(a) Bandingkan mekanisme difusi atomik tipe interstisial dan tipe kekosongan (*vacancy*).
(b) Sebutkan dua alasan mengapa difusi interstisial biasanya lebih cepat daripada difusi kekosongan.
(a) Perbandingan Mekanisme Difusi Kekosongan (Vacancy) vs Interstisial
Difusi Kekosongan (Vacancy Diffusion)
- Perpindahan atomnya ditandai dengan atom berpindah dari posisi kisi normalnya ke posisi kisi tetangga yang kosong (lowongan/kekosongan).
- Atom yang terlibat adalah atom berukuran besar (biasanya atom inang atau atom substitusi)
- Agar terjadi gerakan, harus ada lowongan (vacancy) di dekat atom tersebut, yang jumlahnya terbatas tergantung pada suhu
Difusi Interstisial (Interstitial Diffusion)
- Perpindahan atomnya ditandai dengan atom berpindah dari satu posisi celah (interstisial) ke posisi celah tetangganya yang kosong.
- Atom yang terlibat adalah atom-atom pengotor yang berukuran sangat kecil (misal: Hidrogen, Karbon, Nitrogen, Oksigen).
- Agar terjadi gerakan, harus ada celah antar-atom (posisi interstisial) hampir selalu kosong dan tersedia di sekeliling atom tersebut.
(b) Dua Alasan Mengapa Difusi Interstisial Lebih Cepat daripada Difusi Kekosongan
Difusi interstisial memiliki laju perpindahan ($D$) yang jauh lebih tinggi dibandingkan difusi kekosongan karena dua alasan utama berikut:
- Atom interstisial (seperti Karbon dalam Besi) memiliki ukuran diameter atom yang jauh lebih kecil daripada atom inangnya. Hal ini membuat energi aktivasi ($Q_d$) yang diperlukan untuk melewati atau “menyelinap” di antara kisi-kisi atom jauh lebih rendah.
- Pada struktur kristal logam, sebagian besar celah interstisial dalam kondisi kosong. Artinya, atom interstisial hampir selalu memiliki ruang kosong di sekitarnya untuk langsung berpindah. Sebaliknya, pada difusi kekosongan, atom harus “menunggu” sampai terbentuknya cacat lowongan (vacancy) di sebelahnya, di mana jumlah lowongan ini sangat sedikit pada suhu ruang atau suhu operasional normal.
