Perpustakaan Digital ITB

Pengembangan dari sumber energi listrik yang lebih rendah emisi karbon menjadi perhatian pada waktu ini. Pengembangan dari pembangkit listrik tenaga nuklir menjadi salah satu perhatian untuk sumber energi dengan emisi karbon yang lebih rendah, termasuk dalam pengembangan efisiensi dan keamanan dari tenaga nuklir. Salah satu komponen penting di dalam reaktor nuklir adalah fuel cladding yang merupakan penopang bahan bakar nuklir. Paduan zirkonium merupakan pilihan material utama untuk fuel cladding karena sifatnya yang tahan korosi, daya serap neutron yang rendah, dan sifat mekanik yang baik. Zircaloy-4 merupakan salah satu paduan zirkonium yang banyak digunakan sebagai fuel cladding. Salah satu kegagalan yang sering dialami oleh paduan zirkonium adalah hydrogen embrittlement, dimana terjadi pembentukan hidrida oleh penetrasi hidrogen dari produk korosi yang dapat menurunkan sifat mekanik paduan. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis pengaruh penambahan molibdenum dan beta heat treatment terhadap ketahanan hidrogen dan sifat mekanik paduan zircaloy 4-0.5YxMo (x=0; 0.1; 0.4 wt%). Penelitian diawali dengan pembuatan paduan campuran dari zircaloy-4, Yttrium dan Molibdenum yang dilebur dan dicetak dalam bentuk button dengan berbagai variasi konsentrasi molibdenum menggunakan DC arc melting furnace. Kemudian button tersebut dipotong menjadi dua bagian dan salah satunya dilakukan perlakuan panas dengan dipanaskan pada suhu 1000? selama 2 jam yang kemudian dilakukan water quenching untuk pembentukan fasa ????-Zr. Setelah itu sampel dilakukan hydrogen charging pada suhu 600? dan 800? selama 5 jam dengan menggunakan campuran dari gas argon dan hidrogen di dalam horizontal tube furnace. Setelah dilakukan hydrogen charging, sampel dikarakterisasi dengan melakukan uji kekerasan, uji XRD, mikrostruktur dan SEM-EDS. Penambahan molibdenum menyebabkan penghalusan ukuran butir dan pembentukan presipitat intermetalik ZrMo2. Kemudian diketahui bahwa penambahan molibdenum dapat meningkatkan nilai kekerasan dari paduan. Sebaliknya, perlakuan beta heat treatment menyebabkan nilai kekerasan paduan menjadi berkurang. Perlakuan beta heat treatment dapat meningkatkan ketahanan hidrogen paduan zircaloy 4-0.5Y-Mo. Pembentukan presipitat ZrMo2 di dalam lapisan hidrida pada penambahan molibdenum memiliki pengaruh pada perilaku penetrasi hidrogen ke dalam paduan, presipitat intermetalik yang berada di dalam lapisan hidrida menyebabkan transport hidrogen lebih cepat dan proses hidridasi lebih cepat. Penambahan 0.1 wt% Mo pada paduan zircaloy 4-0.5Y dengan beta heat treatment menunjukkan ketahanan hidrogen yang paling baik.