PENCIRIAN PADUAN ALUMINIUM-BESI-NIKEL SEBAGAI KELONGSONG ELEMEN BAICAR BERDENSITAS TINGGI ASEP ARY RAMMELYADI

Transkripsi

1 PENCIRIAN PADUAN ALUMINIUM-BESI-NIKEL SEBAGAI KELONGSONG ELEMEN BAICAR BERDENSITAS TINGGI ASEP ARY RAMMELYADI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

2 ASEP ARY RAMMELYADI. Pencirian Padual1 Aluminium-Besi-Nikel sebagai Kelongsong Elemen Bakar Berdensitas Tinggi. Dibimbing oleh HENDRA ADIJUWANA dan M HUSNA AL HASA. Paduan aluminium-besi-nikel (AlFeNi) merupakan kandidat kelongsong elemen bakar berdensitas tinggi. Pengembangan paduan logam ini dilakukan guna mengimbangi sifat kekerasan bahan bakar. Paduan AlFeNi diperoleh melalui proses sintesis dengan metode kompaksi dan peleburan. Setelah itu, paduan diberi perlakuan panas (anil) dan dicirikan yang meliputi, sifat kekerasan, analisis iikrostruktur, pengukuran struktur butir, dan analisis struktur fase. Sifat kekerasan paduan logam AlFeNi dipengaluhi oleh besamya konsentrasi Fe dan suhu mil. Konsentrasi Fe yang semakin besar cenderung meningkatkan sifat kekerasan. Kekerasan tertinggi dicapai pada konsentrasi Fe 2% untuk semua perlakuan suhu mil, yaitu 52.5 angka kekerasan Vicker (VHN) untuk mil 450 c, 68.6 VHN untuk mil 50o0c, dan 55.3 VHN untuk anil 550"~. Lain halnya dengan semakin besarnya suhu anil, sifat kekerasan cenderung semakin menurun. Kekerasan terendah tejadi pada suhu mil 550'~, yaitu sebesar 34.7 VHN dan 41.8 VHN untuk konsentrasi Fe bertuut-turut sebesar 1% dan 1.5%, sedangkan untuk konsentrasi Fe 2%, kekerasan terendah tejadi pada suhu anil 450 c, yaitu sebesar 52.5 VHN. Perbedaan suhu mil dan konsentrasi Fe, menghasilkan bentuk mikrostruktur yang relatif sama, yaitu berbentuk granular. Namun, ukuran butir yang dihasilkan berbeda-beda. Ukuran struktur butir paduan AlFeNi cenderung semakin kecil seiring dengan meningkatnya konsentrasi Fe dalam paduan. Sebaliknya, ukuran butir cenderung semakin besar dengan semakin besamya suhu mil. Hasil analisis pola difraksi sinar-x me~nperlihatkan pembentukan fase 0 (FeA13), K (NiA13), dan z (FeNiA19) dengan semakin besamya konsentrasi Fe. Fase-fase tersebut terbentuk secara sempurna berdasarkan pola difraksi sinar-x dengan menghasilkan sedikitnya 3 puncak pada sudut 20. Pembentukan fase-fase tersebut berkontribusi pada sifat kekerasan paduan.

3 ABSTRACT ASEP ARY RAMMELYADI. Characterization of Aluminium-Ferro-Nickel Alloy as High-Density Fuel Cladding Material. Supervised by HENDRA ADIJUWANA and M. HUSNA AL HASA. Aluminium-feno-nickel alloy (AlFeNi) is a high density fuel cladding material. Development of this alloy was brought out to balance the hardness of nuclear fuel. The AlFeNi alloys were obtained by synthesis with compaction and fusion methods. Afterwards, the alloys were treated by heat treatment (annealing) and characterized by hardness test, microstructure analysis, grain structure measureinent, and phase structure analysis. The hardness properties of AlFeNi alloys were influenced by Fe concentration and annealing temperature. The hardness properties tended to increase with increasing Fe concentration. Maximum hardness occurred at Fe concentration of 2% on all annealing treatment, up to 52.5 Vicker hardness number (VHN) for annealing at 450 C, 68.6 VWN for annealing at 500 C, and 55.3 VHN for annealing at 550 C. On the other hand, higher annealing temperature will decrease hardness properties. Minimum hardness occurred at annealing temperature at 550 C, reaching 34.7 VEIN and 41.8 VHN for the concentration of Fe 1% and 1.5%, meanwhile for Fe concentrate of 2%, minimum hardness occurred at annealing temperature at 450 C, reaching 52.5 VHN. Different annealing temperature and Fe concentration resulted ganular microstructure. But, the result of size measurement is different for variable annealing temperatures and Fe concentrations. The structure size measurement of AlFeNi alloys tend to be smaller along with the increasing of Fe concentration in alloy. On the contrary, size measurements tend to ever greater ever high of annealing temperature. The result of X-ray diffraction pattern analysis showed formation the 0 phase (FeAl3), u (NiA13), and r (FeNiAls) upon increasing of Fe concentrations. The phases formed perfectly based on X-ray diffraction pattern producing 3 peaks at angle comer of 28. Phases formed contributed to hardness properties of the alloys.

4 PENCIRIAN PADUAN ALUMINIUM-BESI-NIKEL SEBAGAI KELONGSONG ELEMEN BAKAR BERDENSITAS TINGGI ASEP ARY RAMMELYADI Sknpsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAh' ALAM INSTITUT PERTANIAh' BOGOR BOGOR 2008

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29