Perpustakaan Digital ITB

Kebutuhan akan material dengan performa tinggi pada temperatur tinggi membawa pada pengembangan kelas baru paduan super entropi tinggi, Paduan super yang memiliki kekuatan tinggi pada suhu tinggi berkat penguatan larutan padat matriks ???? dan penguatan presipitat ????’ dikombinasikan dengan paduan entropi tinggi yang memiliki kekuatan dan keuletan tinggi pada temperatur rendah dengan memanfaatkan entropi tinggi akibat penggunaan lima atau lebih unsur dengan proporsi yang besar. Desain paduan dilakukan dengan pemanfaatan unsur yang lebih murah namun tetap memaksimalkan performa, seperti paduan super entropi tinggi berbasis Fe sebagai alternatif paduan super berbasis nikel. Penelitian sebelumnya pada paduan super dan entropi tinggi konvensional menunjukkan pengaruh unsur Cu yang meningkatkan fasa fcc dan unsur Zr yang meningkatkan kekuatan. Oleh karena itu, penelitian ini membahas pengaruh penambahan Cu dan Zr terhadap parameter kisi dan sifat elastisitas, generalized stacking fault energy (GSFE), dan struktur elektronik paduan super entropi tinggi berbasis Fe. Simulasi dilakukan dengan CASTEP berdasarkan first-principles dalam kerangka teori fungsional densitas pada suhu nol mutlak. Perhitungan sifat elastisitas dilakukan pada struktur fcc dengan 8 atom dengan variasi Cu dan Zr sebesar 0 dan 12,5 at.% menggunakan aproksimasi Voigt–Reuss–Hill. Optimisasi geometri, perhitungan GSFE, dan perhitungan struktur elektronik dilakukan pada struktur fcc dengan 24 atom yang terdiri atas 12 lapis. GSFE dihitung dengan membandingkan struktur sempurna dengan salah tumpuk. Analisis struktur elektronik dilakukan untuk mengetahui rapat keadaan dan perbedaan rapat muatan pada paduan. Hasil simulasi menunjukkan penambahan Cu dan penambahan Zr sebesar 4,17 at.% meningkatkan parameter kisi, menurunkan rapat keadaan pada energi Fermi, dan meningkatkan akumulasi muatan sehingga ikatan antaratom menjadi lebih lemah, jarak antaratom menjadi lebih renggang, dan rasio stable stacking fault energy terhadap unstable stacking fault energy menjadi lebih rendah. Penambahan Cu akan menaikkan stable stacking fault energy sehingga meningkatkan keuletan paduan, sedangkan penambahan Zr akan menurunkan stable stacking fault energy meningkatkan kekuatan paduan dan sedikit menurunkan keuletan paduan. Studi ini diharapkan dapat menjadi pedoman pada penelitian selanjutnya dalam pengembangan material maju, terutama paduan super entropi tinggi.