Dokumen ini membahas tentang difusi pada material, termasuk mekanisme difusi, difusi steady state dan non-steady state, serta faktor-faktor yang mempengaruhinya seperti jenis difusi, temperatur, dan ukuran atom. Difusi adalah perpindahan atom dari satu tempat ke tempat lain yang dipengaruhi oleh temperatur.

1. Sesion #07 PendahuluanFisika Material Dr. ErfanHandoko JurusanFisika FakultasMatematikadanIlmuPengetahuanAlam

2. Outline INTRODUCTION MEKANISME DIFUSI STEADY STATE DIFFUSION NONSTEADY-STATE DIFFUSION FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI DIFUSI 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 2

3. Bab 5 diffusi 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 3

4. INTRODUCTION WHY STUDY Diffusion? Sebuah material terkadangdiberikanheat treatmentuntukmeningkatkansifat-sifatnya. Fenomena yang munculselamaprosesiniselalumelibatkandifusiatomik. Denganmenggunakanmatematikadankonstantadifusidapatdiprediksibesarnyawaktudantemperatur heat treatment, danataulajupendinginan Contoh: Gear baja yang mengalamiproses ‘hardened” melaluidifusikarbonatau nitrogen padabagianpermukaanluar 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 4

6. CONTINUE.. Fenomenadifusidapatdidemostrasikandenganmenggunakandiffusion couple yaitudenganmenggabungkanduapotongdaridualogam yang berbedasehinggaterdapatkontakpadakeduapermuakaanbataslogam, kemudiandipanaskanpadatemperaturdibawahtermperatur melting, dankemudiandidinginkan. 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 6

8. Kondisi yang harusditemui:

9. Harusterdapatbagiankisi yang kosong

10. Atom harusmemilikienergi yang cukupuntukmerusakikatandengan atom tetanggaterdekatdanmenyebabkanbeberapakisimengalamidistorsiselamaperpindahan.

11. Besarnyaenergivibrasiinimeningkatdenganmeningkatnyatemperatur.1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 7

13. STEADY STATE DIFFUSION Difusimerupakansebuahproses yang bergantungterhadapwaktu-> banyakanyaunsur yang berpindahmerupakanfungsiwaktu Lajuperpindahanmassaataujumlah atom M yang berdifusimelaluidantegaklurusterhadapluaspermukaan per unit waktu Diffusion flux (J) Dalambentukdifferensial 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 9

14. CONTINUE.. Jika flux difusitidakbergantungwaktumakamunculkondisiStady-state Difusi atom atau gas melaluisebuahlempenglogamdimanakonsentrasi (tekanan) dikeduajenispermukaanlempengadalahkonstan Steady-state diffusion Fick First Law D = koefisiendiffusi 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 10

15. NONSTEADY-STATE DIFFUSION Padaumumnyadiffusi yang munculberadadalamsituasinonsteady-state, dimana flux difusibergantungterhadapwaktu Fick Second Law 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 11

17. Nilai x padapermukaanadalahnoldankemudianmeningkatsesuaidenganjarakpadatan

18. t = 0 Sebelumprosesdifusiberlansung

19. Kondisipadasyaratbatas:

20. Untuk t = 0, C = C0pada 0 ≤ x ≤ ∞

21. Untuk t > 0, C = Cspada x = 0 C = C0pada x = ∞ 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 12

22. Dimana: Gaussian error function Cx = konsentrasipadakedalaman x setelahwaktu t Jikamenginginkankonsentrasi solute C1dalam paduan: 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 13

23. EXAMPLE 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 14

24. 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 15

25. EXAMPLE 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 16

26. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI DIFUSI Jenisdifusi 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 17

27. TEMPERATUR Temperaturmemilikipengaruh yang sangatbesarterhadaplajudifusi Kebergantungankoefisiendifusiterhadaptemperaturdapatdilihatdalampersamaanberikut: 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 18

29. 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 20

30. CONTOH 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 21

31. Thank you…. Material Science and Engineering An Introduction (William D. Callister) 1/19/2011 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | 22 Sumber :