Struktur Material Padat

1. Struktur Material Padat Material Teknik

2. Kristal • Kristal didefinisikan sebagai material padat yang mempunyai susunan atom atau molekul yang teratur, keteraturan tercermin pada permukaan kristal yang mengikuti pola-pola tertentu • Material padat dimana atom-atomnya tersusun dalam susunan pola yang berulang (kontinyu) dan periodik pada pada arah 3 dimensi.

3. Daya ikat dalam kristal Daya yang mengikat atom (atau ion, atau grup ion) dari bahan padat kristal adalah bersifat listrik Ikatan kimia dari suatu kristal dibagi menjadi 4 macam yaitu: ionik, kovalen, logam dan van der waals.

4. a b c d a b x Satuan sel kristal z • Untuk mendeskripsikan kristal akan lebih mudah jika didefinisikan sel satuan • Satuan sel adalah susunan terkecil dari kristal, dilukiskan sebagai bola padat dimana setiap bola saling bersinggungan • Parameter kisi struktur kristal • Panjang sisi a, b, c • Sudut antara sumbu a, b, d y

5. Sistem Kristal • Dlihat dari geometri sel satuan, kristal mempunyai tujuh sistem kristal dan 14 kisi kristal

6. z [111] y c a [110] b x Arah kristalografi • Arah kristal dinyatakan sebagai vektor dalam [uvw] • uvw merupakan bilangan bulat • Himpunan arah <111> terdiri dari [111], [111], [111], [111], [111], [111], [111], [111] [100]

7. z Proyeksi pd sb y: b Proyeksi pd sb x: a/2 c y a b x Contoh menentukan arah kristal • Prosedur menentukan arah kristal x y z Proyeksi a/2 b 0 Proyeksi (dlm a, b, c) ½ 1 0 Reduksi 1 2 0 Penentuan [120]

8. Bid (110) mengacutitikasal O z y c a b x Bid. (110) ekivalen z Bid (111) mengacutitikasal O y c a b x Bid. (111) ekivalen Bidang Kristal • Bidang kristalografi dituliskan dengan indeks Miller dinyatakan dalam format (hkl) • hkl merupakan bilangan bulat • Bidang-bidang yang paralel satu sama lain adalah ekivalen dan mempunyai indeks yang identik

9. Prosedur menentukan indeks Miller Jika bidang melalui titik awal, buat bidang paralel di dalam sel satuan dengan translasi, atau dengan membuat titik awal lain di sudut lain sel satuan Bidang yang dicari bisa berpotongan atau sejajar dengan sumbu. Panjang bidang yang berpotongan ditulis dalam satuan parameter kisi a, b dan c Ambil kebalikan dari angka-angka perpotongan tersebut. Bidang yang sejajar dengan sumbu dianggap berpotongan di tak berhingga sehingga kebalikannya adalah nol Indeks Miller adalah bilangan bulat, tulis (hkl)

10. Contoh Menentukan Indeks Miller Bidang Kristal z z’ • Prosedur menentukan bidang kristal x y z Perpotongan ~a -b c/2 Perpotongan (dlm a, b dan c) ~ -1 ½ Resiprokal 0 -1 2 Penentuan (012) c y a b x x’ bid.(012)

11. Bilangan Koordinasi Pada kenyataannya bahan itu merupakan suatu kelompok atom-atom yang terkoordinir, jadi bukan hanya merupakan hubungan dua atom, tetapi lebih merupakan sebagai Polystrom (Hubungan antara banyak atom). Contoh CH4, CH3CL. Arah pertumbuhan kristal

12. Kristal Kubik Berpusat Ruang, BCC • Struktur kristal dimana terdapat atom disetiap sudut kubus ditambah satu buah di dalam kubus • Panjang sel satuan dirumuskan dengan: a=4R/√3

13. Kristal KubikBerpusatMuka • Struktur kristal termasuk kristal kubus dimana terdapat atom disetiap sudut kubus ditambah masing-masing satu buah disetiap permukaan/sisi kubu • Panjang sisi kubis a dan jari-jari atom R adalah: a = 2R √2 • Fraksi volume bola padat di dalam sel satuan (faktor penumpukan), FP adalah volume atom di dalam sel satuan dibagi volume total sel satuan

14. Kristal Heksagonal Tumpukan Padat (HCP) • Permukaan atas dan bawah sel satuan terdiri dari enam atom yang membentuk heksagonal dan mengelilingi sebuah atom ditengah. Bidang lain mempunyai 3 atom tambahan terletak antara bidang atas dengan bawah • Fkaktor penumpukan HCP = FCC • Kerapatan atom • ρ = ηA/Vc NA , dimana: η = jumlah atom di dalam sel satuan A = berat atom Vc =volume sel satuan NA = bilangan Avogadro