoleh paduan selitan teratur perlu pendinginan leburan paduan secara lambat.
Komposisi dari paduan selitan yang diperoleh tergantung pada banyaknya tempat selitan yang ditempati oleh atom-atom dari unsur yang dipadukan,
sehingga sifat fisik dari paduan selitan yang diperoleh adalah bervariasi. Secara umum sifat fisik dari paduan selitan adalah sebagai berikut:
Struktur kristal dari logam induk pada aloi sama seperti struktur logam dalam kristal murninya seperti ditunjukkan pada gambar diatas
Dapat menghantarkan panas dan listrik. Lebih keras tetapi lebih rapuh dibandingkan logam murninya.
Lebih sulit ditempa atau diregangkan dibandingkan logam murninya. Massa jenisnya lebih tinggi dibandingkan massa jenis logam murninya sebab
beberapa tempat selitan yang semula kosong terisi oleh atom dari unsur yang dipadukan. Massa jenis paduan selitan semakin besar dengan bertambahnya
persentase tempat selitan yang terisi oleh atom dari unsur yang dipadukan. Titik leburnya relatif lebih tinggi dibandingkan titik lebur logam murninya.
Kereaktifan logam dalam paduan selitan cenderung lebih rendah di
bandingkan kereaktifan logam murninya. Hal ini disebabkan karena tertutupnya sebagian permukaan dari logam murni oleh atom-atom unsur
yang dipadukan.
b. Paduan substitusi
Pada paduan substitusi atom-atom dari unsur yang dipadukan menggantikan sebagian atom-atom dari logam murni. paduan substitusi terjadi apabila ukuran
dari atom-atom unsur yang dipadukan lebih besar dari ukuran tempat selitan tetrahedral dan tempat selitan oktahedral yang ada di dalam kristal logam
murninya Effendy, 2010. Ada dua macam paduan substitusi yaitu paduan substitusi acak random substitutional alloy dan paduan substitusi teratur
ordered substitusi alloy atau kisi super superlattice. Pada paduan substitusi acak atom-atom dari unsur yang dipadukan menggantikan posisi dari sebagian
atom-atom logam murninya secara tidak teratur, sedangkan pada aloi substitusi teratur atom- atom dari unsur yang dipadukan menggantikan posisi dari sebagian
59 atom- atom logam murninya secara teratur dan periodik. Salah satu model
susunan atom-atom pada paduan substitusi acak dan paduan substitusi teratur diberikan pada gambar 23.
logam murni paduan substitusi acak
paduan substitusi teratur
Gambar 23. Model Susunan Atom-atom Paduan Substitusi Seperti halnya pada pembuatan paduan selitan, paduan substitusi acak diperoleh
apabila leburan paduan didinginkan secara cepat. Untuk memperoleh paduan substitusi teratur perlu pendinginan leburan paduan secara lambat
.
Paduan substitusi dari dua macam logam atau lebih dapat terbentuk dengan rentangan komposisi tertentu atau dengan segala komposisi. Paduan dengan
segala komposisi dapat terbentuk apabila logam-logam yang dipadukan dapat membentuk larutan zat padat solid solution dengan sembarang komposisi.
Menurut Hume dan Rothery dalam Effendy, 2010 paduan substitusi dengan segala komposisi dapat terjadi antara dua macam logam apabila tiga syarat di
bawah terpenuhi yaitu: Perbedaan jari-jari atom logam yang dipadukan tidak lebih dari 15.
Dua logam yang dipadukan memiliki struktur kristal yang sama. Dua logam yang dipadukan memiliki sifat kimia, khususnya memiliki elektron
valensi sama Apabila satu, dua, atau tiga persyaratan di atas tidak terpenuhi maka dua logam
yang dipadukan hanya dapat membentuk paduan substitusi dengan rentangan komposisi tertentu. Dalam hal ini ada kecenderungan bahwa rentangan
komposisi yang diperoleh semakin kecil dengan semakin banyaknya persyaratan yang tidak terpenuhi.
Paduan substitusi dengan segala komposisi dapat terbentuk antara logam emas dan tembaga karena dua logam tersebut memiliki struktur kristal yang sama
ccp, elektron valensi yang sama keduanya golongan 11 atau IB dan
60 perbedaan jari-jari atomnya adalah kurang dari 12,5. Tembaga dan nikel juga
dapat membentuk aloi substitusi dengan segala komposisi karena dua logam tersebut memiliki struktur kristal yang sama ccp, keelektropositifan yang hampir
sama perbedaan keelektronegatifannya kecil, χ
Cu
~ 2,00; χ
Ni
= 1,91 dan perbedaan jari-jari atomnya hanya 2,4
Zink Zn dan tembaga Cu hanya dapat membentuk paduan yang disebut α-
kuningan α -brass dengan komposisi maksimal atom zink 38. Hal ini terjadi
karena keduanya memiliki struktur kristal yang berbeda Zn mengadopsi susunan hcp, Cu mengadopsi susunan ccp meskipun perbedaan jari-jari atomnya hanya
7,03.
c. Paduan kombinasi
Paduan kombinasi merupakan gabungan dari paduan selitan dan paduan substitusi. Contohnya adalah baja tahan karat stainless steel, yang merupakan
paduan antara unsur besi, kromium, nikel, dan karbon. Pada paduan ini, atom karbon yang berukuran paling kecil diantara semua unsur penyusun menempati
sebagian selitan oktahedral yang ada, sedang atom kromium dan atom nikel menggantikan sebagian posisi dari atom-atom besi. Model susunan atom pada
paduan kombinasi yang terjadi pada baja tahan karat diberikan pada gambar 24.
Model susunan atom baja tahan karat sebagai contoh paduan kombinasi
atom Fe
atom Cr yang menggantikan atom Fe atom Ni yang menggantikan atom Fe
atom C menempati sel itan oktahedral
Gambar 24. Susunan Atom-atom Paduan Kombinasi Paduan logam sering digunakan sebagai pengganti logam murni karena pada
logam paduan memiliki sifat yang dapat memberikan keuntungan dan kemudahan sebagai material pabrikasi. Dengan memadukan logam, maka sifat
fisika dari logam dapat ditingkatkan. Beberapa keuntungan penggunaan paduan logam dibanding dengan logam murninya:
Lebih tahan terhadap korosi, contoh: stainless steel Tahan terhadap keausan
