2.7 Sistem Kristal
Semua logam, sebagian besar keramik dan beberapa polimer membentuk kristal ketika bahan tersebut membeku. Dengan ini dimaksudkan bahwa atom-atom
mengatur diri secara teratur dan berulang dalam pola 3 dimensi. Struktur macam ini disebut kristal. Pola teratur dalam jangkuan panjang yang menyangkut puluhan jarak
atom dihasilkan oleh koordinasi atom dalam bahan. Disamping itu pola ini menetukan pula bentuk luar dari kristal. Ada tujuh sistem kristal, dengan karakteristik
geometriknya seperti tercancum dalam tabel 2.2. Pada penelitan ini perhatian tertuju pada sistim kristal kubik yang lebih sederhana.
Table 2.2 sistem kristal
SISTEM SUMBU AXES
SUDUT SUMBUN AXIAL ANGELS
Kubik
a = b = c α = = = 90
o
Tetragonal
a = b ≠ c
α = = = 90
o
Ortorombik
a ≠ b ≠ c
α = = = 90
o
Monoklinik
a ≠ b ≠ c
α – - 90
o
≠
Triklinik
a ≠ b ≠ c
α ≠ ≠ ≠ 90
o
Heksagonal
a = b ≠ c
α = = 90
o
; =120
o
Rombohedral
a = b = c α = = ≠ 90
o
28
Kristal kubik terdiri dari tiga bentuk kisi, kubik sederhana, kubik pemusatan ruang BCC, dan kubik pemusatan sisi FCC . suatu kisi adalah pola yang berulang
dalam tiga dimensi yang terbentuk dalam kristal. Sebagian besar logam memiliki kisi kubik pemusatan ruang BCC atau kisi kubik pemusatan sisi FCC.
• Logam Kubik Pemusatan Ruang KPRBCC
Besi mempunyai struktur kubik. Pada suhu ruang sel satuan besi mempunyai atom pada setiap titik sudut kubus dan satu karbon pada pusat
kubus. Besi merupakan logam yang paling umum dengan struktur kubik pemusatan ruang, tetapi besi bukan satu-satunya kristal yang mempunyai
struktur kubik pemusatan ruang , krom, tungsten, dan unsur lainnya juga mempunyai susunan kubik pemusata ruang.
Tiap atom besi dalam struktur kubik pemusatan ruangKPRBCC ini dikelilingi oleh delapan atom tetangga; hal ini berlaku untuk setiap atom
baik yang terletak pada titik sudut maupun atom dipusat sel satuan. Oleh karena itu setiap atom mempunyai mempunyai lingkungan geometric yang
sama. Sel satuan logam kpr mempuyai dua atom. Satu atom dipusat kubus dan delapan seperdelapan atom pada delapan titik sudutnya. Dalam logam antara
konstanta kisi a dan jari jari atom R terdapat hubungan sebagai berikut.
a
kpr logam
=
3 4R
29
Kita dapat menerapkan konsep tumbukkan atom FT pada logam kpr dengan menggunakan model keras maka fraksi volum dari sel satuan yang ditempati
oleh bola-bola tersebut.
Faktor tumpukkan =
atuan volumesels
Volumeatom
Karena dalam sel aruan logam kpr terdapat dua buah atom :
FT =
3 3
] 3
4 [
2 a
R
π
=
3 3
] 3
4 [
] 3
4 [
2 R
R
π = 0,68
Gambar 2.7 Struktur Kubik Pemusatan Ruang BCC
30
• Logam Kubik Pemusatan Sisi FCC
Struktur kubik pemusatan kisi ini kps ini lebih sering dijumpai pada logam, antara lain, aluminium, tembaga, timah hitam, perak dan nikel
mempunyai pengaturan atom seperti ini, demikian pula halnya dengan besi pada suhu tinggi.
Logam dengan struktur kps mempunyai empat kali lebih banyak atom. Kedelapan atom pada titik sudut menghasilkan satu atom, dan keenam bidang
sisi menghasilkan tiga atom per sel satuan. Dalam logam hubungan antara konstanta kisi a dengan jari-jari atau R dinyatakan oleh persamaan:
a
kpr logam
=
2 4R
Gambar 2.8 Struktur Kubik Pemusatan Sisi FCC
31
32 Kita dapat menggunakan konsep tumbukkan atom FT seperti diatas
pada logam kps. Karena dalam sel satuan logam kps terdapat empat buah atom maka persamaanya sebagai berikut :
FT =
3 3
] 3
4 [
4 a
R
π
Dengan a adalah a =
R 2
2
maka faktor tumbukkan atom pada kps dapat dihitung dengan :
FT =
3 3
] 2
2 [
] 3
4 [
4 R
R
π = 0,74
Dengan ini jelas bahwa faktor tumpukkan untuk logam kps adalah 0,74, yang ternyata lebih besar dari nilai tumpukkan logam kpr. Hal ini
memang wajar oleh karena setiap atom dalam logam kpr dikelilingi oleh delapan atom, sedang setiap atom dalam logam kps mempunyai dua belas
atom tetangga
10
.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Kategori