IV. SISTEM BINER IV. SISTEM BINER 19 November 2008 19 November 2008
IV. SISTEM BINERIV. SISTEM BINER
19 November 200819 November 2008
Untuk sistem biner A - B yang saling larut sempurna baik Untuk sistem biner A - B yang saling larut sempurna baik
dalam keadaan cair maupun padat.dalam keadaan cair maupun padat.
• Sebelum Sebelum TT11 tercapai, hanya larutan tercapai, hanya larutan
padat yang stabilpadat yang stabil
• Pada Pada TT11, larutan padat mulai , larutan padat mulai
mencair. Komposisi dari larutan mencair. Komposisi dari larutan
padat dan larutan cair masing-padat dan larutan cair masing-
masing ditunjukkan oleh titik masing ditunjukkan oleh titik aa dan dan
bb
• Pada saat pemanasan lebih lanjut, Pada saat pemanasan lebih lanjut,
komposisi dari larutan padat dan komposisi dari larutan padat dan
larutan cair berubah: Komposisi larutan cair berubah: Komposisi
larutan padat berubah dari larutan padat berubah dari aa ke ke cc
mengikuti solidus, dan komposisi mengikuti solidus, dan komposisi
dari cairan berubah dari dari cairan berubah dari bb ke ke dd
mengikuti liquidusmengikuti liquidus
Liquid
Solid
Untuk sistem biner A - B yang saling larut sempurna baik Untuk sistem biner A - B yang saling larut sempurna baik
dalam keadaan cair maupun padat.dalam keadaan cair maupun padat.
• Pada Pada TT22 larutan padat larutan padat c c
berkesetimbangan dengan larutan berkesetimbangan dengan larutan
cair cair dd. Proporsi dari masing-masing . Proporsi dari masing-masing
fasa ditentukan dengan fasa ditentukan dengan Lever ruleLever rule
• Pada Pada TT33 komposisi larutan cair komposisi larutan cair
menjadi sama dengan komposisi menjadi sama dengan komposisi
awal larutan padatan. Ini berarti awal larutan padatan. Ini berarti
larutan padatan hampir meleleh larutan padatan hampir meleleh
seluruhnya sehingga larutan padat seluruhnya sehingga larutan padat
dengan komposisi dengan komposisi ee hanya hadir hanya hadir
dalam jumlah yang sangat sedikitdalam jumlah yang sangat sedikit
• Pada temperature Pada temperature TT33 hanya larutan hanya larutan
cair yang stabilcair yang stabil
Liquid
Solid
Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.
Sistem EutecticSistem Eutectic
• Ketika larutan cair Ketika larutan cair oo didinginkan, didinginkan,
fasa tersebut akan tetap berupa fasa tersebut akan tetap berupa
cairan sampai temperatur cairan sampai temperatur
mencapai titik mencapai titik mm
• Pada titik Pada titik mm, padatan murni A , padatan murni A
mulai membekumulai membeku
• Pada pendinginan selanjutnya Pada pendinginan selanjutnya
sistem memasuki daerah dua fasa, sistem memasuki daerah dua fasa,
dan pada dan pada pp sistem terdiri dari sistem terdiri dari
padatan murni A dan larutan cair padatan murni A dan larutan cair
dengan komposisi dengan komposisi rr. Perhatikan . Perhatikan
bahwa komposisi larutan cair telah bahwa komposisi larutan cair telah
berubah dari berubah dari m m ke ke rr mengikuti mengikuti
liquidusliquidus
Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.
Sistem EutecticSistem Eutectic • Pada titik sedikit diatas temperatur Pada titik sedikit diatas temperatur
eutectic, komposisi larutan cair eutectic, komposisi larutan cair
yang berkesetimbangan dengan yang berkesetimbangan dengan
padatan A terletak di titik padatan A terletak di titik ee. .
Fraksi/proporsi larutan cair = Fraksi/proporsi larutan cair = fs/fefs/fe
• Pada pendinginan selanjutnya Pada pendinginan selanjutnya
dibawah titik eutectic, sisa larutan dibawah titik eutectic, sisa larutan
cair membeku mengikuti reaksi cair membeku mengikuti reaksi
eutectic:eutectic:
L = A(s) + B(s)L = A(s) + B(s)
Strukture padatan akan berupa Strukture padatan akan berupa
campuran fasa primer A dan campuran fasa primer A dan
struktur eutectic berupa campuran struktur eutectic berupa campuran
halus A dan B. Ratio proporsi halus A dan B. Ratio proporsi
padatan A/ padatan B = padatan A/ padatan B = sg/fssg/fs
Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.
Sistem Peritectic, komposisi awal pada Sistem Peritectic, komposisi awal pada tt
• Sebelum temperatur mendingin Sebelum temperatur mendingin
sampai liquidus, seluruhnya berupa sampai liquidus, seluruhnya berupa
cairancairan
• Ketika liquidus terlewati, kristal Ketika liquidus terlewati, kristal
primer A terbentukprimer A terbentuk
• Pada temperatur sedikit diatas Pada temperatur sedikit diatas TTpp, ,
fasa yang berkesetimbangan ialah fasa yang berkesetimbangan ialah
padatan murni A dan cairan padatan murni A dan cairan
dengan komposisi dengan komposisi pp. Proporsi . Proporsi
masing-masing fasa ditentukan masing-masing fasa ditentukan
dengan lever rule:dengan lever rule:
Proporsi A = Proporsi A = vp/qpvp/qp
Proporsi cairan = Proporsi cairan = qv/qpqv/qp
Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.
Sistem Peritectic, komposisi awal pada Sistem Peritectic, komposisi awal pada tt
• Pada temperature Pada temperature TTpp A yang A yang
terbentuk bereaksi dengan cairan terbentuk bereaksi dengan cairan
membentuk senyawa Amembentuk senyawa AmmBBnn sesuai sesuai
dengan reaksi peritektik berikutdengan reaksi peritektik berikut
L (at L (at pp) + A (at ) + A (at qq) = A) = AmmBBnn (at (at rr))
• Pada temperatur sedikit dibawah Pada temperatur sedikit dibawah
TTpp, fasa yang berkesetimbangan , fasa yang berkesetimbangan
ialah Senyawa Aialah Senyawa AmmBBnn dan cairan dan cairan
dengan komposisi dengan komposisi pp. Proporsi . Proporsi
masing-masing fasa ditentukan masing-masing fasa ditentukan
dengan lever rule:dengan lever rule:
Proporsi AProporsi AmmBBnn = = vp/rpvp/rp
Proporsi cairan = Proporsi cairan = rv/rprv/rp
Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.
Sistem MonotecticSistem Monotectic
• Pada titik Pada titik p p cairan mulai berpisah cairan mulai berpisah
menjadi dua cairan Lmenjadi dua cairan L11 dengan dengan
komposisi komposisi pp dan cairan L dan cairan L22 dengan dengan
komposisi komposisi qq
• Saat temperature terus Saat temperature terus
didinginkan, komposisi cairan terus didinginkan, komposisi cairan terus
berubah mengikuti liquidus berubah mengikuti liquidus p-mp-m
dan dan q-nq-n
• Pada Pada TTmm fasa cair L fasa cair L11 terdekomposisi terdekomposisi
menjadi padatan murni A dan menjadi padatan murni A dan
cairan Lcairan L22 dengan komposisi dengan komposisi nn
sesuai dengan reaksi monotectic sesuai dengan reaksi monotectic
berikut:berikut:
LL11 (at (at mm) = A (at ) = A (at oo) + L) + L22 (at (at nn))
Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.
Sistem EutecticSistem Eutectic
• Pada titik Pada titik qq pembekuan mulai pembekuan mulai
berlangsung. Selama pembekuan berlangsung. Selama pembekuan
komposisi larutan padatan berubah komposisi larutan padatan berubah
mengikuti garis solidus mengikuti garis solidus p-cp-c
sementara komposisi cairan sementara komposisi cairan
berubah mengikuti liquidus berubah mengikuti liquidus a-ea-e
• Ketika temperatur sampai pada Ketika temperatur sampai pada
temeperatur eutectic, cairan yang temeperatur eutectic, cairan yang
tersisa membeku sesuai dengan tersisa membeku sesuai dengan
reaksi eutectic berikut:reaksi eutectic berikut:
LL11 (at (at ee) = ) = αα (at (at cc) + ) + ββ (at (at dd))
Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.
Sistem EutecticSistem Eutectic
• Saat seluruhnya telah membeku, Saat seluruhnya telah membeku,
struktur yang terbentuk adalah struktur yang terbentuk adalah
campuran fasa primer campuran fasa primer αα dan dan
struktur eutectic yang merupakan struktur eutectic yang merupakan
campuran fasa campuran fasa αα dan dan ββ
Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.
Sistem Peritectic, dengan komposisi awal Sistem Peritectic, dengan komposisi awal dd
d d k k : Larutan cair homogen: Larutan cair homogen
Pada Pada kk : Pembekuan : Pembekuan ββ dengan dengan
komposisi komposisi ll
k k m m : Fasa padat : Fasa padat ββ meningkat. meningkat.
Komposisi Komposisi ββ berubah sepanjang berubah sepanjang l-sl-s
sementara komposisi cairan sementara komposisi cairan
berubah sepanjang berubah sepanjang k-pk-p
Pada Pada mm : Reaksi peritektik, Cairan : Reaksi peritektik, Cairan
bereaksi dengan padatan bereaksi dengan padatan ββ
membentuk padatan membentuk padatan αα
L (at L (at pp) + ) + ββ (at (at ss)) = = αα (at (at rr))
Setelah reaksi peritectic selesai, Setelah reaksi peritectic selesai,
sistem hanya terdiri dari cairan dan sistem hanya terdiri dari cairan dan
fasa fasa αα
Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.
Sistem Peritectic, dengan komposisi awal Sistem Peritectic, dengan komposisi awal dd
m m z z : Peningkatan proporsi fasa : Peningkatan proporsi fasa αα. .
Komposisi cairan berubah Komposisi cairan berubah
mengikuti mengikuti p-y p-y sementara komposisi sementara komposisi
fasa fasa αα berubah mengikuti berubah mengikuti r-zr-z
Pada Pada zz : Pembekuan sempurna : Pembekuan sempurna
Dibawah Dibawah z z : Pendinginan: Pendinginan fasa fasa
homogen homogen αα