KARAKTERISASI INGOT PADUAN U-7Mo-xTi HASIL PROSES PELEBURAN MENGGUNAKAN TUNGKU BUSUR LISTRIK

Sari

ABSTRAK

               KARAKTERISASI INGOT PADUAN U-7Mo-xTi HASIL PROSES PELEBURAN MENGGUNAKAN TUNGKU BUSUR LISTRIK. Telah dilakukan karakterisasi ingot paduan U-7Mo-xTi dalam rangka mendapatkan paduan yang memenuhi persyaratan kandidat bahan bakar nuklir. Ingot paduan U-7Mo-xTi dibuat dengan teknik peleburan di dalam tungku busur listrik bermedia gas argon, menggunakan arus listrik 150 amper dan setiap paduan dilebur dengan lima kali pengulangan. Pengujian meliputi strukturmikro dengan teknik metalografi, komposisi fasa dengan XRD, berat jenis dengan alat Ultrapyc 1200e Version 4.00, enthalphy menggunakan DTA dan  capasitas panas dengan DSC. Strukturmikro ingot  U-7Mo-xTi pada bagian tepi terbentuk denrit, sedangkan pada bagian tengah cenderung bulat dan makin tinggi kadar Ti butiran semakin besar. Pola difraksi sinar-x sampel U-7Mo-xTi dengan perbedaan  kadar Ti terbentuk puncak-puncak yang mirip sehingga  dapat diduga memiliki fasa yang sama yaitu γ-U. Berat jenis ingot menurun seiring kenaikan kadar Ti. Hasil uji dengan DTA teramati reaksi endotermik paduan U-7Mo-1Ti, U-7Mo-2Ti, U-7Mo-3Ti yang terjadi pada rentang  temperatur berturut-turut 641,83 ^oC-655.21 ^oC, 638,89 ^oC- 650.95 ^oC, dan 644,38 ^oC - 662,20 ^oC dengan entalpi 0.37 cal/g, 0.4328 cal/g dan 5,1021 cal/g. Entalpi tersebut kemungkinan merupakan panas yang diperlukan untuk perubahan dari fasa α + U₂Ti menjadi β + U₂Ti. Makin tinggi kadar Ti panas yang diperlukan meningkat, karena pembentukan β + U₂Ti juga lebih banyak. Unsur Ti di dalam paduan U-7Mo menurunkan kapasitas panasnya, dan kadar 1%, 2%, dan 3% Ti dalam bentuk paduan U-7Mo-1Ti,  U-7Mo-2Ti, dan U-7Mo-3Ti memiliki kapasitas panas berturut-turut 0,06 – 0.14 J/g.K , 0,08 – 0,17 J/g.K dan  0,08 – 0,16 J/g.K. Kapasitas panas tersebut tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan dan cenderung konstan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai acuan dalam penelitian paduan U-7Mo-xTi sebagai kandidat bahan bakar di masa mendatang.

Kata kunci: Paduan U-7Mo-xTi, bahan bakar dispersi, karakterisasi.

ABSTRACT

CHARACTERIZATION OF U-7Mo-xTi ALLOY AS SMELTING PROCESS RESULTS USING ARC FURNACE. Characterization of U-7Mo-xTi alloy has been done in order to get the candidate meets the requirements of alloy nuclear fuel. The U-7Mo-xTi alloy wasw  made by  the technique of smelting electric arc furnace in argon gas media, using electric current 150 ampere and any alloy is melted with five repetitions. Testing includes microstructure with metalografi technique, phase composition with XRD, specific gravity with device Ultrapyc 1200e Version 4.00, enthalphy using DTA and heat capacity with DSC. Microstructure  of U-7Mo-xTi alloy showed that denrit was formed on the  edge, while in the middle of the round tend to the higher levels of the Ti chip is getting bigger. X-ray diffraction patterns of a sample of U-7Mo-xTi with difference levels It forms peaks similar to so it can be alleged to have the same phases namely γ-U. The density of alloy decreases levels increase Ti. Test results with DTA observed endothermic U-7Mo-1Ti U-7Mo-2Ti, U-7Mo-3Ti alloy happened on consecutive temperature range of  641.83 ^oC-655.21 ^oC, 638.89 ^oC- 650.95 ^oC, and 644.38 ^oC- 662.20 ^oC with enthalpy 0.37 cal/g, 0.4328 cal/g and 5,1021 cal/g. Enthalpy is probably the heat needed for the change of α + U₂Ti to  β + U₂Ti phase. The higher the levels of  Ti heat needed increased, due to the formation of β U₂Ti is also much more. The element Ti in U-7Mo alloys  heat capacity decrease, and the levels of 1%, 2% and 3% of it in the form U-7Mo-1Ti U-7Mo-2Ti, and U-7Mo-3Ti of  alloy have consecutive heat capacity 0.06 – 0.14 J/g.K , 0.08 – 0.17 J/g.K dan  0.08 – 0.16 J/g.K. heat capacity that does not show a significant difference and tend to be constant. Research results are expected to be used as a reference in the study of U-7Mo-xTi alloy as the candidate for future fuels.

Keywords: U-7Mo-xTi alloy, dispersion fuel, characterization