ppt material fungsional untuk bahan revisi fisika

fisika material

1. Material Fungsional (Review Jurnal) Kelompok 4

2. Pendahuluan Functionally Gradient Materials (FGM ) Secara sederhana FGM merupakan bahan yang dirancang untuk fungsi atau aplikasi tertentu dengan memvariasikan komposisi atau struktur untuk menghasilkan perubahan yang sesuai pada sifat-sifat material Powder Metallurgy (P/M ) Salah satu proses pembuatan FGM dari logam yang dihancurkan sampai berbentuk serbuk, kemudian ditekan dan dipanaskan dibawah temperatur leleh sehingga partikel-partikel logam mengalami difusi atom antar permukaan partikel Secara ringkas pendahuluan dari artikel ini ialah untuk membuat FGM dengan Perubahan gradien komposisi dan mikrostruktur dapat mengurangi atau menghilangkan sifat permukaan antara material penyusun untuk menghasilkan sifat material tertentu atau yang diinginkan melalui proses powder Metallurgy .

3. Tujuan Penelitian Untuk menyelidiki fabrikasi dan mikrostruk tur karakteristik FGM ZrO 2 - Ni dengan proses Powder Mettalurgy

4. Pembuatan FGM ZrO 2 -Ni dengan proses Powder Metallurgy METODE PENELITIAN Powder Purity (%) Ukuran Partikel (µm) Density (g.cm ) Luas Permukaan (m.g ) PSZ 99,8 <0,5 0,3 10-15 Ni 99,6 2,5 – 4 0,8 – 1,0 - Raw Powders Cold pressing Mixing Stepwise gradient filling in a steel die Hot-Pressed Sintering Karakterisasi Flowchart metode Powder Metallurgy dan karakterisasi -3 -1 ZrO 2 atau PSZ ( Partially Stabilied zirkon) merupakan Zirkon yang hanya stabil sebagian

5. Raw Powders Cold Pressing Mixing Stepwise gradient filling in a steel die Hot-Pressed Sintering Bubuk zirkonia yang distabilkan sebagian (PSZ, diolah dengan 3 mol% yttria) dan nikel dipilih sebagai bahan mentah (Raw) Serbuk dengan rasio PSZ / Ni yang berbeda dicampur dengan bola penggilingan selama 24 jam dengan etanol sebagai pelarut Setelah dikeringkan, bubuk campuran diisi secara bertahap urutan menurut komposisi yang telah dirancang sebelumnya dan dipadatkan dalam cetakan baja pada 150-200 MPa. Kemudian cetakan itu ditekan dengan suhu 1300-1400 °C di bawah tekanan 25 MPa selama 1-2 jam Kemudian didinginkan untuk dilakukan pelepasan dari cetakan yang harus dikontrol dengan tepat untuk mencegah yang disinter tidak retak atau hancur Ukuran spesimen yang disinter kira-kira 60 x 60 x 6 mm yang kemudian dipoles untuk karakterisasi mikrostruktur

6. Perangkat karakterisasi yang digunakan Mengidentifikasi Substruktur dari FGM dengan menggunakan transmisi mikro elektron (TEM) yang menggunakan lampu CM-12 STEM dengan 120 kV sebagai tegangan operasi. Sampel TEM di aduk secara mekanis hingga ketebalan 0,05 mm dengan boron karbida abrasif, diikuti dengan ion menipis atau dalam kondisi transparan Mikrostruktur dan distribusi elemen pada penampang FGM diamati melalui mikroskop optik dan Jeol JCXA-733 electron probe microanalyser (EPMA). Sampel untuk EPMA ditutup dengan thin film karbon dengan deposisi vakum Analisis difraksi sinar-X (XRD) dilakukan untuk mengidentifikasi struktur fase dengan difraktometer sinar-X, dan jumlah fase monoklinik ditentukan dari relatif Intensitas difraksi sinar-X dari dua monoklinik puncak (1 1 1) m + (1 1 1) m dan puncak tetragonal (1 1 1) t.

7. Karakterisasi Distribusi komposisi kimia Gambar (a) menunjukkan distribusi komposisi kimia pada penampang FGM ZrO2-Ni. Yang telah dirancang sebelumnya. komposisi yang berubah dari nikel menjadi zirkonia melalui empat lapisan dengan campuran PSZ / Ni yang berbeda rasio ture, dan setiap lapisan memiliki komposisi yang sama dengan kenaikan 20% PSZ dalam fraksi volume . Gambar (b) menunjukan hasil karakterisasi EPMA, FGM yang disinter menunjukkan gradien distribusi unsur nikel dan zirkonium, dan memenuhi kriteria desain yang diharapkan

8. Gambar a (hasil optical microgaph) gambar b (Hasil Ganbar dari EPMA) menunjukkan perubahan komposisi dan setiap lapisan di ZrO 2 -Ni FGM . Fase putih adalah nikel dan fase gelap adalah PSZ. Teramati bahwa mikrostruktur secara bertahap mengalamai perubahan dari nikel menjadi zirkonia dengan variasi komposisi, dan batas-batas yang berbeda, seperti ikatan langsung PSZ / Ni.

9. Ganbar ini menunjukkan mikrostruktur dari ZrO 2 -Ni FGM . Gambar (a) 20 % volume PSZ (b) 40 % volume PSZ (c) 60 % volume PSZ (d) 80 % volume PSZ

10. Pola difraksi sinar-X dari berbagai lapisan pada FGM ZrO2-Ni gambar (a) 20% vol PSZ (b) 40% vol PSZ (c) 60% vol PSZ (d) 80% vol PSZ (e) 100% vol PSZ menunjukkan bahwa komposisi fase terdiri dari nikel, tetragonal zirkonia (t-ZrO2) dan sedikit zirkonia monoklinik (m-ZrO2). Tidak ada reaksi antara nikel dan zirkonia dalam proses pengepresan panas, karena komposisi kimianya bervariasi, maka perubahan komponen fase sesuai dengan hasil pengamatan mikrostruktur tubuh sinter FGM hanya memiliki pori dan oleh karena itu hampir seluruhnya padat. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. kepadatan ZrO2-Ni mengalami peningkatan secara linier dengan peningkatan Ni vol% karena kepadatan nikel yang lebih tinggi (8.85g.cm) dibandingkan dengan zirkonia (5,85 g.cm). Komposit dengan 60 vol% Ni mengandung lebih banyak pori daripada yang lain karena transisi ikat komponen PSZ sesuai

11. Hasil TEM dari FGM ZrO2-Ni menunjukkan (a) campuran Ni + t + m (b) butir dan tepi regangan dalam fase tetragonal ZrO2 (c) Campuran t + m (d) Pola difraksi elektron Campuran t + m (e) Struktur kembar dalam nikel ( f) pola difraksi elektronnya . Struktur kembar dalam nikel

12. Kesimpulan Tidak ada permukaan yang berbeda dalam FGM karena adanya perubahan gradien pada komposisi dan struktur. Bahkan pada bagian yang telah ditumpuk sebelumnya, di mana nikel melonjak secara bertahap dan komponen zirkonia kontinu dalam mikrostruktur. Selain itu, dengan variasi komposisi , mikrostruktur dari FGM ZrO2 Ni ber transisi dari dispersi partikel zirkonia ke dalam matriks nikel untuk dispersi terbalik nikel ke zirkonia Body FGM ZrO2-Ni yang disinter nikel, tetragonal dan beberapa zirkonia monoklinik, dan fase nikel serta zirkonia monoklinik menunjukkan substruktur kembar. Tidak ada reaksi antara Ni dan ZrO2 terdeteksi , dan Ni / ZrO2 antar permukaan fase dapat langsung dihubungkan. Ini perlu investigasi yang lebih mendalam . FGM dari ZrOe-Ni dengan komposisi yang sesuai dapat dibuat dengan proses metalurgi serbuk, dan memiliki gradien distribusi yang sesuai dalam komposisi dan struktur .es

13. Terima KAsih