Difusivitas Atom

Pada suhu tertentu, tidak semua atom (molekul) mempunyai energi yang sama pada saat tertentu, terdapat suatu spectrum energi di antara atom-atom mulai dari nilai mendekati nol sampai nilai yang sangat tinggi (tetapi tetap mendekati harga rata-rata). Sebaliknya untuk periode waktu tertentu, setiap atom akan dapat memiliki serangkaian nilai energi mulai dari sekitar nol sampai nilai yang sangat tinggi (tetapi tetap mendekati harga rata-rata). Dalam dua kondisi ini, atom kemungkinan mempunyai cukup energi untuk memutuskan ikatannya dan melompat ke posisi baru dan mengalami suatu proses difusi. Difusivitas bergantung dari jenis atom yang larut, struktur bahan padat dan perubahan suhu.

Tabel 3.1 Difusivitas Atom

Perbedaan nilai difusivitas pada beberapa bahan padatan disebabkan oleh beberapa hal :

a. suhu yang lebih tinggi menghasilkan difusivitas yang lebih tinggi pula. Atom-atom memiliki energi termal yang lebih tinggi, oleh karena itu besar kemungkinan untuk mencapai energi yang dapat melampaui hambatan antara atom-atom.

b. Karbon memiliki difusivitas yang lebih tinggi dari pada nikel dalam besi karena atom karbon lebih kecil.

c. Tembaga lebih mudah berdifusi dalam aluminium daripada tembaga sendiri oleh karena ikatan Cu-Cu lebih kuat daripada ikatan Al-Al. (berdasarkan titik cairnya).

d. Atom-atom mempunyai difusivitas yang lebih tinggi dalam besi kpr daripada dalam besi kps karena kpr mempunyai factor tumpukan yang lebih rendah. (lubang sisipan dalam kps lebih besar dibanding lubang sisipan dalam kpr).

e. Difusi berjalan lebih cepat melalui batas butir karena merupakan daerah dengan cacat kristal. Hubungan difusi dengan energi aktivasi :

Dalam kimia difusi berkaitan dengan Q dengan satuan kal/mol dan R (konstanta gas), sehingga diperoleh hubungan :

Contoh soal :

Difusivitas aluminium dalam tembaga pada 5000C adalah 2,6x10-17m2/s dan 1,6x10-12m2/s pada 10000C. Hitung D0, Q dan E serta berapa difusivitas pada suhu 7500C.

Penyelesaian :

Sehingga :

Untuk T=7500C maka :

_1425842672.unknown

_1425842674.unknown

_1425842675.unknown

_1425842673.unknown

_1425842671.unknown