PENGARUH PERUBAHAN TEKANAN PENGOMPAKAN
DAN SUHU SINTER TERHADAP KARAKTERISTIK
PELET SINTER UO2 SERBUK HALUS 1-75μm
Abdul Latief *), Arief S. Adhi *), Tata Terbit Saputra *), Djoko Kisworo *) dan Titien Fitriani **)
*) P2TBDU – BATAN
**) Jur. Teknik Fisika, Fak. Teknik – UGM ABSTRAK
Pengaruh perubahan tekanan pengompakan dan suhu sinter terhadap karakteristik pelet sinter UO2 serbuk halus 1-75μm. Telah dilakukan pembuatan pelet sinter UO2 dari serbuk halus 1-75μm
dalam berbagai tekanan pengompakan dan suhu sinter. Variasi tekanan pengompakan dan suhu sinter dapat memberikan perubahan kualitas pelet sinter UO2 serbuk halus 1-75μm. Tekanan
pengompakan divariasikan 2,93 ton/cm2 sampai dengan 5,27 ton/cm2 sedangkan suhu sinter
bervariasi antara 1000oC – 1200oC dengan laju pemanasan 250oC/jam dan waktu sinter 3 jam.
Dari hasil uji terhadap kualitas pelet sinter terutama densitas, besar butir, kekerasan dan O/U ratio dapat dilihat pada masing-masing kondisi tekanan pengompakan dan suhu sinter. Densitas pelet sinter untuk tekanan 2,93 – 5,27 ton/cm2 dan suhu sinter 1000oC – 1200oC adalah 92,92 –
96,19 % TD, diameter butir pelet bervariasi antara 1,89 – 7,09 μm, kekerasannya antara 806,50 – 357,80 HV dan kenaikan suhu sinter dapat menurunkan O/U ratio serbuk halus UO2 1-75μm dari
2,14 – 2,00 pada suhu sinter sekitar 1200oC. Dari variasi tekanan pengompakan, suhu sinter
maka parameter proses yang optimal adalah tekanan pengompakan 4,68 kg/cm2 dan suhu sinter
1200oC karena memberikan densitas pelet sinter dan diameter butir yang memenuhi spesifikasi
bahan bakar.
ABSTRACT
Effects of compacting pressure and sintering temperature on the characteristics of fine-powder UO2 sintered pellets. Sintered pellets have been produced from UO2 fine powder of the particle
diameter sizes of 1 to 75 μm. Variations in compacting pressure and sintering temperature may have significant effects on the quality of the resulting sintered pellets. In this experiment, the compacting pressure is varied from 2.93 to 5.27 tons/cm2 and the sintering temperature is varied
from 1000 to 1200 oC, with a heating rate of 250 oC/hour and soaking time of three hours. The
investigation is focused on density, grain size, hardness, and O/U ratio of the resulting sintered pellets at every variation of compacting pressure and sintering temperature. Resulting pellets that have been compacted at various pressures from 2.93 to 5.27 tons/cm2 and sintered at various
temperatures from 1000 to 1200oC have densities in the range of 92.92 to 96.19 %TD. Their
grain diameters are from 1.89 to 7.09 μm, while the hardness values are from 806.50 to 357.80 HV. The experiment results also show that an increase in the sintering temperature will be followed by a reduction in the value of U/O ratio from 2.14 (at 1000 oC) to 2.00 (at 1200 oC). By
comparing results, it can be known that the optimum compacting pressure and sintering temperature are consecutively 4.68 kg/cm2 and 1200 oC because those values result in density and
grain diameter values that are well within the range of nuclear fuel specifications.
PENDAHULUAN
ranium dioksida alam (U-235, 0,71%) merupakan bahan bakar utama reaktor daya jenis Pressurized Heavy Water Reactor (PHWR, jenis Candu). Pemakaian bahan bakar UO2 untuk reaktor daya dapat berbentuk pelet dengan ukuran / dimensi tertentu sesuai spesifikasi yang telah ditetapkan. Pengembangan teknologi reaktor nuklir khususnya untuk reaktor
U
daya selalu berkembang, terutama ditekankanpada keselamatan, efisiensi kerja danpenghematan biaya total operasi reaktor nuklir, termasuk didalamnya biaya fabrikasi elemen bakar nuklir. Biaya fabrikasi elemen bakar nuklir terkait dengan peningkatan burn up dalam rangka penghematan pemakaian bahan bakar, menurunkan biaya proses fabrikasi dan lain-lain tanpa mengabaikan keselamatan. Salah satu cara
menurunkan biaya proses fabrikasi adalah menurunkan suhu sinter, meminimkan waktu sinter dan menggunakan atmosfer sintering yang sesuai sehingga harga proses murah (1).
Telah dibuat pelet UO2 yang digunakan untuk bahan bakar HWR jenis Cirene yang telah dibuat merupakan hasil kompaksi serbuk UO2 ukuran standar (150 μm – 800 μm). Jika ukuran serbuk diperkecil maka akan menambah luas permukaan serbuk spesifik, yang dapat meningkatkan laju sintering pada kondisi sintering yang sama dengan kondisi sintering serbuk standar. Kondisi sintering terutama suhu sinter, waktu sinter, laju kenaikan suhu dan atmosfer sinter. Serbuk halus mempunyai energi permukaan yang lebih tinggi, dapat berfungsi sebagai tenaga pendorong terjadinya difusi atom selama proses sintering, sehingga menghasilkan penyusutan yang lebih baik / cepat dibandingkan dengan serbuk kasar sehingga menghasilkan densitas pelet yang lebih baik. Penelitian sebelumnya yang dilakukan (3) adalah telah ditambahkan serbuk halus kedalam serbuk standar dan menunjukkan adanya pengaruh yang cukup kuat dari komposisi fraksi serbuk halus dan menghasilkan kerapatan maksimum terjadi pada penambahan 20 – 30 % serbuk halus.
Penurunan suhu sinter dapat dilakukan dengan menggunakan serbuk UO2 yang halus. Serbuk halus dapat meningkatkan luas permukaan yang spesifik, sehingga dapat meningkatkan laju sintering. Pengurangan suhu dan waktu sinter juga dapat dilakukan dengan menambah bahan aditif (TiO2, Nb / V oksida, Cerium oksida dll). Bahan aditif dapat meningkatkan terjadinya densifikasi. Cara lain untuk menurunkan biaya sintering adalah memilih atmosfer sintering, misalnya karbon dioksida, argon atau hidrogen (2) .
Pemilihan serbuk halus untuk pelet UO2 ada untung dan ruginya. Serbuk halus dengan ukuran partikel < 10 μm tidak diinginkan karena dapat menyerab gas, mengurangi mampu tekan serbuk, mampu kompak yang rendah sehingga menyulitkan proses pengompakan (1,3). Maka dari itu diperlukan tekanan pengompakan yang lebih tinggi, agar diperoleh densitas pelet mentah sekitar 54 %TD. Namun jika dilihat dari sisi sintering, pemakaian serbuk halus mempunyai mampu sinter yang lebih baik, hal ini dapat dilihat dari kekuatan mekanik dan densitas yang lebih tinggi (4) . Peningkatan kehalusan serbuk UO2 memungkinkan turunnya suhu sinter, dengan kualitas pelet sesuai spesifikasi misalnya densitas, besar butir, kekerasan dan U/O ratio.
Namun ada batas kehalusan serbuk yang dapat mempengaruhi proses produksi.
Pada penelitian ini dibatasi beberapa kondisi yaitu serbuk yang dipakai UO2 alam dengan ukuran partikel 1 - 75 μm. Proses kompaksi menggunakan sistem kompaksi 2 arah, dengan variasi tekanan pengompakan 2,93 ton/cm2 – 5,27 ton/cm2. Sintering yang dilakukan dengan variasi suhu 1000oC, 1050oC, 1100oC, 1150oC
dan 1200oC, waktu penyinteran 3 jam, dan laju
kenaikan suhu sinter 250oC/jam dalam atmosfer
gas argon. Karakteristik pelet mentah / sinter yang diamati adalah densitas pelet mentah, densitas pelet sinter, mikrostruktur / besar butir pelet sinter, kekerasan pelet sinter dan ratio O/U pelet sinter UO2.
Metoda pendekatan penyelesaian
permasalahan yang dilakukan yaitu uji dan komparasi. Uji yang dilakukan adalah pengukuran densitas dengan pengukuran berat dan volum, mikrostruktur dilakukan dengan mikroskop optik dengan perhitungan besar butir memakai metoda lingkaran Helliot, kekerasan dengan Hardness Vickers Tester, O/U ratio dengan metoda gravimetri. Hasil yang diharapkan, pemakaian serbuk halus 1 – 75 μm UO2 dapat menurunkan suhu sinter (dalam suasana gas Ar) UO2 sampai suhu 1200oC, dengan kualitas hasil seperti densitas pelet mentah / sinter UO2, mikrostrutur (diameter butir), kekerasan dan O/U ratio memenuhi spesifikasi bahan bakar yang dipersyaratkan.
DASAR TEORI Pengompakan
Pada proses pengompakan serbuk UO2 akan terjadi pengabungan partikel, deformasi elastis dan pengelasan dingin serta pemecahan (5) . Gaya tekan yang di berikan pada saat pengompakan sebagian besar tenaganya dipakai untuk mengatasi friksi, baik friksi partikel dengan dies atau friksi antar partikel. Kemudian terjadi pengelasan dingin, dimana antar partikel menyatu dan bergabung membentuk ikatan yang kuat akibat proses pengompakan. Gaya friksi yang ada sangat ditentukan oleh koefisien friksi antara serbuk dengan dinding cetakan (μ), friksi antar partikel (Z), tekanan pada bagian atas (P), diameter pelet dan tinggi pelet yang ada dirumuskan :
Ff = μ π Z P D dh (1)
Sedangkan perbedaan tekanan bagian atas dan bawah mengikuti persamaan :
Untuk jenis press double acting, tegangan rata – rata dinyatakan :
= P (1 - μ z H/D) (3)
Dari persamaan 3, tegangan rata-rata dipengaruhi oleh geometris H/D, friksi antar partikel (z) dan friksi dinding cetakan (). Kemudian friksi antar partikel sangat dipengaruhi oleh besar / kecilnya diameter serbuk. Semakin kecil diameter serbuk maka friksi antar partikel sangat besar karena luas permukaan serbuk semakin besar. Dari data-data diatas, untuk mendapatkan densitas pelet mentah yang tinggi dari serbuk halus maka diperlukan tekanan pengompakan yang lebih besar jika dibandingkan dengan densitas pelet mentah serbuk kasar.
Sintering
Pada proses sintering akan terjadi densifikasi, petumbuhan butir dan perubahan O/U ratio yang sangat tergantung pada suhu dan waktu sintering (6) . Mekanisme sinteing meliputi terjadinya difusi ion atau atom, gerakan sekelompok dan penguapan serta pengembunan (7) . Hal-hal sangat mempengaruhi sintering diantaranya ukuran partikel, bentuk butir, lingkungan sintering dan adanya impuritas (5) . Laju transport masa dapat dirumuskan (Hk. Fick) (8) : dx dc D J (4) J = Fluks kekosongan
D = koef. difusi kekosongan
dc / dx = gradien konsentrasi
Pada tahap awal, sejumlah aliran kekosongan dari leher yang terbentuk antar partikel serbuk yang merupakan daerah lekukan negatif yang besar. Aliran kekosongan ini ekivalen dengan aliran atom, yang disebabkan adanya perbedaan tekanan pada daerah lekukan yang berbeda sehingga rumus diatas menjadi
dx dP kT D J (5) J = Fluks kekosongan
D = koef. difusi kekosongan
dP/dx = perbedaan tekanan pada daerah
lekukan yang berbeda
k = konstanta Bolzman
T = temperatur
Difusi kekosongan dari leher kepermukaan leher dihitung dari perubahan volum partikel speris, dan pengkerutan tergantung dari jumlah kontak partikel (Nc) (8). t kT r D Nc L L 4/5 3 40 8 (6)
Nc, jumlah kontak partikel D, diameter butir T, temperatur sinter γ, energy permukaan Ω, volume kekosongan t, waktu sintering r, jari-jari kurva k, konstanta Bolztman G G b g D dt dG (7) Sedangkan laju pertumbuhan butir dirumuskan :
Dgb= jumlah atom yang melintasi butir
G = ukuran butir
= energi permukaan butir
Dari teori-teori diatas dapat diperkirakan bahwa peningkatan tekanan pengompakan terhadap serbuk UO2 halus dapat meningkatakan densitas pelet mentah. Disamping itu butir UO2 yang halus dapat meningkatakan jumlah kontak partikel (Nc) sehingga mempercepat laju sintering / densifikasi sehingga menurunkan suhu sintering dari 1700oC menjadi kurang dari suhu tersebut.
TATA KERJA
Serbuk halus uranium dioksida (diameter butir dibawah 150 μm) dicampur dengan seng stearat 0,2%, kemudian dihaluskan dalam “micronizing” selama 8 jam, dalam chamber dengan diameter pengerus ¾ inch, jumlahnya 5 buah. Serbuk halus yang diperoleh dari pengerusan dengan ukuran butir dibawah 38 μm (30 – 35 %), 38 – 53 μm (25 – 30%) dan 63 – 75 μm ( 7 – 10%). Serbuk UO2 ditimbang, dikompakan dengan L/D yang relatif sama (1 : 1), dengan masing-masing parameter pengompakan sebanyak 5 buah. Sintering dilakukan terhadap pelet mentah serbuk halus UO2 pada suhu 1000oC – 1200oC, dalam suasana gas argon, laju kenaikan suhu sinter 250oC/jam, dan waktu sinter 3 jam. Pendinginan sampai suhu 300oC tetap dalam suasana gas argon.
Karakteristik hasil yang diamati adalah densitas pelet mentah akibat perubahan tekanan pengompakan, pengukuran densitas pelet sinter, pengujian kekerasan, diameter butir pelet sinter dan ratio O/U UO2 akibat perubahan suhu sinter (1000oC – 1200oC) dengan laju kecepatan
pemanasan 250oC/jam, dan waktu sinter 3 jam. Metoda yang dipakai untuk mengetahui kualitas tersebut yaitu dengan alat Vickers Herdness untuk kekerasan, penimbangan berat / volume untuk uji densitas, mikroskop optik dan SEM untuk mikrostruktur / besar butir dan gravimetri untuk O/U ratio.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengamatan dan pengujian pengaruh perubahan tekanan pengompakan dan suhu sinter terhadap karakteristik pelet sinter UO2 serbuk halus 1 – 75 μm terutama densitas pelet mentah, densitas pelet sinter, diameter butir, kekerasan dan O/U ratio dapat dilihat pada Tabel – 1, 2, 3, 4 dan 5 pada lampiran atau dapat dilihat pada
Gambar –1, 2, 3, 4 dan 5. Berdasarkan hasil pengamatan dan pengujian tersebut, tekanan pengompakan dapat memberikan perubahan densitas pelet mentah UO2. Disamping itu perubahan suhu sinter pada berbagai tekanan pengompakan memberikan kenaikan densitas, perubahan diameter butir, kekerasan dan perubahan O/U ratio pelet UO2 sinter.
Pengaruh Tekanan Pengompakan Terhadap Densitas Pelet UO2 Mentah Serbuk Halus
Perubahan tekanan pengompakan
divariasikan 2,93 ; 3,51 ; 4,10 ; 4,68 dan 5,27 kg/cm2, kemudian hasil pengompakan memberikan densitas pelet mentah seperti terlihat pada Tabel 1. atau Gambar 1.
Pada Gambar 1, kenaikan tekanan pengompakan memberikan kenaikan densitas pelet UO2 mentah yang lineair besarnya antara 51,24% TD – 55,43%TD (theoritical density, TD = 10,97 kg/cm3 ).
Kenaikan densitas pelet mentah UO2 serbuk halus terjadi karena tekanan yang diberikan akan mendorong partikel ke daerah yang kosong sehingga jumlah pori berkurang. Disamping itu terjadi peluasan bidang kontak antar partikel sehingga adhesi semakin besar sejalan naiknya tekanan. Besarnya densitas juga ditentukan oleh friksi antar butir dan dies, karena mengakibatkan flow ablitiy yang rendah serta adanya serapan gas yang memberikan tekanan balik. Kedua hal tersebut menyulitkan proses pengompakan. Distribusi serbuk yang dipakai relatif hiterogen (38 – 75 μm) sehingga memungkinkan ukuran
serbuk yang lebih kecil akan mengisi antara serbuk yang lebih besar, akibatnya densitas naik sejalan kenaikan tekanan pengompakan. Kalau dibandingkan dengan densitas pelet UO2 hasil pengompakan serbuk standar maka dengan tekanan yang sama, densitas pelet dari serbuk standar lebih tinggi.
Pengaruh Suhu Sinter Terhadap Densitas Pelet UO2 Sinter Pada Berbagai Tekanan
Pengompakan.
Pengaruh tekanan pengompakan dan suhu sinter sangat berpengaruh terhadap densitas pelet UO2 sinter, hal ini terlihat pada gambar-2. pada gambar tersebut ada kecenderungan peningkatan densitas pelet UO2 sinter untuk masing-masing tekanan pengompakan. Sampai suhu 1100oC, kenaikan densitas pelet UO2 sinter cukup tinggi
yaitu antara 92,92 – 95,66 % TD dan pada suhu relatif tinggi (diatas 1100oC – 1200oC), kenaikan densitas UO2 sinter relatif kecil yaitu 96,19 % TD. Besarnya tekanan pengompakan juga berpengaruh terhadap naiknya densitas pelet UO2 sinter.
Naiknya densitas pelet UO2 sinter ditandai dengan terjadinya pengkerutan baik kearah radial maupun axial. Pengkerutan akan lebih didominasi oleh arah radial dari pada arah axia, karena distribusi gaya pada arah radial lebih tidak homogen dibandingkan dengan arah axial. Disamping itu laju pengkerutan akan sangat tergantung pada kerapatan disetiap posisi pelet
sebagai driving force. Serta adanya partikel halus akan mempercepat laju sintering. Sehingga tampak pada Gambar 2, bahwa kenaikan densitas pelet mentah dan suhu sinter dapat meningkatkan densitas pelet sinter. Kemudian jika dibandingkan dengan penelitian (Pereuf, ref 9) terlihat bahwa untuk mendapatkan densitas pelet UO2 sinter sekitar 10,5 gr/cm3 (95,7% TD) diperlukan suhu sinter 1650oC untuk diameter serbuk yang berdiameter butir >500 μm. Untuk itu maka peranan ukuran partikel atau luas muka partikel sangat menentukan proses difusi dan proses densifikasi akan semakin cepat.
Pengaruh Suhu Sinter Terhadap Besar Butir Pelet Sinter UO2 Pada Berbagai Tekanan
Pengompakan
Perubahan tekanan pengompakan dan suhu sinter sangat mempengaruhi perubahan besar grain pelet UO2 sinter, hal ini terlihat pada gambar 3. Pada gambar tersebut ada kecenderungan pembesaran grain butir terjadi pada suhu sinter 1000 – 1200oC pada berbagai tekanan pangompakan, yaitu antara 1,84 – 7,09 μm. Perubahan tekanan pengompakan relatif tak memberikan perbedaan besar grain pada suhu sinter yang sama. Sedangkan kenaikan besar grain sangat tergantung oleh besarnya temperatur sinter. Pertumbuhan grain disebabkan oleh adanya pergerakan batas grain , hal ini dikarenakan adanya perbedaan energi bebas (ΔG). Semakin besar ΔG maka ukuran grain pelet UO2 sinter semakin besar. Dari penelitian (Chaldeer, ref 10), diameter grain pelet sinter UO2 yang memenuhi spesifikasi adalah antara 5 – 25 μm. Jadi sinter pada suhu 1200oC untuk berbagai tekanan pengompakan, diameter grain
pelet UO2 sinter yang dihasilkan memenuhi spesifikasi bahan bakar UO2 bentuk keramik.
Pengaruh Suhu Sinter Terhadap Kekerasan Pelet Sinter UO2 Pada Berbagai Tekanan
Pengompakan
Perubahan tekanan pengompakan dan suhu sinter sangat berpengaruh terhadap kekerasan pelet sinter UO2 , hal ini terlihat pada gambar-4. Pada gambar tersebut terlihat bahwa pemanasan
pada suhu 1000 - 1050oC pada berbagai tekanan
pengompakan (2,93 – 5,27 ton/cm2) relatif tak memberikan perubahan kekerasan pelet sinter, yaitu dengan kekerasan antara 733,37 –817,4 HV. Namun setelah suhu dinaikan sampai 1200oC pada berbagai tekanan pengompakan maka kekerasan turun menjadi antara 357,8 – 509,90 HV. Hal ini karena grain mengalami pertumbuhan.
Bertambah besarnya grain akan menurunkan jumlah batas grain, kekerasan makin turun. Hal itu dibuktikan oleh semakin besar grain muka kekerasan turun (lihat Gambar 3).
Pengaruh Suhu Sinter Terhadap O/U Ratio Pelet Sinter UO2
Suhu sinter sangat mempengaruhi besarnya O/U ratio,hal ini dapat dilihat pada gambar-5.
Pada gambar tersebut,naiknya suhu sinter dari
1000 - 1200oC akan menurunkan O/U ratio, yang
awalnya 2,14 menjadi 2,00. Pada suhu 1000
-1050oC turunnya O/U ratio kecil sekali, tetapi setelah suhu sinter dinaikkan dari 1050oC
menjadi 1200oC maka turunnya O/U ratio cukup
besar. Difusi oksigen pada dasarnya akan mempercepat proses sinter, dan setelah terjadi densitifikasi, maka difusi akan sulit terjadi.
Hal ini terjadi karena adanya pelepasan oksigen dari U4O9 membentuk seperti reaksi : (1 – 4 x)
U4O9 4 UO2 x + --- O2 T, t 2
Disamping itu perubahan kristal U4O9 (Rhombic) menjadi UO2 (FCC) menjadi lebih padat sehingga volume mengecil (2) .
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian pengaruh perubahan tekanan pengompakan dan suhu sinter terhadap karakteristik pelet sinter UO2 serbuk halus 1 – 75 μm ini dapat disimpulkan bahwa :
1. Pemakaian UO2 dari serbuk halus 1 – 75 μm
untuk bahan bakar dapat menurunkan suhu sinter sampai 1200oC, dengan kualitas pelet yang memenuhi standard
2. Peningkatan suhu sinter dari 1000oC –
1200oC terhadap pelet UO2 hasil
pengompakan dengan tekanan 2,93 – 5,27 kg/cm2 dapat menaikkan densitas pelet sinter dari 92,92 – 96,19 kg/cm2
3. Peningkatan tekanan pengompakan pelet
mentah UO2 (2,93 – 5,27) kg/cm2 kemudian
di sinter pada suhu 1000oC – 1200oC maka densitas pelet sinter mengalami kenaikan antara 1,53 – 2,61 kg/cm3
4. Peningkatan suhu sinter antara 1000 – 1200oC terhadap pelet mentah UO2 dapat meningkatkan pembesaran butir antara 1,89 – 7,09 μm pada berbagai tekanan
pengompakan (2,93 – 5,27) kg/cm2
5. Peningkatan suhu sinter antara (1000 – 1200)oC terhadap pelet mentah UO2 dapat menurunkan kekerasan antara (806,5 – 357,8) VH pada berbagai tekanan pengompakan (2,93 – 5,27) kg/cm2.
6. Perubahan suhu sinter (1000 – 1200)oC dapat menurunkan O/U ratio pelet sinter dari 2,14 – 2,00
DAFTAR PUSTAKA
1. JONES, W.D “Fundamental Principles of Powder Metalurgy”, Edward Arnold Ltd, 1960, London
2. WEBSTER, H and NORMAN, B “The Effects of Furnace Atmospheres on the Sintering Behavior of Uranium Dioxide”, Mineral Dressing and Process Metallurgy Division, 1958, Canada
3. WIDJAKSANA dan MUTIARA, E “Pengaruh Komposisi Serbuk Halus UO2 Terhadap Kerapatan Kompakan Serbuk Pelet UO2”, Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir, 1997, BATAN, Jakarta
4. WIDJAKSANA “Pengaruh Tekanan Pengompakan Terhadap Kerapatan Kompakan Dalam Proses Peletisasi UO2”, Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir, 1996, BATAN, Jakarta 5. RANDNAL “Powder Metallurgy Science”,
Princeton, 1989 (pp 242 – 265), New Jersey
6. DJOHAN “Efek Nisbah O/U Terhadap Densitas UO2”, Skripsi Jurusan Teknik Nuklir, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 1991, Yogyakarta
7. JAMES, F et al “UO2 Powder Characteristics and Ceramic Performance”, Meeting on Characterization of UO2, United Stated Atomic Energy Commission, 1961 (pp 147 – 166), Tennessee
8. SHAW, N.J “Densification and Coarsening During Solid State Sintering of Ceramic” Powder Metallurgy Inst, Vol 21 (3), 1989 9. POURNEUF, A and HANSER, R “The
Improvement of the Sinterability of Uranium Dioxide”, Meeting on Characterization of UO2, United States Atomic Energy Commission, 1961 (pp 167 – 189), Tennessee
10. CHALDER, G.H “Studies of Microstructures and Effects of Impurities and Sorbed Gases in UO2“, Meeting on Characterization of UO2, United Stated Atomic Energy Commission, Tennessee, 1961
LAMPIRAN
Tabel 1. Pengaruh tekanan pengompakan terhadap densitas pelet UO2 mentah serbuk
No. P, kg/cm2 DENSITAS, % TD KETERANGAN
1. 2,93 51,24
Per sampel 5 pelet, hasil rata-rata
2. 3,51 52,04
3. 4,10 53,09
4. 4,68 53,97
5. 5,27 55,43
Tabel 2. Pengaruh suhu sinter terhadap densitas pelet sinter UO2 pada berbagai tekanan
pengompakan
No. SUHU SINTER, oC DENSITAS PELET, % TD pada P, kg/cm2
2,93 3,51 4,10 4,68 5,27 1. 1000 92,92 93,56 93,63 94,06 93,58 2. 1050 94,28 94,20 95,30 95,27 95,77 3. 1100 94,46 94,66 94,95 95,45 95,66 4. 1150 94,64 94,85 94,93 95,24 95,67 5. 1200 94,85 95,09 95,50 95,72 96,19
Tabel 3. Pengaruh suhu sinter terhadap besar butir pelet sinter UO2 pada berbagai tekanan
pengompakan
No. SUHU SINTER, oC BESAR BUTIR, μm pada P, kg/cm2
2,93 3,51 4,10 4,68 5,27 1. 1000 1,92 1,89 1,93 1,84 1,92 2. 1050 2,70 2,50 2,70 2,43 2,47 3. 1100 3,16 3,30 3,32 3,13 3,12 4. 1150 3,74 5,07 5,14 4,41 4,11 5. 1200 6,65 6,77 7,09 6,77 6,37
Tabel 4. Pengaruh suhu sinter terhadap kekerasan pelet UO2 sinter pada berbagai tekanan
pengompakan
No. SUHU SINTER, oC KEKERASAN, HV pada P, kg/cm2
2,93 3,51 4,10 4,68 5,27 1. 1000 733,70 733,70 766,30 806,50 779,60 2. 1050 788,50 785,00 766,30 817,40 795,90 3. 1100 549,90 618,60 559,80 620,10 687,50 4. 1150 482,00 482,00 473,10 466,70 468,70 5. 1200 357,80 419,30 420,80 427,30 509,90
Tabel 5. Pengaruh suhu sinter terhadap O/U ratio pelet sinter
No. T, oC O/U RATIO
1. - 2,19 2. 1000 2,14 3. 1050 2,13 4. 1100 2,10 5. 1150 2,08 6. 1200 2,00 TANYA JAWAB Zainul Kamal
Jelaskan tentang manfaat hasil penelitian yang didapat!Abdul Latief
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah :
Pemakaian serbuk UO2 halus dapatmempercepat sintering, menurunkan suhu sinter (turun 500oC) sehingga
secara ekonomis menguntungkan proses fabrikasi.
Dapat dijadikan landasan penelitian berikutnya bahwa suhu sinter dapat diturunkan lagi dengan cara menghaluskan butir UO2 serbuk.MV. Purwani
Selain suhu, faktor apa saja yang berpengaruh terhadap densitas, kekerasan (karakteristik pelet)?Abdul Latief
Selain suhu, faktor-faktor yangmempengaruhi karakteristik pelet adalah :
Tekanan pengompakan pelet mentahUO2.
