STRUKTUR KRISTAL LOGAM

Kebanyakan bahan logam mempunyai tiga struktur kristal:
kubus berpusat muka (face-centered cubic).
 kubus berpusat badan (body-centered cubic).
 heksagonal tumpukan padat (hexagonal close-packed).

FACE CETERED CUBIC (FCC) 



 Gambar 2a menunjukkan model bola pejal sel satuan FCC,
 Gbr 2b: pusat-pusat atom digambarkan dengan bola padat kecil
 Sel satuan FCC yang berulang dalam padatan kristalin sama seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 1. 
 Struktur FCC mempunyai sebuah atom pada pusat semua sisi kubus dan sebuah
atom pada setiap titik sudut kubus. Beberapa logam yang memiliki struktur kristal
FCC yaitu tembaga, aluminium, perak, dan emas (lihat Tabel 1).
 Sel satuan FCC mempunyai empat (4) buah atom, yang diperoleh dari jumlah
delapan seperdelapan-atom pada delapan titik sudutnya plus enam setengahatom
pada
enam
sisi kubusnya
(8 1/8

+
6
1/2).

 Atom-atom atau inti ion bersentuhan satu sama lain sepanjang diagonal sisi.
Hubungan panjang sisi kristal FCC, a, dengan jari-jari atomnya, R, ditunjukkan
oleh persamaan berikut:


Tiap atom dalam sel satuan FCC ini dikelilingi oleh duabelas (12) atom
tetangga, hal ini berlaku untuk setiap atom, baik yang terletak pada titk sudut
maupun atom dipusat sel satuan (lihat Gambar 2a). Jumah atom tetangga yang
mengelilingi setiap atom dalam struktur kristal FCC yang nilainya sama untuk setiap
atom disebut dengan bilangan koordinasi (coordination number). Bilangan koordinasi
struktur FCC adalah 12.
Faktor tumpukan atom (atomic packing factor, APF) adalah fraksi volum dari sel
satuan yang ditempati oleh bola-bola padat, seperti ditunjukkan oleh persamaan
berikut: 




 BODY CENTERED CUBIC (BCC)





Struktur kristal kubus berpusat badan (BCC):
(a) gambaran model bola pejal sel satuan BCC,
(b) Sel satuan BCC digambarkan dengan bola padat kecil, (c) Sel satuan BCC
yang berulang dalampadatan kristalin

 Logam–logam dengan struktur BCC mempunyai sebuah atom pada pusat kubus
dan sebuah atom pada setiap titik sudut kubus
 Sel satuan BCC mempunyai dua (2) buah atom, yang diperoleh dari jumlah
delapan seperdelapan atom pada delapan titik sudutnya plus satu atom pada
pusat kubus (8 1/8 + 1).
 Atom-atom atau inti ion bersentuhan satu sama lain sepanjang diagonal ruang.
Hubungan panjang sisi kristal BCC, a, dengan jari-jari atomnya, R, diberikan
sebagai berikut:


Tiap atom dalam sel satuan BCC ini dikelilingi oleh delapan (8) atom tetangga
(lihat Gambar 3a), sebagai akibatnya bilangan koordinasi struktur BCC adalah
8.Karena struktur BCC mempunyai bilangan koordinasi lebih kecil dibandingkan
dengan bilangan koordinasi FCC, maka faktor tumpukan atom struktur BCC, yang
bernilai 0.68, adalah juga lebih kecil dibandingkan dengan faktor tumpukan atom
FCC.



HEXAGONAL CLOSE PACKED (HCP)




Gambar Struktur kristal heksagonal tumpukan padat (HCP):
(a) sel satuan HCP digambarkan dengan bola padat kecil,
(b) sel satuan HCP yang berulang dalam padatan kristalin.

 Ciri khas logam–logam dengan struktur HCP adalah setiap atom dalam lapisan
tertentu terletak tepat diatas atau dibawah sela antara tiga atom pada lapisan
berikutnya
 Sel satuan HCP mempunyai enam (6) buah atom, yang diperoleh dari jumlah duabelas
seperenam-atom
pada
dua
belas
titik
sudut
lapisan
atas
dan
bawah
plus

dua
setengah-atom
pada
pusat
lapisan
atas
dan
bawah
plus
tiga
atom
pada

lapisan
sela/tengah
(12
1/6
+ 2

1/2
+ 3).

 Jika a dan c merupakan dimensi sel satuan yang panjang dan pendek (lihat
Gambar 4), maka rasio c/a umumnya adalah 1.633. Akan tetapi, untuk beberapa
logam HCP, nilai rasio ini berubah dari nilai idealnya.   
 Bilangan koordinasi struktur HCP dan faktor tumpukannya sama dengan struktur
FCC, yaitu 12 untuk bilangan koordinasi dan 0.74 untuk faktor tumpukan.