Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan teknologi canggih di banyak sektor membutuhkan bahan berkinerja tinggi, seperti bahan yang memiliki sifat mekanik yang baik tetapi ringan. Keterbatasan ketersediaan logam dan paduan yang memiliki sifat mekanik yang baik yaitu kekuatan dan kekakuan tinggi tetapi ringan, telah membawa kepada pengembangan komposit matriks logam (MMC). MMC diharapkan memiliki sifat-sifat yang menggabungkan sifat-sifat komponennya: kekuatan dan daktilitas dari matriks logam dan kekuatan dan kekakuan dari pengisi yang berperan sebagai penguat. Akan tetapi, sampai sekarang tidak ada hasil yang memuaskan dalam pengembangan bahan yang memiliki sifat mekanik yang baik tetapi ringan, kecuali untuk bahan komposit logam-CNT, yang dilaporkan sebagai bahan berpotensi. Tetapi, telah diketahui bahwa menyatukan CNT dengan logam sangat sulit. Salah satu aspek penting dalam menggabungkan CNT dan logam adalah interaksi antarmuka antara CNT dan logam. Disertasi ini berkaitan dengan MMC berbasis CNT, yaitu komposit CNT-Aluminium (CNT-Al). Tujuannya adalah untuk menjelaskan sifat interaksi antara CNT dan Al. Interaksi ini bertanggung jawab dalam menggabungkan CNT dan logam (Al). Diketahui juga bahwa Titanium (Ti) adalah elemen paduan yang meningkatkan ikatan antar muka antara logam dan CNT. Oleh karena itu dalam disertasi ini, pengaruh atom titanium (Ti) interstisial dan substitusi pada permukaan Al (111) juga diselidiki. Hasil yang kami peroleh menunjukkan bahwa Al (111) adalah permukaan yang paling stabil di antara permukaan Al lainnya. Telah diperoleh bahwa struktur CNT tidak berubah secara drastis setelah diserap pada permukaan interstitial Al (111) dan Al (111) -Ti. Telah ditemukan juga bahwa energi rekat dari CNT-Al (111) rendah. Namun, keberadaan atom titanium dapat memperkuat interaksi antar permukaan antara permukaan CNT dan Al (111), seperti yang ditunjukkan oleh peningkatan besarnya energi perekat dari interaksi antara CNT dan permukaan Al (111). Di sisi lain, untuk permukaan substitusi Al (111) -Ti, struktur CNT berubah. Hal ini ditunjukkan oleh pembukaan CNT yang mengarah ke transformasi geometris, yaitu menjadi struktur seperti lengkungan. Fenomena ini menunjukkan bahwa permukaan sub permukaan Al (111) -Ti memiliki efek katalitik dan energi aktivasi untuk disosiasi ikatan C-C sangat kecil. Efek katalitik ini secara signifikan meningkatkan kekuatan interaksi antarmuka antara CNT dan permukaan aluminium. Interaksi antarmuka yang kuat antara CNT dengan substitusi atom Ti dan permukaan Al (111) berkorelasi dengan energi rekat tinggi antara permukaan CNT dan Al. Interaksi antar muka yang kuat ini membuka peluang untuk mendesain komposit CNT-Al dengan sifat yang diharapkan: sifat mekanik yang baik dan ringan. Disertasi ini telah berhasil menjelaskan mekanisme interaksi antara CNT dan Aluminium. Kata kunci: Aluminum, carbon nanotube (CNT), energi adhesi, efek katalitik, interstitial, komposit matriks logam (MMC), substitusi, Titanium.