Pengaruh Penambahan Unsur Nb Pada Paduan U-Zr-Nb Terhadap Sifat Kekerasan, Densitas, Fasa Dan Mikrostruktur

(1)

LAMPIRAN

A. Penimbangan Paduan U-Zr-Nb

1. Paduan U6Zr2Nb

Massa uranium sebelum dipikling : 9,2702 g.

Massa uranium setelah dipikling : 9,2298 g

Kadar uranium = 99,94%

Sehingga uranium murni = 9,2298 g x 99,94% = 9,2243 g

U6Zr2Nb =

92 , 0

2243 , 9

g = 10,0264 gram

Massa Zr =

100 6

x 10, 0264 g = 0,6016 g

Massa Nb =

100 2

x 10,0264 g = 0,2005 g

Hasil penimbangan paduan U6Zr2Nb sebelum dilebur:

Massa uranium = 9,2298 g

Massa zirkonium = 0,5892 g

Massa niobium = 0,1881 g

Massa U6Zr2Nb sebelum dilebur = 9,2298 g + 0,5892 g + 0,1881 g = 10,0071 g

Massa paduan U6Zr2Nb setelah dilebur = 9,9455 g

2. Sampel IB: Paduan U6Zr5Nb

(2)

Massa uranium setelah dipikling :8,8813 g

Sehingga uranium murni = 8,8813 g x 99,94% = 8,8759 g

U6Zr2Nb =

89 , 0

8759 , 8

g = 9,9729 gram

Massa Zr =

100 6

x 9,9729 g = 0,5984 g

Massa Nb =

100 2

x 9,9729 g = 0,4986 g

Hasil penimbangan paduan U6Zr5Nb sebelum dilebur:

3. Sampel IC: Paduan U6Zr8Nb

Massa uranium sebelum dipikling : 8,6 g.

Massa uranium setelah dipikling :8,5605 g

Sehingga uranium murni = 8,5605 x 99,94% = 8,5554 g

U6Zr2Nb =

86 , 0

5554 , 8

g = 9,9481 g

Massa Zr =

100 6

x 9,9481 g = 0,5969 g

Massa Nb =

100 2

(3)

Hasil penimbangan paduan U6Zr8Nb sebelum dilebur :

B. Pengujian Kekerasan

Tabel B.1 Hasil Pengujian Kekerasan Paduan U-Zr-Nb dengan menggunakan Vickers

Sampel Titik Uji d1 d

(μm) (μm)2 d(μm)rata-rata HVN HVN rata-rata

U-6Zr-2Nb Tepi Kiri 34,5 35,5 35,0 303

375,6

Tengah 32,5 32,5 32,5 351

Tepi Kanan 31,0 28,0 29,5 426

Sisi Atas 31,0 31,0 31,0 386

Sisi Bawah 30,0 30,0 30,0 412

U-6Zr-5Nb Tepi Kiri 30,0 27,0 28,5 457

523 Tengah Bagian

Atas

27,0 26,0 26,5 528

Tengah Bagian Bawah

27,0 27,0 27,0 509

Sisi Atas 26,0 27,0 26,5 528

Tengah 26,0 24,0 25,0 593

U-6Zr-8Nb Tepi Kiri 31,5 33,5 32,5 351

319,8

Tengah 35,0 36,0 35,5 294

Tepi Kanan 33,0 36,0 34,5 312

(4)

Sisi Bawah 35,0 34,0 34,5 312

Tabel B.1 merupakan hasil pengujian kekerasan paduan U-Zr-Nb dengan menggunakan

vickers. Adapun data-data diagonal-diagonal (d1 dan d2) dan nilai HVN (hardness Vickers

Numerik) diperoleh dengan perhitungan :

Tabel B.2 Nilai Kekerasan Vickers (HVN) dengan beban 200 p (F= 1,961 N)

d

(μm) Nilai Kekerasan Vickers (HVN)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

19 1027 1017 1006 996 985 975 965 955 946 937

20 927 918 909 900 891 883 874 866 857 849

21 841 833 825 817 810 802 795 788 780 773

22 766 759 753 746 739 733 726 720 713 707

23 701 695 689 683 677 672 666 660 655 649

24 644 639 633 628 623 618 613 608 603 598

25 593 589 584 579 575 570 566 562 557 553

26 549 544 540 536 532 528 524 520 516 512

27 509 505 501 498 494 490 487 483 480 476

28 473 470 466 463 460 457 453 450 447 444

29 441 438 435 432 429 426 423 420 418 415

30 412 409 407 404 401 399 396 394 391 388

31 386 383 381 379 376 374 371 369 367 364

32 362 360 358 355 353 351 349 347 345 343

33 341 339 336 334 332 330 329 327 325 323

34 321 319 317 315 313 312 310 308 306 304

35 303 301 299 298 296 294 293 291 289 288

36 286 285 283 281 280 278 277 275 274 272

37 271 269 268 267 265 264 262 261 260 258

(5)

39 244 243 241 240 239 238 237 235 234 233

40 232 231 229 228 227 226 225 224 223 222

41 221 220 218 217 216 215 214 213 212 211

42 210 209 208 207 206 205 204 203 202 202

43 201 200 199 198 197 196 195 194 193 192

44 192 191 190 189 188 187 186 186 185 184

45 183 182 182 181 180 179 178 178 177 176

46 175 175 174 173 172 172 171 170 169 169

47 168 167 166 166 165 164 164 163 162 162

48 161 160 160 159 158 158 157 156 156 155

49 154 154 153 153 152 151 151 150 150 149

50 148 148 147 147 146 145 145 144 144 143

51 143 142 141 141 140 140 139 139 138 138

52 137 137 136 136 135 135 134 134 133 133

53 132 132 131 131 130 130 129 129 128 128

54 127 127 126 126 125 125 124 124 124 123

55 123 122 122 121 121 120 120 120 119 119

56 118 118 117 117 117 116 116 115 115 115

57 114 114 113 113 113 112 112 111 111 111

58 110 110 109 109 109 108 108 108 107 107

59 107 106 106 105 105 105 104 104 104 103

60 103 103 102 102 102 101 101 101 100 100

Untuk perhitungan diagonal-diagonal pada jejak indentor pada alat uji kekerasan vickers yaitu

:

1.Paduan U-6Zr-2Nb

(6)

Titik pengujian kekerasan pada paduan U-6Zr-2Nb yaitu :

disesuaikan dengan HVN pada Tabel B.2 maka nilai HVN-nya adalah 303.

d = Skala Utama + Skala Nonius

d1

d

= 20 + 11,0 = 31,0

(7)

drata-rata

a) Tepi Kiri

b) Tengah Bagian Atas

(8)

c) Tengah Bagian Bawah

a) Tepi Kiri

(9)

d2 = 20 + 13,5 = 33,5

(10)

C. Pengujian Densitas

QUANTACHROME CORPORATION Ultrapyc 1200e Version 4.00

Analysis Report

Fri Apr 4 12:29:51 2014 User ID: BFB2N

Sample Parameters

Sample ID: U6Zr2Nb Run2 Weight: 9.0102 g

Analysis Parameters Cell Size - Small

V Added - Small: 12.6951 cc V Cell: 12.8438 cc

Analysis Temperature: 23.2 C Target Pressure: 19.0 psig Type of gas used: DryHelium Equilibration Time: Auto Flow Purge: 1.0 min. Maximum Runs: 15

Number Of Runs Averaged: 5 Deviation Requested: 0.0050 % Analysis Results

Deviation Achieved: 0.0349 % Average Volume: 0.5731 cc Volume Std. Dev.: 0.0002 cc Average Density: 15.7209 g/cc Density Std. Dev.: 0.0057 g/cc Coefficient of Variation: 0.0365 %

(11)

---

RUN VOLUME (cc) DENSITY (g/cc) ---

1 0.5729 15.7282 2 0.5724 15.7412 3 0.5720 15.7524 4 0.5722 15.7479 5 0.5719 15.7558 6 0.5725 15.7397 7 0.5724 15.7406 8 0.5724 15.7399 9 0.5728 15.7289 10 0.5731 15.7219 11 0.5730 15.7241 12 0.5734 15.7146 13 0.5730 15.7248 14 0.5729 15.7276 15 0.5734 15.7136

---

Analysis Report

Sample Parameters

Sample ID: U6Zr5Nb run 2 Weight: 8.3975 g

(12)

--- Run Data

---

1 0.5125 16.3848 2 0.5112 16.4269 3 0.5108 16.4396 4 0.5118 16.4089 5 0.5121 16.3992 6 0.5116 16.4156 7 0.5122 16.3960 8 0.5115 16.4163 9 0.5116 16.4152 10 0.5126 16.3826 11 0.5118 16.4091 12 0.5118 16.4082 13 0.5121 16.3981 14 0.5119 16.4042 15 0.5140 16.3390

---

Analysis Report

Sample Parameters

Sample ID: U6Zr8Nb run 2 Weight: 9.0846 g

(13)

Coefficient of Variation: 0.1113 %

--- Run Data

---

1 0.5954 15.2582 2 0.5941 15.2919 3 0.5937 15.3020 4 0.5941 15.2920 5 0.5936 15.3035 6 0.5911 15.3687 7 0.5946 15.2773 8 0.5944 15.2835 9 0.5942 15.2894 10 0.5938 15.2984 11 0.5940 15.2941 12 0.5948 15.2728 13 0.5949 15.2710 14 0.5957 15.2501 15 0.5958 15.2477

---

D. Pengujian Fasa

Tabel D.1 Hasil Pengujian Fasa Pada Paduan U-6Zr-2Nb

Pos. [°2Th.]

Height [cts]

FWHM Left [°2Th.]

d-spacing [Å]

Rel. Int. [%]

Tip Width Matched by

28.4053 9.03 0.0900 3.13956 3.19 0.1080

36.2621 283.02 0.7872 2.47737 100.00 0.9446 900-8557; 96-900-8585

39.3555 20.28 0.9446 2.28949 7.16 1.1336 96-900-8585

(14)

51.5019 3.10 0.0900 1.77300 1.09 0.1080 96-900-8585

65.2833 -7.34 0.0900 1.42811 -2.59 0.1080 96-900-8585

76.6402 -3.16 0.0900 1.24231 -1.12 0.1080 96-900-8585

Pos. [°2Th.]

Height [cts]

FWHM Left [°2Th.]

d-spacing [Å]

Rel. Int. [%]

26.637(9) 107(2) 1.18(3) 3.34383 86.65 1.4172 01-082-1142

26.704(9) 54(2) 1.18(3) 3.34383 43.32 1.4172

35.41(3) 48(3) 0.77(5) 2.53303 38.52 0.9253 01-082-1142; 96-900-8585

35.50(3) 24(3) 0.77(5) 2.53303 19.26 0.9253

36.36(1) 124(3) 0.84(3) 2.46881 100.00 1.0074 01-082-1142; 96-900-8585;

96-900-8557

36.45(1) 62(3) 0.84(3) 2.46881 50.00 1.0074

39.86(2) 39(2) 0.89(5) 2.25989 31.87 1.0681 01-082-1142; 96-900-8585

39.96(2) 20(2) 0.89(5) 2.25989 15.94 1.0681

(15)

96-900-8585

51.62(2) 16(2) 1.01(6) 1.77373 13.11 1.2134

60.74(3) 21(1) 1.15(9) 1.52369 16.60 1.3745 01-082-1142; 96-900-8585

60.90(3) 10(1) 1.15(9) 1.52369 8.30 1.3745

65.14(4) 16(1) 1.1(1) 1.43096 12.88 1.3740 01-082-1142; 96-900-8585;

96-900-8557

65.32(4) 8(1) 1.1(1) 1.43096 6.44 1.3740

77(4) 7(18) 2(36) 1.23737 5.55 2.7385 01-082-1142; 96-900-8585;

96-900-8557

77(4) 3(18) 2(36) 1.23737 2.78 2.7385

Pos. [°2Th.]

Height [cts]

FWHM Left [°2Th.]

d-spacing [Å]

Rel. Int. [%]

24(10192 7246117)

72(611) 0(842010 36155)

3.65596 75.97 0.0012

24(10192 7246117)

36(611) 0(842010 36155)

3.65596 37.98 0.0012

27(1) 87(3) 1(20) 3.31609 90.92 1.5676

27(1) 43(3) 1(20) 3.31609 45.46 1.5676

(16)

01-082-1142

37.40(6) 48(3) 1(3) 2.40825 50.00 0.6687

53(3) 17(5) 1(47) 1.72014 17.71 1.1750 03-065-5049; 96-900-8557;

01-082-1142

53(24937 98955137 36)

0(4) 0(104927 6168654)

1.71662 0.00 0.0230 03-065-5049; 96-900-8557;

01-082-1142

53(3) 8(5) 1(47) 1.72014 8.86 1.1750

53(24937 98955137 36)

0(4) 0(104927 6168654)

1.71662 0.00 0.0230

66(1) 15(3) 1(20) 1.40640 16.25 1.5357 96-900-8557

67(1) 8(3) 1(20) 1.40640 8.13 1.5357

78(27) 16(26) 4(40) 1.21750 16.44 4.4274 96-900-8557; 01-082-1142

79(27) 8(26) 4(40) 1.21750 8.22 4.4274

4.Perhitungan Sudut 2 θ Yang Muncul Pada Fasa αU

Tabel D.4 Hasil Perhitungan Sudut 2θ Pada Fasa αU

d (Ǻ) I/Io h k l 2θo

2,934 7 0 2 0 30,44

2,567 73 1 1 0 34,92

2,525 100 0 2 1 35,52

(17)

2,279 54 1 1 1 39,51

1,8930 3 0 2 2 48,00

1,7825 41 1 1 2 51,20

1,6136 3 1 3 0 57,02

1,5343 32 1 3 1 60,26

1,4672 5 0 4 0 63,48

1,4393 13 0 2 3 64,71

1,4270 7 2 0 0 65,34

1,4069 4 0 4 1 66,38

1,3889 9 1 1 3 67,36

1,3521 3 1 3 2 69,46

1,2625 6 0 4 2 75,20

1,2423 15 2 2 1 76,64

1,2387 15 0 0 4 76,90

1,2365 11 2 0 2 77,06

1,1542 9 1 3 3 83,72

1,1156 6 1 1 4 87,32

1,0856 4 1 5 0 90,40

1,0230 2 2 4 0 97,69

1,0134 3 2 2 3 98,94

1,0018 2 2 4 1 100,50

(18)

0,9455 4 2 4 2 109,10

0,9389 4 0 2 5 110,24

0,9355 3 2 0 4 110,84

0,9245 2 1 1 5 112,84

0,9226 3 3 1 1 113,20

0,8781 2 3 1 2 122,60

0,8431 5 3 3 1 132,00

0,8164 5 1 5 4 141,28

0,7963 2 2 6 1 150,60

0,7940 4 1 7 1 151,90

0,7888 3 2 4 4 155,10

0,7861 3 1 1 6 156,94

0,7843 3 2 2 5 158,27

Cara perhitungan :

λ = 1,54405 ( menggunakan taerget Cu )

Harga d, I/Io dan hkl pada Tabel D.4 diperoleh dari Tabel JCPDS

 d = 2,934 Ǻ

Sin θ = 2d

λ

Sin θ =

(2,934) 2

5405 , 1

Sin θ = 0,2625

(19)

θ = 15,22 o

2θ = 30,44

5.Perhitungan Sudut 2 θ Yang Muncul Pada Fasa βU

o

Dengan cara yang sama untuk nilai d, I/Io dan hkl yang lain dari Tabel D.4 dapat dihitung besarnya sudut 2θ (dua teta ) seperti tertera pada Tabel D.4.

Tabel D.5 Hasil Perhitungan Sudut 2θ Pada Fasa βU

d (Ǻ) I/Io h k l 2θo

2,827 10 0 0 2 31,62

2,696 4 4 0 0 33,20

2,649 6 1 1 2 33,80

2,612 70 4 1 0 34,30

2,536 53 3 3 0 35,36

2,500 41 2 0 2 35,88

2,430 48 2 1 2 36,96

2,370 100 4 1 1 37,93

2,313 38 3 3 1 38,90

2,270 20 2 2 2 39,68

2,175 19 3 1 2 41,48

2,054 3 3 2 2 44,04

2,011 9 4 3 1 45,04

(20)

1,712 11 4 3 2 53,48

1,692 14 5 1 2 54,14

1,631 23 5 2 2 56,36

1,615 10 3 4 1 56,97

1,543 28 5 3 2 59,89

1,526 45 4 1 3 60,63

1,513 40 3 3 3 61,20

1,502 42 6 1 2 61,70

1,479 37 7 2 0 62,77

1,467 19 5 5 1 63,34

1,457 17 6 2 2 63,82

1,442 21 5 4 2 64,57

1,413 13 0 0 4 66,06

1,304 24 3 1 4 72,41

1,285 6 6 1 3 73,66

1,243 29 4 1 4 76,58

1,214 22 8 0 2 78,76

1,207 22 7 4 2 79,30

1,193 9 7 0 3 80,42

1,184 17 6 2 2 81,16

1,177 10 7 1 3 81,75

(21)

1,116 18 7 2 3 87,29

1,079 3 3 0 5 91,09

Cara perhitungan :

λ = 1,54405 ( menggunakan target Cu )

 d = 2,827 Ǻ

Sin θ = 2d

λ

Sin θ =

(2,827) 2

5405 , 1

Sin θ = 0,2725

θ = arc sin (0,2725)

θ = 15,81 o

2θ = 31,62

6.Perhitungan Sudut 2 θ Yang Muncul Pada Fasa γU

o

Dengan cara yang sama untuk nilai d, I/Io dan hkl yang lain dari Tabel D.5 dapat dihitung

besarnya sudut 2θ (dua teta ) seperti tertera pada Tabel D.5.

Tabel D.6 Hasil Perhitungan Sudut 2θ Pada Fasa γU

(22)

2,456 100 1 1 0 36,56

1,737 18 2 0 0 52,64

1,4182 37 2 1 1 65,80

1,2282 12 2 2 0 77,68

1,0986 18 3 1 0 89,03

1,0029 5 2 2 2 100,35

0,9285 31 3 2 1 112,10

0,8685 4 4 0 0 124,96

0,8188 24 4 1 1 140,34

Cara perhitungan :

λ = 1,54405 ( menggunakan target Cu )

 d = 2,456 Ǻ

Sin θ = 2d

λ

Sin θ =

(2,456) 2

5405 , 1

Sin θ = 0,3136

θ = arc sin (0,3136)

θ = 18,28 o

2θ = 36,56 o

Dengan cara yang sama untuk nilai d, I/Io dan hkl yang lain dari Tabel D.6 dapat dihitung

(23)