Pengaruh Proses Sintering Terhadap Perubahan Densitas, Kekerasan Dan Mikrostruktur Pelet U-ZrHx

ABSTRAK

PENGARUH PROSES SINTERING TERHADAP PERUBAHAN DENSITAS, KEKERASAN DAN MIKROSTRUKTUR PELET U-ZrHx. Proses sintering pelet bahan bakar U-ZrHx dilakukan untuk memperoleh densitas yang lebih tinggi dari pelet sebelum disinter. Mula-mula dibuat pelet U-ZrHx dari kandungan Zr berturut-turut sebesar 35%, 45% dan 55% berat. Proses sintering dilakukan selama 1 jam pada temperatur yang bervariasi 1100 °C, 1200 °C dan 1300 °C dengan laju kenaikan temperaur 2 °C/menit, kemudian diturunkan temperaturnya dengan laju penurunan temperatur 10 °C/menit hingga temperatur kamar. Pelet U-ZrHx yang telah disinter selanjutnya dikenai berbagai pengujian, antara lain dimensi, densitas, kekerasan, dan mikrostruktur. Pada pengujian densitas terlihat bahwa pada komposisi Zr yang sama tetapi temperatur sintering yang semakin tinggi maka terjadi kenaikan nilai densitas. Apabila dilihat pada temperatur sintering yang sama dan kandungan Zr yang semakin tinggi maka densitas yang diperoleh semakin rendah. Hasil pengujian kekerasan mikro menunjukkan bahwa pada komposisi tetap Zr sebesar 35% dan 55% yang disinter pada temperatur sintering yang semakin tinggi maka semakin tinggi kekerasannya, kemudian menurun bila temperatur sintering naik. Apabila dilihat hasil pengujian pada temperatur sintering tetap tetapi kandungan Zr berbeda maka terlihat dari kandungan Zr 35% (U-35ZrHx) menjadi 45% (U-45ZrHx) terjadi kenaikan kekerasan, dan akan menurun pada kenaikan kandungan Zr menjadi 55% (U-55ZrHx). Sementara itu, dari hasil pemeriksaan mikrostruktur menunjukkan bahwa pada kompsisi Zr tetap tetapi temperatur sintering semakin tinggi, maka jarak antar serbuk semakin rapat. Apabila dilihat dari temperatur sintering tetap tetapi komposisi Zr yang semakin tinggi, maka terlihat bahwa semakin tinggi komposisi Zr semakin berkurang kerapatan jarak antar serbuk di dalam pelet. Dapat disimpulkan bahwa proses sintering pelet akan menaikkan densitas, kekerasan, dan kerapatan jarak antar serbuk. Kondisi optimum dicapai pada proses sintering pelet dengan komposisi Zr 45% (U-45ZrHx) yang disinter pada temperatur 1200 °C. Pada kondisi tersebut pelet sinter mempunyai densitas sebesar 8,673g/cm3, kekerasan sebesar 661 HVN tanpa mengalami keretakan.

Kata kunci: Sintering, densitas, kekerasan, mikrostruktur, pelet U-ZrHx.

ABSTRACT

EFFECT OF SINTERING PROCESS TO CHANGES IN, DENSITY , HARDNESS, AND MICROSTRUCTURE OF U – ZrHx PELET. The process of sintering fuel pellets U-ZrHx performed to obtain a higher density compared pellets before sintered. At first, U-ZrHx pellets made from the content of Zr respectively 35%, 45% and 55% by weight. Sintering process is carried out for 1 hour at varying temperature 1100°C, 1200°C and 1300°C with an increase rate of 2°C temperatur/ min, then lowered the temperature at a rate of decrease in temperature of 10°C / min until room temperature. U-ZrHx pellets that have been sintered subsequently subjected to various tests, such as: the dimensions, density, hardness, and microstructure. In testing the density, it appears that at the same Zr composition but the sintering temperature is higher then an increase in the density. When seen in the same sintering temperature and Zr content is higher then the lower the density obtained. Micro hardness testing results show that the composition Zr 35% fixed and 55% were sintered at the sintering temperature is higher, have the higher the hardness, and then decreases as the sintering temperature increase. If the test results viewed in the sintering temperature fixed but the content of Zr is different, it can be seen from the content of Zr 35% (U-35ZrHx) to 45% (U-45ZrHx) an increase in hardness, and will decrease to an increase in the content of Zr to 55% (U- 55ZrHx). Meanwhile, the results of the microstructure observation of the pellets can be seen that at composition Zr fixed but the sintering temperature is higher, then the distance between the powder / porosity increasingly dense. When viewed from the sintering temperature fixed but the composition increasingly higher Zr it is seen that higher Zr composition, the density between the powder in the pellets decreased. It can be concluded that the sintering process the pellets will increase density, hardness, and distance between powder increasingly dense. The optimum condition is achieved at sintering process the pellets with a composition of 45% Zr (U-45ZrHx) sintered at temperatures of 1200°C. In these conditions the sintered the pellets has a density of 8.673 g / cm3, hardness of 661 HVN without developing cracks.

Keywords: Sintering, density, hardness, microstructure, U-ZrHx pellet.