p~ ~ N~ H t ~ k,.. ~ X KI. 2, ISSN 1410-)~g~

KARAKTERISASI PEMANAS CUPLIKAN TIPE PN-I05MENGGUNAKAN TEKNIK DIFRAKSI NEUTRON S Lt6

Tri Hardi P, Herry Mugi R., Rifai Muslich, Yohanes A.M, Wahyu Hagono

Puslitbang Iptek Bahan -BA TAN, Kawasan Puspiptek, Serpong- Tangerang

ABSTRAK

KARAKTERISASI PEMANAS CUPLIKAN TIPE PN-105 MENGGUNAKAN TEKNIK DIFRAKSI NEUTRON. Telah dikarakterisasipemanas cuplikan tipe PN-105 dengan menggunakan teknik difraksi neutron Bahan pemanas terdiri dari empatjenis material, yaitu alumunium,tembaga, molibdenum dan alumina. Pola difraksi neutron menunjukkan ada empat puncak bragg yang cukup tinggi intensitasnya .Dari analisispola difraksi diperoleh bahwa puncak-puncak bragg tersebut disebabkan oleh bahan alumina yang digunakan sebagai penyangga cuplikan didalam furnace.

ABSTRACT

CHARACTERIZATION OF THE FURNACE TYPE PN-105 USING NEUTRON DIFFRACTION TECHNIQUE. The fumace type PN-105has been characterized by the used of neutron diffraction technique. Materials of the fumace consist of four types material; allumunium, copper,molibdenum and alumina. From neutron diffraction pattern is shown there are four bragg peaks which have enough high intensities. From analysisof the diffraction pattem is obtained that those bragg peaks corne from alumina that used for the sample holder inside the furnace.

PENDAHULUAN

Pengambilan data pola difraksi dilakukandengan menggunakan Difraktometer Neutron ResolusiTinggi (DN3) yang dipasang di dalam gedung NGH.Difraktometer ini mempunyai 32 buah detektor danmemiliki jangkauan sudut hamburan antara 2,5° -162,5°.Panjang gelombang neutron sebesar 1,82A, diperolehdari refleksi monokromator Ge (331). Take-off anglesebesar 89°. Data difraksi neutron diambil pada suhukamar .

Pemanas tipe PN-IO5 dibuat oleh DAIAvacuum Engineering Co.,Ltd telah digunakan sebagai

pemanas cuplikan. Dengan menggunakan pemanaspengaruh perubahan suhu terhadap struktur bahan kristaldapat diamati. Pemanas bahan logam yang mempunyaistruktur kristal sehingga perlu dikarakterisasi dahuluuntuk mengamati kemungkinan timbulnya puncak-puncak bragg tersebut. Adanya puncak-puncak braggyang ditimbulkan oleh pemanas akan menimbulkankesulitan dalam melakukan analisis cuplikan.

Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisispuncak- puncak bragg daD menentukan bahan materialyang menyebabkan terjadinya puncak-puncak tersebut.Percobaan dilakukan dengan teknik difraksi neutronmenggunakan difraktometer neutron resolusi tinggi(DN3).

HASIL DAN PEMBAHASANSkema pemanas PN-IO5 yang digunakan sebagaipemanas cuplikan ditunjukkan pacta Gambar 1.

I ~=:f~ffl ' II ' I

t !

I i

14

"e'TC>TAT A KERJA.Pemanas (furnace) berentuk silinder dengan

diameter 30 Cm dan tinggi 46 Cm. Bahan utama terbuatdari aIumunium jenis A5052. lendela berkas neutronmempunyai tinggi maksimum 70 Cm. Papan refleksi(reflector) daD pemanas (heater) terbuat darimolibdenum (Mo). Pipa pendingin dan elektroda terbuatdari tembaga (Cu), penutup daD dudukan terbuat daristainless steel (SOS). Penyangga cuplikan terbuat darialumina (AI2O3) I)

36 ~, 2$ A~ 1111

...~:L-A~

Itdi=

.::ll

Gambar 1. Skema diagram pemanas tipePN-105

~ p~ ¥Jc- T~ PN-1OS H~ Td4 ~ ~T~ H~ p, H"", Hc-f £. R¥ H.."u, V~ A H, \V~ HAf-

Dari percobaan difraksi neutron tersebutdiperoleh pola difraksi neutron seperti tercantum padaGambar 2. Dari pola difraksi tersebut terlihat empatpuncak bragg dengan intensi~ yang cukup. label Imenunjukkan empat puncak br.gg yang dihasii.an olehpemanas tersebut. Puncak- puncak tersebut berhubungandengan jarak antar bidang refleksi dari material bahan

pemanas.

Jatar belakang yang tidak-flat. Pada puncak bragg keempat, rasio intensitas relatif pengamatan jauh lebititinggi dibandingkan dengan rasio intensitas relatifreferensi Bidang-bidang kristal yang berhubungandengan keempat puncak tersebuta masing masing adalahbigang (113), (116) , (030) clan (1 0 10). Tabel 3menunjukkan besarnya nilai Dd/d untuk empat puncakbragg utama serta bidang (hkl) yang berkaitan denganpuncak-puncak tersebut.

KESIMPULAN I

Dari percobaan difraksi neutron pada pemanastipe PN-I05 dapat disimpulkan bahwa puncak-puncakbragg pada pola difraksi disebabkan oleh penyanggacuplikan yang terbuat dari alumina (AI2O3). Untukmenghilangkan puncak-puncak t~rsebut disarankan agarpenyangga tersebut diganti dengan bahan lain yang tahanpanas sampai suhu maksimum pemanas (800°C) dan

yang tidak memiliki puncak-puncak bragg pada poladifraksinya. Salah satunya adalah vanadium yangmempunyai titik leleh 1910°C 3) yang mempunyai

tampang lintang (cross section) inkoheren yang besar(~-,L3:L barn) dan tampang lintang koheren yang kecil(0,0184 barn) 4). I

Gambar 2. Pola difraksi neutron pemanas PN-105

T abel 1. Puncak bragg yang dihasilkan pemanas PN-105

DAFTARPUSTAKA

Dari besarnya hargajarak antar bidang (d) W1tuksetiap pW1cak bragg maka dapat diidentifikasi bahwapW1cak -pW1Cak tersebut berasal dari bahan alumina(Tabel 2). Hal ini ditunjukkan oleh besarnya nilai 116d/d1= I< dabs -d reV Id",{ I yang berkisar antara 0,00 1 sarnpai0,0003. Secara umum intensitas relatif tiga pW1cakpertama harnpir sarna. Lebih tingginya intensitas relatifbasil pengukuran dibandingkan dengan intensitas relatifreferensi W1tuk puncak ke empat , disebabkan intensitas

[1]. Furnace (PN-I05 type) Operator,s Manual, Dia~acLimited, Order No. 3139326.

[2]. Howard J.Swanson, Simon J. Karmel, Joint Comitteon Powder Diffraction Standard, National Beurcauof Standard, First Edition, 1976.

[3]. David A. Young, Phase Diagram of the Eleme~ts, University of Cali fomi a Press, Oxford, 1991.

[4]. M. Bee, Quasielastic Neutron Scattering Princi lesand Applications in Solid State Chemistry, Bioi gyand Materials Science, Adam Hilger, 1988. I

-."f!)

~ 2S A~ 1'1'11