(a) Untuk besi BCC, hitung jari-jari situs interstisial tetrahedral. (Lihat hasil Soal 4.9.)
(b) Regangan kisi dikenakan pada atom besi yang mengelilingi situs ini ketika atom karbon menempatinya. Hitung perkiraan besarnya regangan ini dengan mengambil selisih antara jari-jari atom karbon dan jari-jari situs, lalu membagi selisih tersebut dengan jari-jari situs.
(a) Menghitung Jari-jari Situs Interstisial Tetrahedral pada Besi BCC
Berdasarkan hasil pemodelan Soal 4.9(a) yang sudah kita buktikan, hubungan antara jari-jari celah tetrahedral ($r_{tetra}$) dengan jari-jari atom inang ($R$) pada struktur BCC adalah:
$$r_{tetra} = 0,291R$$
Sekarang kita tinggal memasukkan nilai jari-jari atom besi ($R_{Fe} = 0,1241 \text{ nm}$) ke dalam rumus tersebut:
$$r_{tetra} = 0,291 \times 0,1241 \text{ nm}$$
$$r_{tetra} \approx 0,0361 \text{ nm}$$
Jadi, jari-jari celah/situs tetrahedral pada besi BCC tanpa menyebabkan regangan kisi adalah $0,0361 \text{ nm}$.
(b) Menghitung Besarnya Regangan Kisi ($\varepsilon$)
Regangan kisi ($\varepsilon$) didefinisikan oleh soal sebagai selisih antara jari-jari atom pengotor (Karbon) dengan jari-jari celah kosong, lalu dibagi dengan jari-jari celah tersebut.
$$\varepsilon = \frac{r_{pengotor} – r_{tetra}}{r_{tetra}}$$
Substitusi nilai-nilainya
$$\varepsilon = \frac{0,071 – 0,0361}{0,0361}$$
$$\varepsilon = \frac{0,0349}{0,0361}$$
$$\varepsilon = 0,9667$$
$$\varepsilon = 96,67\%$$
Angka regangan hampir $100\%$ ini menunjukkan betapa sesaknya atom karbon di dalam celah tetrahedral besi BCC! Karena ruangannya sangat sempit, struktur besi BCC akan mengalami distorsi lokal yang luar biasa hebat. Hal inilah yang menjelaskan mengapa besi BCC (ferit) sangat membatasi jumlah karbon yang boleh masuk ke dalam strukturnya pada kondisi setimbang.
