Volume 5. Nomor 1. Oktob~r7003 ISSN/4//-/3491

IMPLANTASI ELEMEN REAKTIF Mg DAN La UNTUKPENINGKATAN KETAHANAN OKSIDASI TEMPERATURTINGGI P ADUAN Fe20Cr5Al

Lely Susita R.M., Tjipto SujitnoP3TM -BATAN

ABSTRAKIMPLANTASI ELEMEN REAKTIF Mg DAN La UNTUK PENINGKATAN KETAHANAN OKSIDASIPADUAN Fe20Cr5A/ PADA TEMPERATUR TINGGI. Te/ah di/akukan imp/anlasi e/emen reaklifmagnesium (Mg) don /anlanum (La) pada paduan Fe20Cr5A/ pada dosis 1 x 1011 ionlcm1. 5 x 1011 ionlcm1,1 x 1018 ionlcm1 don energi 100 keV.menggunakan imp/an lor ion 150 keVI2 mA Tujuan dari imp/anlasitersebul ada/ah unluk mengetahui peri/aku ketahanan oksidasi paduan Fe20Cr5A/ akibat dari penambahanmagnesiun dan lantanum. Analisis ketahanan oksidasi dilakukan pada lemperalur 800 DC dengan waktupemanasan 5 jam dan pendinginan 19 jam pada kondisi siklus terma/ baik untuk sebe!um maupun setelahproses implanlasi ion. Dari hasil eksperimen menunjukkan bahwa implanlasi ioll Mg don La ke permukaanpaduan Fe20Cr5Al mampu meningkatkan ketahanan oksidasi selama siklus termal pada temperatur 800 DCdibandingkan dengan paduan Fe20Cr5Al yang tidak diimplantasi. Kondisi optimum unluk meningkatkanketahanan oksidasi diperoleh pada dosis ion La sebesar 5 x 1011 ionlcm1 karena pada kondisi ini lajuoksidasillya /ebih mendalar.

ABSTRACTIMPLANTATION OF REACTIVE ELEMENTS Mg AND La FOR IMPROVING AT HIGH TEMPERATUREOXIDATION RESISTANCE OF Fe20Cr.5AI ALLOYS. Implantation of elements reactive Mg and La intoFe20Cr5Al alloys for various ion doses / X/Oil ion/cm1, 5 x/Oil ion/cm1 and / x/Oil ion/cm1 at energy100 keV has been caried out using /.50 keV/2 mA ion implantor. The purpose of the implantation is toobserve the oxidation resistance behaviour of Fe20Cr5Al alloys implanted by reactive elements ofLanthanum (La) and Magnesium (Mg). Oxidation resistance behaviour at thermal conditions was analyzedat temperature 800 °c. exposure time 5 hours and cooling time /9 hours before and after implantationprocess. It was found that implantation of Mg and La can improve the oxidation resistaance of theFe20Cr5Al alloys compared to the unimplanted Fe20Cr5AI alloys. The optimum conditions, indicated by}later

curve of the mass change vs thermal cyclus that was achieved at ion dose of La around .5 x 1011ion/cm1.

DC) mempunyai sifat sebagai berikut: (1) ketidak.teraturan kisi yang sangat rendah (very low latticedisorder), akan menghasilkan koefisien difusi yangrendah clan laju oksidasi yang rendah pula, (2) sifatvolatilitas yang rendah (low volatility) clan (3) siCatkestabilan termodinamik yang tinggi (highthermodinamics stability}l..3].

Kerusakan dari lapisan proteksi yang telahterbentuk tersebut hanya dapat terjadi pad a kondisikhusus. Kondisi khusus tersebut meliputi :

I. Kerusakan akibat beban mekanik (mechanicaldamage) yang disebabkan oleh retak (cracks),pengelupasan (spallation), maupun erosi(erotion), ketiga hal t~rsebut dapat merusaklapisan oksida proteksi yang telah terbentuk danmenyebabkan pertumbuhan oksida yang linier,dengan demikian laju pertumbuhan oksida

PENDAHULUAN

P aduan Fe20Cr5Al secara luas banyak

digunakan sebagai elemen pemanas baik

dalam bentuk lembaran (sheets) rnaupunkawat (wires) oleh karena sifat ketahanan

oksidasinya yang tinggi hingga temperatur 1300 °c.Akhir-akhir ini paduan tersebut banyak jugadigunakan sebagai substrat logam pada konverterkatalis otomotip (automotive catalytic converter)

yang beroperasi pada temperatur tinggi[I,2].

Sifat ketahanan oksid3Si dari paduanFe20Cr5AI tersebut disebabkall karena selarnaberoperasi akan terbentuk lapisan oksida proteksialumina (AI2O3) yang tipis clan rapat pada

permukaan paduano Lapisan oksida proteksialumina (AI2O3) terutarna a-A12O3 yang terbentuk

pada temperatur tinggi (mulai dari temperatur 1000

146--~

Prosiding Pertemuan don Presentasi I/miah TeknologiAkselerator don AplikasinyaVol. 5. No. I. Oktober 2003.. /46- /52

Tela1ologi yang paling tepat untuk me-nambahkan elemen reaktif dalam orde 0, I % -1%berat serta yang dapat terdistribusi secara merataadalah dengan teknik implantasi ion, yaitu dengancara mengatur dosis clan energi ion.

Dalam penelitian ini dicoba diselidikipengaruh penambahan elemen reaktif magnesiumclan lantanum terhadap sifat ketahanan oksidasipaduan Fe20cCrSA pada temperatur 800 °c clanpada beban siklus termal.

TATA KERJA DAN PERCOBAAN

Tata kerja dalam penelitian ini mencakuppreparasi cuplikan, tela1ik eksperimen daD ujioksidasi.

Preparasi Cup/ikon

Cuplikan yang diimplantasi dengan elemenreaktif magnesium clan lantanum adalah lembaranpaduan Fe20Cr5AI yang sudah cukup haluspermukaannya. Lembaran tersebut kemudiandipotong menjadi cuplikan berbentuk kepingandengan ukuran (1 x 1 )cm Untuk menghilangkankotoran yang masih melekat, cuplikan dicucimenggunakan mesin pembersih ultrasonik yangberisi alkohol clan kemudian dikeringkan.

Teknik Eksperimen

Ada dua besaran yang sangat penting daribasil implantasi suatu ion pada bahan, yaitukedalaman penetrasi ion pada pennukaan bahan dandistribusi konsentrasi ion yang diimplantasikan.Parameter kedalamanan penetrasi ion adalah jenision dan energi ion yang diimplantasikan serta jenisbahan. Sedangkan parameter yang mempengaruhidistribusi konsentrasi ion adalah arus ion danlamanya proses implantasi ion berlangsung.

Kedalaman penetrasi ion berhubungandengan jangkau ion rata-rata dalam bahan, secaramatematis dapat dituliskan sebagai berikut :

06EfZ2/3+Z2/31'/2/11 .II "I(M +M ) MR = v,v,," Lul Tu2 J \.JYJ, TJYl2)JYJ2

P Z, Z2 M I

dimana E adalah energi ion yang datang, M\ adalahmassa ion dah Z\ adalah nomor atom ion, M2 adalahnomor massa bahan dan Z2 adalah Domer atombahan, dan p adalah rapat bahan. Proyeksi jangkauion pada arab datangnya ion mula-mula disebutjangkau terproyeksi Rp. Korelasi antara jangkaurata-rata R dengan Rp dapat dituliskan,

semakin cepat. Kelemahan ini dapat dikurangidengan menambahkan sejumlah tertentu (0,1 -1%) unsur tanah jarang (rare earth elements,REEs) seperti cerium (Ce), neodimium (Nd),samarium (Sm), praseodimium (pr), atau e1emenreaktif 1ainnya (RE) seperti yttrium (Y),zirconium (Zr), titanium (Ti). hafnium (Hf),magnesium (Mg), maupun 1antanum (La),diantara elemen-elemen tersebut yang palingefektif ada1ah 1antanum (La)[1.5.6].

2. Kehadiran unsur lain disamping oksigen,hydrogen, atau udara akan menyebabkan reaksi-reaksi yang kompetitip dalam pembentukan

lapisan proteksi sehingga lapisan tersebut dapatrusak akibat terjadinya reaksi kimia. Unsur-unsur yang dapat merusak tersebut misalnyachlorine (CI). CI ini akan mudah sekali bereaksidengan Al untuk membentuk AICl3 yang bersifatvolatile pada temperatur 170 °C daD ini dapatmenyebabkan laju korosi yang tinggi padapaduan FeCrAI.

3. Terbentuknya lapisan nonproteksi yang di-sebabkan oleh menipisnya komponen Aluminium(Aluminium depletion) karena untuk konsumsipembentukan alumina (AI2O3). Fenomenatersebut dapat terjadi pada temperatur tinggi clanwaktu pemaparan yang cukup lama. Kerusakanlapisan proteksi yang disebabkan olehmenipisnya/h~bisnya komponen aluminiumdinamakan korosi dadal (corrosion brekaway).A wal dari korosi dadal ini ditandai denganperubahan warDa dari lapisan oksida yaitu dariabu-abu (a-AI2O3) menjadi hijau (Cr203) ataucoklat (FexOy) daD laju pertumbuhan oksida yang

begitu cepat.

Telah disebutkan di muka bahwa efek daripenambahan elemen reaktif pada paduan Fe20Cr5AIpada jumlah tertenhl akan mengurangi kerusakandari lapisan alumina yang telah terbentuk akibatbeban mekanik dengan kata lain dapat menghambatlaju korosi, hal ini disebabkan karena dengankehadiran elemen reaktif. daya lekat (adherence)lapisan oksida proteksi semakin kuat. Fenomenatersebut dapat diterangkan sebagai berikut.

1. Pada paduan FeCrAI tanpa kehadiran elemenreaktif, pertumbuhan lapisan alumina (AI2O3)melibatkan proses difusi dua arah yaitu masuk-nya (inward) oksigen daD keluarnya (outward)aluminium melalui barns butir. dengan demikianakan mudah mengelupas.

2. Sedangkan pada paduan FeCrAI yangmengandung elemen reaktif. proses difusi hanyaterjadi pada satu arab yaitu hanya difusi atomoksigen dengan demikian daya lekatnya semakinkuat dan laju oksidasinya berkurang.

IMPLANTASI ELEMEN REAKTIF Mg DAN La UNTUKPEN/NGKATAN KETAHANAN OKSIDASI TEMPERATURT/NGGI PADUAN Fe20Cr5A/

Lely Susita R.M., dkk.

147

temperatur yang sangat tinggi. Uji oksidilSidilakukan dalam media oksigen kering padatemperatur 800 °C selama 5 siklus termal denganwaktu pemanasan 5 jam dan pcndinginan 19 jambaik untuk sebelum maupun setelah prosesimplantasi ion magnesium dan lantanum. Selama ujisiklus termal, cuplikan yang telah dimasukkan kedalam tabung dialiri dengan gas oksigen keringdengan kemurnian 99% dan debit 0,021 cc/menit.Adanya oksigen di lingkungan sekitar cuplikanmenyebabkan terjadinya proses oksidasi padatemperatur 800 °C. Selama proses oksidasi ber-langsung pada cuplikan Fe20CrSAI, probabilitasterbesar terjadinya oksidasi adalah antara magne-sium dan oksigen membentuk oksida magnesium(MgO) serta antara 1antanum dan oksigen mem-bentuk oksida lantanum (La203) karena oksidasidimulai dari permukaan cuplikan yang banyakmengandung kedua elemen reaktif tersebut. Prosesoksidasi ini dapat diamati berdasarkan perubahanberat cuplikan selama siklus termal. Berdasarkaneksperimen di atas dibuat grafik hubungan antarawaktu oksidasi terhadap perubahan berat selama 5siklus termal dengan waktu pemanasan setiap siklus5 jam dan waktu pendinginan 19 jam, baik untukcuplikan yang belum diimplantasi maupun yangtelah diimplantasi. Dengan grafik terst-but diharap.kan akan diperoleh kondisi ketahanan oksidasi yangpaling optimum.

= .!.[(5 + A)Q-;4larC.cos4 2",,5

R I-AI+A

-I-3A

dengan A = M2/Mto Apabila nilai A ~ 1, maka

persamaan di atas dapat disederhanakan menjadi,

M2

3M(

1=l+-A3

Perpindahan energi setiap tumbukan antaraion dengan atom-atom bahan bersifat acak, sehinggasuatu ion dengan energi mula-mula yang sarna akanmempunyai jangkau ion terproyeksi yang berbeda.Karena itu terjadi simpangan rata-rata distribusijangkau ion terproyeksi yang menimbulkan deviasistandar aRp. Distribusi konsentrasi ion dapatdidekati dengan distribusi statistik Gauss, clankonsentrasi ion dopan pada kedalarnan x dapatdituliskan sebagai berikut,

.,(:~~ .

2uR2P

dimana C. adalah dosis ion dopan yang di-implantasikan pada bahan, besarnya sebagai fungsidari arus berkas ion clan waktu proses implantasi ion.

~- f i.dt=-""sHASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil uji siklus termal dalam lingkunganoksigen kering pada temperatur 800 °C selarna 5siklus termal dengan waktu pernanasan setiap siklusterma1 5 jam clan waktu pendinginan 19 jam untukpaduan Fe20CrSA1 yang be1um diimp1antasi rnaupunyang te1ah diimp1antasi dengan ion Mg clan Larnasing-rnasing disajikan pada Gambar 1 atauGambar 2.

Dari basil uji oksidasi menunjukkan bahwaimplantasi ion Mg dan La rnampu memberikankontribusi yang signiflkan terhadap perubahan sifatketahanan oksidasi p~duan Fe20CrSA1 selarna siklusterma1 pada temperatur 800 °c dibandingkan denganpaduan Fe20CrSA1 yang tidak diimp1antasi.

Profil kinetika oksidasi Fe20CrSAI yangbelum diimplantasi maupun yang diimplantasidengan ion Mg clan La ditunjukkan oleh Gambar I,2 clan 3. Seperti yang terlihat pada profit tersebut,laju oksidasi Fe20CrSAl yang tidak diimplantasipada awa1 oksidasi sampai siklus termal ke4mengalami peningkatan. Namun ketika uji oksidasiselarna siklus termal pada temperatur 800 °c ierusdija1ankan, 1aju oksidasinya menurun karena terjadipengelupasan oksida. Hal ini berbeda dengan

dimana e adalah muatan ion, A adalah luaspermukaan bahan, i adalah arus berkas ion, clan tadalah waktu proses implantasi.

Berdasarkan perumusan-perumusan di atasdilakukan eksperimen dengan variasi parametersebagai berikut

a, Variasi jenis ion dopan untuk memperolehkondisi ketahanan'oksidasi dari cuplikan.

b. Variasi dosis atau konsentrasi ion untukmemperoleh ketahanan oksidasi dari cuplikanyang paling optimum.

Dalam penelitian ini dilakukan implantasi iondopan magnesium clan lantanum pada cuplikanFe20Cr5Al, serta variasi dosis ion sebesar 1 x 10\7ion/cm2, 5 x 1017 ion/cm2 clan 1 x 10\8 ion/cm2 padaenergi 100 keY.

Uji Oksidasi

Uji oksidasi atau uji korosi temperatur tinggidari cuplikan Fe20CrSAl berkenaan denganpemakaian Fe20CrSAl pada lingkungan dengan

--~

Prosiding Pertemuan dan Presentasi llmiah Tekn%giAkselerator dan AplikasinyaVol. 5. No. J. Oktober 2003.. 146.152

148

Fe20Cr5Al yang diimplantasi dengan ion Mg danLa, terlihat adanya kecendenmgan terbentuknyalapisan oksida yang bersifat protektif. Sernakin teballapisan oksida yang terbentuk, sernakin kecil lajuoksidasinya., karena difusi ion Mg atau La menujupennukaan oksida dihalangi oleh lapisan oksidayang telah terbentuk sebelumnya. Begitu juga yangterjadi pada atom-atom oksigen. Meskipun atom-atom oksigen menangkap elektron untuk membentuk

ion oksigen, namun laju difusinya melewatipennukaan oksida untuk bergabung dengan ion-ionMg atu La dalam membentuk oksida magnesiumatau oksida lantanum terhalangi oleh oksidasebelumnya. Akibat adanya halangan ini, proba-bilitas ion-ion Mg atau La bereaksi dengan ion 0menjadi kecil, sehingga laju pembentukan oksidatersebut juga semakin kecil.

Gambar 1. Pengaruh siklus termal tcrhadap perubahan berat (gram) sebagai akibat oksidasipada temperatur 800 °c selama 5 siklus termal dengan lama pemanasan sctapsilkus tcrmal 5 jam dan pcndinginan 19 jam untuk paduan Fc20Cr5AI yang tidakdiimplantasi maupun yang diimplantasi dengan ion Mg pad a dosis ion 1xl017ion/cm2, 5x1017 ion/cm2, 1x1018 ion/cm2 daD energi 100 keY.

0.0014

O.OOl~

11,Q

~

~

0.001

0.0008

0.0006

0.0004

0.0002

0a 1 ~ 5. 63

Si]d1I5 telmtl

Gambar 2. Pengaruh siklus termal terhadap perubahan berat (gram) sebagai akibat oksidasipad a temperatur 800 DC selama 5 siklus termal dengan lama pemanasan setiapsiklus termal 5 jam daD pendinginan 19 jam untuk paduan Fe20Cr5Al yang tidakdiimplantasi maupun yang diimplantasi dengan ion La pada dosis ion lxl017ion/cm2, 5xl017 ion/cm2, lxl018 ion/cm2 daD energi 100 keY.

IMPLANTASI ELEMEN REAKTIF Mg DAN La UNTUKPENINGKATAN KETAHANAN OKSIDASI TEMPERATURTINGGI PADUAN Fe20Cr5Al

LeZy Susita R.M., dkk.

149

Gambar 3. Pengaruh siklus termal terhadap perubahan berat (gram) sebagai akibat oksidasipada temperatur 800 °C selama 5 siklus termal dengan lama pemanasan setiapsiklus termal 5 jam daD pendinginan 19 jam untuk paduan Fe20Cr5AI yangdiimplantasi dengan ion Mg daD La masing-masing pad a dosis ion lxl017 ion/cm2,5xl017 ion/cm2, lxl018 ion/cm1 daD energi 100 keV.

Pada Gambar 3 terlihat bahwa laju oksicl.asiFe20Cr5Al yang diimpJantasi dengan ion La lebihrendah dibandingkan dengan laju oksidasiFe20Cr5Al yang diimplantasi dengan ion Mg. Halini berhubungan dengan harga potensial ionisasikedua jenis atom tersebut. Untuk me:1jadi ion Mg2+,atom Mg membutuhkan potensial sebesar 15,035volt sedangkan atom La membutuhkan potensialsebesar 19,174 volt untuk menjadi ion La3+. Olehkarena itu dengan energi yang sarna, ion La3+ yangterbentuk lebih sedikit dari pada ion Mg2+, sehinggaakhirnya oksida lantanum lebih sedikit terbentukdalam waktu yang sarna untuk membentuk oksidamagnesium. Disamping itu efektivitas penambahanelemen reaktif dalam meningkatkan ketahananoksidasi selarna siklus terrnal berhubungan denganelektronegativitas elemen tersebut. Besaran inimenyatakan kecenderungan suatu unsur untukmenarik elektron dalam suatu ikatan kimia. Semakinbesar harga elektronegativitas suatu unsur, semakinbesar pula kemampuannyan dalam menarik elektron.

Unsur Mg mempunyai elektronegativitasyang lebih besar dibandingkan dengan unsur La (1,3untuk Mg dan 1,1 untuk La). Dengan demikian ionoksigen yang mempunyai kelebihan elektron akanlebih mudah terikat oleh Mg karena elektron tersebutmudah ditarik oleh Mg untuk membentuk oksidamagnesium yang lebih stabil dari pada oksidalantanum.

Secara umwn, implantasi ion Mg clan La kepermukaan Fe20Cr5Al rnampu meningkatkanketahanan oksidasi selama siklus terrnal padatemperatur 800 °C dibandingkan dengan Fe20Cr5Alyang tidak diimplantasi. Dalam rentang dosis ionantara 1 x 1017 ion/cm2 -1 x 1018 ion/cm2, kondisioptimum untuk meningkatkan ketahanan oksidasidiperoleh pada dosis ion La sebesar 5 x 1017 ion/cm2karena pada kondisi ini laju oksidasinya lebihmendatar. Hal ini menandakan bahwa oksida yangtelah terbentuk bersifat protektif, rnarnpu meng-halangi proses oksidasi selanjutnya.

Facia paduan Fe20Cr5Al yang diimplantasiion La pada dosis yang tinggi (1 x 1018 ion/cm1temyata terjadi pengelupasan oksida yang terbentukketika proses oksidasi lebih dari siklus ke 3. Adabeberapa faktor yang menyebabkan terjadinyapengelupasan oksida tersebut, antara lain,

a. Adanya thermal stress yang muncul akibat siklusterrnal clan stress akibat pertumbuhan oksidanyasendiri. Apabila siklus terrnal berlangsung lamaclan terns menerus maka akumulasi thermalstress akan sernakin besar, sehingga oksida yangtelah terbentuk tidak mampu lagi menahan bebantersebut. Sebagai akibatnya terjadilah penge-lupasan oksida.

b. Terbentuknya lapisan nonproteksi yang di-sebabkan oleh menipisnya komponen aluminiumkarena untuk pembentukan alumina (A12O3)'

150Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah TeknologiAkselerator dan AplikasinyaVol. 5. No. I. Oktober 2003.. 146 -152

Berdasarkan uraian tersebut di alas,implantasi ion La pada pennukaan Fe20Cr5AI akanmemberikan efek ketahanan oksidasi yang lebih baikselama siklus termal pada temperatur 800 °cdibandingkan dengan implantasi ion Mg

KESJMPULAN

[4] KLOWER, J., KOLARIK, V., AND JUEZ-LORENZO, M., Effect of Reactive Elements onthe Oxidation Behaviour of Alumina FormingFeCrAI Alloys: The Effect of Over Doping,DrKw 16.09-1998/Datei EUROCORR, 1998.

[5] KAZUHIDE ISHII, MASAAKI KOHNO,SHIN ISHIKA W A AND SUSUMU SA TOH,Effect of Rare-earth Elements on High Tempe-rature Oxidation Resistance of Fe20Cr5AlAlloys Foil, Materials Transactions, JIM. Vol.38. No.9, 787 -792,1997.

[6] STRAWBRIDGE, A., AND HOU, P.Y., TheRole of Reactive Elements in Oxide ScaleAdhesion, Materials At High Temperaturs, Vol.12, No. 2-3, 1994.

TANYAJAWAB

Berdasarkan basil clan pembahasan sepertiterse but di atas dapat diambil kesimpulan sebagai

berikut,

1. Implantasi elemen reaktif Mg clan La rnampu

meningkatkan ketahanan oksidasi paduanFe20Cr5AI selarna siklus terrnal pada ternperatur800 °c dibandingkan dengan paduan Fe20Cr5AIyang tidak diimplantasi.

2. Paduan Fe20Cr5AI yang diimplantasi dengan ionLa mempunyai ketahanan oksidasi yang lebihbaik dibandingkan dengan paduan Fe20Cr5AI

yang diimplantasi dengan ion Mg.

3. Kondisi optimum dan irnplantasi elemen reaktifMg clan La untuk meningkatkan ketahananoksidasi dicapai pada dosis ion La sebesar5x1017 ion/cm2 karena pada kondisi ini 1ajuoksidasinya lebih mendatar

Mudjijana-Cara mengukur laju oksidasi clan ketahanannya?

-Prosentasi kenaikan ketahanan oksidasi?

UCAP AN TERIMA KASIHLely Susita RM

-Logam yang mempunyai ketahanan yang lebihbaik terhadap oksidasi apabila mampu mem-pertahankan keberadaan lapisan oksida yangterbentuk untuk waktu lama. Proses oksidasiyang membentuk 1apisan oksida mantap daD tidakmudah menguap akan disertai peningkatan beratoksida. Laju oksidasi dapat ditentukan denganmenimbang berat oksida yang terbentuk sebagaifungsi waktu (siklus terrnal). Pengukuranperubahan berat sebagai akibat siklus termaldilakukan dengan menggunakan neraca analitismerk Sartorius Gmbh, dengan ketelitian 0,0 I mg.

-Ketahanan oksidasi paduan Fe20Cr5AI yang

diimplantasi Mg meningkat sebesar 12,5% yangdicapai pada dosis ion 1 x 1018 ion/cm2, clansiklus ke 3, sedangkan paduan Fe20Cr5AI yangdiimplantasi ion La, ketahanan oksidasinyameningkat sebesar 62,5% yang dicapai pada dosision 5 x 1017 ion/cm2 dan siklus ke 3.

Pada kesempatan ini Penulis mengucapkanterima kasih kepada Bapak AI. Sunarto clan Bapak J.Karmadi, yang telah banyak membantu dalampenelitian ini.

ACUAN[1] KLO'NER, J., Factors Affecting the Oxidation

Behaviour of Thin FeCrAI, Part I: Effect of FoilDimensions, Materials and Corrosion 49, 758-763, 1998.

[2] CRABKE, H.J., SIEGERS, M., ANDTOLPYGO, V.K., Oxidation of FeCrAI andFeCrAIY Single Crystals, Z. Naturforch 501,217 -227,1995.

[3] QUADAKKERS, W.J., MALKOW, T., ANDNICKEL, H., The Effect of Major and MinorAlloying Elements on the Oxidation LimitedLife of FECrAI Based Alloys, Proceeding of the2nd International Conference on Heat ResistantMaterials, Gatlinburg, Tennesse, 11-14September 1995.

Pudji Untoro

-Apakah Mg masuk dalam elemen reaktif?

-Bagaimana proses siklus dilakukan.

IMPLANTASI ELEMEN REAKTIF Mg DAN La UNTUKPENINGKATAN KETAHANAN OKSIDASI TEMPERATURTINGGI PADUAN Fe20Cr5Al

Lely Susita R.M., dkk.

151

ISSN 1411-1349Volume 5, Nomor J. Oktober 2003

-Bagaimana pengaruh struktur kisi terhadappeningkatan ketahanan oksidasi? Kisi dengansyarat apa saja sehingga diperoleh bahan dengantingkat ketahanan oksida.c;i paling tinggi (palingtidak mudah teroksidasi).

Lely Susita RM

-Dalam bentuk powder, magnesium merupakanelemen yang sangat reaktif, tetapi dalam bentukpadatan akan teroksidasi dalam udara clan airsecara lambat, (diacu daTi Goodfellow-Material/Inforrnation-http://www.goodfellow-com/csp/active/gfMateriallnfo). Elemen Mg yangdigunakan dalam penelitian ini berbentuk powderyang diletakkan pada alumina untuk diuapkansebelum diionkan dalam sumber ion tipe katodapanas.

Dalam pelaksanaan uji oksidasi, cuplikandipanaskan pads temperatur 800 °c selama 5siklus termal dengan lama pemanasan setiapsiklus 5 jam clan pendinginan 19 jam. Se1amaproses pendinginan cuplikan tidak dike1uarkandari dalam over, untuk mencegah kehadiran unsurlain (uap air, udara) yang dapat merusak lapisanoksida yang telah terbentuk.

Lely Susita RM

-Selama proses implantasi ion, ion-ion berenergitinggi yang menembus permukaan materialmengakibatkan kerusakan radiasi dalam bentukcacat-cacat kisi. Kerusakan radiaGi ini terjadiakibat tumbukan antara ion-ion berenergi th!ggidengan material, sehingga menyebabkau atom-atom tergeser dari letak kisinya. Dengan adanyacacat-cacat kisi, material yang diimplantasimengalarni perubahan struktur kisi.

-Agar diperoleh sifat ketahanan oksidasi yangtinggi maka dipilih material yang selarna prosesoksidasi terbentuk lapisan oksida dengan siCa!ketidakteraturan kisi yang rendah (very low latticedisorder) sehingga menghasilkan koefisien difusiyang rendah, dengan dernikian laju pertumbuhanoksida juga rendah.

Pramaning TH

-Ditinjau dari struktur kisi, apakah kisi lapisanyang terbentuk selama proses implantasi berbedadengan kisi elemen yang diimplantasi?

Prosiding Pertemuan dan Presentasi J/miah TeknologiAkselerator dan AplikasinyaVol. 5, No.1, Oktober 2003.. 146-152

152