Pertanyaan Dan Jawaban Kimia Material
-
Upload
nissa-bita-cubita -
Category
Documents
-
view
154 -
download
1
description
Transcript of Pertanyaan Dan Jawaban Kimia Material
PERTANYAAN DAN JAWABAN KIMIA MATERIAL
1. Dari gambar berikut, jelaskan proses pengujian specimen atau contoh sehingga diperoleh
kesimpulan bahwa specimen atau contoh tersebut mengalami korosi pada tingkat tertentu?
Jawab : Garam LiCl-Li2O cair dimasukkan ke dalam wadah MgO dengan kerapatan tinggi dan
kemudian dipanaskan pada suhu 573 K selama 3 jam di bawah suasana argon untuk
menghilangkan kelembaban yang mungkin tersisa. Setelah kondisi yang diinginkan itu tercapai,
benda uji dan tabung alumina direndam dalam garam cair, dan gas campuran (Ar-10% O2) itu
dipasok melalui tabung alumina. Uji korosi dilakukan pada 948 K selama 216 jam. Setelah uji
korosi, cuplikan ditarik dari garam cair LiCl-Li2O dan disimpan di bawah kondisi gas argon
sementara tungku itu didinginkan sampai suhu kamar. Setelah dilakukan uji kemudian ditimbang,
selisih berat awal dan berat akhir merupakan bagian yang mengalami korosi.
2. Jelaskan perbedaan antara gambar a dan b, berikut !
Jawab : Gambar di atas menunjukkan penampang dari lapisan ikatan teraluminasi, sistem ikatan
teraluminasi dan lapisan atas yang diperoleh dengan penyemprotan plasma. Sistem NiCoCrAlY
teraluminasi dan NiCoCrAlY / MgO-ZrO2 teraluminasi keduanya berhasil diendapkan oleh
penyemprotan plasma. Gambar (a) menunjukkan dua lapisan substrat dan lapisan pengikat yang
mengandung alumuniumdi bagian atas. Dari dua lapisan masih tampak pori-pori yang terbuka
dan guratan oksida dan partikel yang tidak melebur. Gambar (b) menunjukkan tiga lapisan yaitu
substrat yang terdiri Inconel 713LC, lapisan pengikat teraluminasi NiCoCrAlY dan lapisan atas
MgO-ZrO2 sebagai penstabil ikatan. Pada gambar (b) lubang pori-pori dan guratan oksida sudah
tidak tampak hanya tinggal patahan yang bersifat mikro dan peran lapisan pengikat sangat
tampak sebagai perekat antara substrat dan lapisan atas sehingga gambar (b) lebih rapat dari
gambar (a).
3. Jelaskan gambar di bawah ini !
Jawab : Gambar di atas menunjukkan penampang SEM, distribusi unsur, dan pola XRD dari
Inconel l713LC yang dilapisi NiCoCrAlY teraluminasi.Gambar kiri atas menunjukkan
penampang SEM dari lapisan substrat Inconel 713LC dibagian bawah dan lapisan ikatan di
atasnya kemudian bagian paling atas adalah lapisan yang mengandung aluminium. Lapisan
aluminide NiAl berisi sejumlah besar Co,oleh karena itu komposisi lapisan atas terdiri dari
Ni(Co)Al seperti tampak pada pola XRD.
4. Bagaimana komposisi unsur-unsur yang terdapat pada lapisan antara substrat Inconel
713LC dengan lapisan ikatan NiCoCrAlY teraluminasi pada gambar berikut ?
Jawab : Gambar di atas adalah Inconel l713LC yang dilapisi NiCoCrAlY teraluminasi. Unsur-
unsur yang terdapat pada penampang SEM dari substrat bagian bawah S7,S6 kemudian lapisan
ikatan di bagian tengah S5,S4,S3 dan sampai lapisan yang mengandung aluminide di bagian atas
( di atas S2,S1 ). Dari keterangan tersebut dapat diketahui bahwa terdapat tiga lapisan yaitu Layer
aluminide ( lapisan atas ), bond coat layer ( lapisan tengah ) dan substrat lapisan bawah. Pada
lapisan S1terdapat komposisi berat unsur-unsur Cr ≈ 0,25 %, Co ≈ 15 %, Al ≈ 37,5 % dan Ni ≈
47,5 %. Pada lapisan S2 ( lapisan antar muka ) terjadi perubahan komposisi yaitu Cr ≈ 25 %, Co
≈ 25 %, Al ≈ 25 % dan Ni ≈ 25 %,pada lapisan ini tampaknya terjadi keseimbangan komposisi
unsur-unsur yang semuanya mencapai 25 % berat. Pada lapisan ikatan ( bagian tengah ) terjadi
komposisi unsur Ni meningkat tajam sampai pada kisaran 50 % berat, sedang unsur-unsur lain
kenaikan dan penurunannya relatif seimbang. Kenaikan Ni terjadi sampai pada lapisan substrat
mencapai kurang lebih 75 % berat dan penurunan paling signifikan terjadi pada unsur Al sampai
pada nilai 0.
5. Jelaskan peranan masing-masing lapisan pada gambar berikut dari hasil pengamatan SEM
dan XRD !
Jawab : Berdasarkan SEM, lapisan dasar atau substrat merupakan bahan dasar material, lapisan di
atasnya merupakan lapisan pengikat atau perekat untuk menyatukan lapisan atas dan lapisan
bawah sedang lapisan atas merupakan lapisan yang menstabilkan struktur sehingga menjadi
bentuk kristal yang sangat kuat dan kokoh. Jika dilihat berdasarkan XRD tampak bahwa pada
lapisan atas terbentuk kristal ZrO2 yang sangat stabil,hal ini dapat dilihat dari timbulnya puncak-
puncak yang jelas.
6. Berdasarkan gambar di bawah jelaskan komposisi unsur yang terdapat pada lapisan atas
atau top coat !
Jawab : Pada lapisan atas ( top coat ) yang disimbolkan dengan S1komposisi unsur-unsur yang
ada yaitu ; Zr ≈ 72 % berat, Mg ≈ 8 %, O ≈ 20 % dan Ni ≈ 0. Dengan demikian dapat dikatakan
bahwa MgO distabilkan oleh ZrO2, karena MgO larut dalam ZrO2.
7. Jelaskan gambar hasil pengujian korosi dari tiga jenis sampel, Inconel 713LC,Inconel
713LC yang dilapisi NiCoCrAlY yang teraluminasi dan Inconel 713LC yang dilapisi
NiCoCrAlY teraluminasi dan dilapisi lapisan atas !
Jawab : Grafik di atas menunjukkan hubungan antara berat yang hilang akibat korosi dengan
bahan yang tidak dilapisi dan bahan yang dipalisi. Bahan yang hanya terdiri dari Inconel 713LC
(gambar bawah) mengalami kehilangan berat akibat korosi sekitar 4,6 %, dan bahan yang dilapisi
dengan lapisan ikatan (bond coat) jumlah berat yang hilang akibat korosi sebesar kira-kira 2,2 %
sedang bahan yang dilapisi dengan bond coat dan top coat hanya kehilangan berat akibat korosi
sekitar 0,6 %. Dari diagram tersebut dapat disimpulkan bahwa tingkat korosi dari ketiga jenis
sampel tersebut adalah : Inconel 713LC > bond coat > bond coat dan top coat.
8. Sebutkan senyawa-senyawa yang terbentuk sebagai produk korosi dari gambar berikut !
Jawab : Dari analisa XRD tampak bahwa terdapat puncak-puncak yang menunjukkan sifat kristal
suatu senyawa yang pada awalnya sebelum diuji sifat korosinya tidak ada senyawa-senyawa
tersebut. Dari keadaan itulah maka dapat dikatakan bahwa senyawa hasil korosi secara urut dari
yang terbesar adalah NiO,Cr2O3,NiCr2O4, dan (Al,Tb,Ti)O2.
9. Dari gambar XRD di bawah ini, jelaskan timbulnya senyawa LiAlO2 dan Ni(Co)O !
Jawab : Pembentukan LiAlO2 dapat dijelaskan dengan reaksi oksidasi antara garam LiCl yang
mengandung Li2O dan Al2O3. Hal ini diyakini bahwa oksida aluminium dihasilkan dari reaksi:
Ni (Co) Al (4Ni (Co) + 3O2 → Al2O3 + 4Ni (Co).
10. Jelaskan apa yang menyebabkan bahan yang dilapisi bond coat dan top coat tahan
terhadap korosi panas !
Jawab : Pada bahan yang dilapisi bond coat dan top coat membentuk satu keasatuan yang saling
mendukung,misalnya bond coat berfungsi sebagai perekat antara substrat dan lapisan atas,
sedang top coat membentuk suatu lapisan padat,keras ,rapat,struktur teratur dan stabil sehingga
tahan terhadap panas tinggi dan korosi.
11. Jelaskan simbol S4 dan S5 yang terdapat pada gambar di bawah ini !
Jawab : S4 dan S5 merupakan lapisan bond coat yang bertindak sebagai perekat antara dua
lapisan lainnya. Komposisi unsur-unsur yang terdapat dalam lapisan tersebut antara lain Al≈55%,
Cr antara 75 sampai 80%,O≈ 35%, Ni antara 20 sampai 25%, dan Co tidak tampak pada lapisan
itu.
12. Pada gambar soal no.12 tunjukkan lapisan antarmuka yang disimbolkan dengan S !
Jawab : Lapisan antarmuka terdapat pada daerah S3 dan S4 yaitu antara lapisan aluminide dan
lapisan bond coat, lapisan antarmuka lainnya adalah antara S6 dan S7,yaitu lapisan yang terletak
antara lapisan ikatan dan lapisan substrat.
13. Jelaskan karakteristik yang digunakan untuk menganalisa sampel akibat korosi panas !
Jawab : Karakteristik yang digunakan adalah : a) SEM ( Scanning Electron Microscope )
digunakan untuk studi detil arsitektur permukaan sel (atau struktur jasad
renik lainnya), dan obyek diamati secara tiga dimensi. SEM juga bisa
digunakan untuk mengukur ketebalan sample, b) Sedangkan Energy
Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) digunakan untuk mengetahui
komposisi unsur dari material. Alat Fine Coater merupakan alat untuk
melapisi material yang bersifat non konduktor dengan lapisan metal.
Komposisi unsur-unsur yang terkandung dalam sample ditampilkan dalam
diagram gelombang dengan puncak-puncak tertentu.