commit to user
pada temperatur tinggi. Ketika mencapai temperatur nitridasi, nitrogen akan terlarut dalam besi, tetapi hanya mencapai konsentrasi 0,1 massa. Ketika
nitrogen melebihi nilai konsentrasi ini, maka γ’-nitrida Fe
4
N akan terbentuk. Jika konsentrasi nitrogen melampaui 6 massa, γ’-nitrida akan mulai berubah
menjadi -nitrida Fe
2
-
3
N. Di atas 500
o
C akan mulai terbentuk fasa ζ-nitrida Fe
2
N dengan komposisi nitrogen sekitar 11 massa Dedi Setiawan, 2009.
2.5.4 Manfaat Nitridasi Pack Cementied
Nitridasi pack cementied adalah sebuah metode baru yang menghasilkan lapisan pada bahan baja dengan suhu tinggi. Ini telah dilakukan dan berhasil
dalam dunia industri untuk pelapisan logam. Beberapa keunggulan anatara lain :
1. Proses pelapisan yang dapat melapisi bagian logam secara bersamaan. 2. Peralatan yang digunakan sangat sederhana dan mudah didapatkan.
3. Penggunaan alatnya dapat dengan mudah dipakai dan dipahami cara kerjanya.
2.6 Difusi Atom Dalam Material
Difusi atom pada suatu material akan dalam keadaan diam dan stabil tidak bergerak lagi apabila berada pada temperatur 0 K -273
o
C. Pada keadaan ini atom akan berada dalam keadaan energi yang terendah di antara atom-atom
disekitarnya. Apabila material tersebut dinaikkan temperaturnya maka energinya pun akan meningkat dan menyebabkan atom-atom tersebut akan bergerak atau
bergeser sehingga menimbulkan jarak atom yang lebih besar dan memungkinkan atom tersebut mempunyai energi lebih tinggi dan melompat ke posisi baru. Proses
pergerakan atom semacam ini dinamakan difusi.
commit to user
Gmabar 2.1 Mekanisme difusi atom dalam material a interstisi b substitusi Dedi Setiawan, 2009.
Mekanisme difusi atom melalui kisi berlangsung dengan berbagai cara. Istilah “difusi interstisi” menggambarkan situasi pergerakan atom yang tidak terletak
pada kisi kristal, tetapi menempati posisi interstisi Gambar 2.1a. Proses ini terjadi pada paduan interstisi dengan atom migrasi yang sangat kecil seperti
karbon, nitrogen, atau hidrogen dalam besi. Pada kasus ini, proses difusi atom dari posisi interstisi ke interstisi berikutnya dalam kisi sempurna tidak
dikendalikan oleh cacat. Sedangkan untuk larutan substitusi diusulkan suatu varian dari tipe difusi ini, atom yang berdifusi untuk sementara menduduki posisi
interstisi dan berada dalam kesetimbangan dinamik dengan atom lain dalam posisi substitusi Gambar 2.1b. Namun demikian, energi untuk membentuk interstisi
seperti ini beberapa kali nilai energi yang diperlukan untuk membentuk kekosongan sehingga mekanisme yang paling mungkin adalah migrasi
kekosongan secara terus-menerus Smallman dkk, 1999. Sifat difusifitas untuk masing-masing atom berbeda-beda dengan naiknya temperatur akan menambah
energi atom untuk bergetar dan memutuskan ikatan atomnya, sehingga sejumlah kecil atom akan berpindah dalam kisi. Energi yang diperlukan untuk pindahnya
sebuah atom dikenal dengan istilah energi aktivasi. Parameter difusi yang utama meliputi temperatur dan waktu. Parameter tersebut akan mempengaruhi
persentase, kedalaman maupun profil distribusi konsentrasi atom-atom gas reaktif di dalam material target. Kedalaman difusi atom-atom pada material dapat
ditentukan dengan Persamaan 2.1. Smallman dkk, 1999.
commit to user
………………………………………………………………………….2.1 D adalah koefisien difusi sebagai fungsi temperatur yang nilainya dapat dihitung
melalui Persamaan 2.2 DT = Do exp -Q
RT…………………………………………………………………2.2 x T,t =
................................................................................2.3 dengan:
x t = kedalaman atom-atom yang berdifusi cm, fungsi dari waktu D = koefisien difusi cm
2
s, Do = koefisien difusi mula-mula cm
2
s, t = waktu proses perlakuan s,
Q = energi aktivasi untuk difusi kalmol, R = konstanta gas 1,987 kalmol K,
T = temperatur K, xT,t = kedalaman atom-atom yang bedifusi cm, fungsi dari temperatur dan
waktu.
2.7 Speksifikasi komposisi
