TINJAUAN MIKROSTRUKTUR, STRUKTUR KRISTAL, DAN KRISTALIT PERTUMBUHAN FASA Mg2Al3 HASIL MECHANICAL ALLOYING

Sari

ABSTRAK

TINJAUAN MIKROSTRUKTUR DAN STRUKTUR KRISTALIT PERTUMBUHAN FASA Mg₂Al₃ HASIL MECHANICAL ALLOYING. Telah dilakukan sintesis dan tinjauan mikrostruktur dan struktur kristal paduan Mg₂Al₃ melalui proses mechanical alloying. Paduan Mg₂Al₃ dibuat melalui proses dimiling dengan variasi waktu dimiling berturut-turut 10, 20, dan 30 jam. Hasil perhitungan fraksi massa komposisi fasa sebelum dimiling adalah 43,3 % fasa Mg dan 56,7 % fasa Al dengan ukuran kristalit berturut-turut adalah 55 nm dan 41 nm. Setelah dimiling 10 jam, fraksi masa Mg dan Al berkurang berturut-turut menjadi 6,37 % dan 21,81 % dengan ukuran kristalit mengecil berturut-turut menjadi 4 nm dan 13 nm dan tumbuh fasa baru Mg₂Al₃ dengan fraksi massa sebanyak 71,82 % berukuran kristalit 3 nm. Dari hasil pengamatan foto SEM terlihat bahwa serbuk mulai mengecil dan sebagian diduga telah mengalami penyatuan. Setelah dimiling 20 jam, fraksi masa Mg dan Al berkurang lagi berturut-turut menjadi < 1% dan 8,89 % dengan ukuran kristalit semakin mengecil berturut-turut menjadi 3 nm dan 6 nm, sedangkan fraksi massa Mg₂Al₃ meningkat menjadi 90,73 % dengan ukuran kristalit semakin bertambah menjadi 10 nm. Dari foto SEM menunjukkan bahwa serbuk mulai lebih menyatu dan sudah tidak tampak lagi serbuk-serbuk Mg dan Al,  tetapi belum seluruhnya terdifusi membentuk fasa baru. Setelah dimiling 30 jam, komposisi fraksi masa masing-masing Mg, Al, dan Mg₂Al₃ berturut-turut menjadi 0,48 %; 3,32 %; dan 96,19 % dengan ukuran kristalit berturut-turut sebesar 2 nm, 5 nm, dan 12 nm. Dari foto SEM, pada tahap ini hampir keseluruhan telah terbentuk fasa Mg₂Al₃. Disimpulkan bahwa telah dipahami proses pembentukan fasa Mg₂Al₃ dari hasil mechanical alloying ditinjau dari mikrostruktur, struktur kristal dan kristalit.

Kata kunci : mechanical alloying, mikrostruktur, struktur kristal, kristalit.

ABSTRACT

MICROSTRUCTURE, CRYSTAL STRUCTURE, AND GRAIN SIZE OBSERVATIONS ON THE Mg₂Al₃ GROWTH BY MECHANICAL ALLOYING. Microstucture, crystal structure, and grain size observations on the growth of Mg₂Al₃ phase by mechanical alloying have been performed. The Mg₂Al₃ compound is prepared by milling process at various milling time of 10, 20, and 30 h. Calculation result of the compound before milling show that the mass fraction and the grain size of the Mg and Al are 43.3 wt% and 56.7 wt% and 55 nm and 41 nm, respectively. For milling time of 10 h, the mass fraction of Mg and Al decrease into 6.37 wt% and 21.81 wt%, the grain size reduce into 4 nm and 13 nm, while that of the new phase Mg₂Al₃ is 71.82 wt% with the grain size of 3 nm. For milling time of 20 h, the mass fraction of Mg and Al decrease significantly into < 1 wt% and 8.89 wt%, the grain size reduce into 1 nm and 6 nm, while that of the Mg₂Al₃ is 90.73 wt% with the grain size of 10 nm. SEM photograph shows that the powders start to agglomerate, though not all particles Mg and Al diffuse each other to form new phase Mg₂Al₃. For milling time of 30 h, the mass fraction of Mg, Al, and Mg2Al3 are 0.48 wt%, 3.32 wt%, and 96.19 wt% with the grain sizes of 2 nm, 5 nm, and 12 nm, respectively. SEM photograph shows that all powders are from the new phase Mg₂Al₃. It is concluded that the growth of Mg₂Al₃ phase form the Mg and Al powders can be observed from the microstructure, structure crystal and the grain size.

Key Words : mechanical alloying, micro structure, crystal structure, crystallit