Spinodal Decomposition Spinodal) adalah mekanisme dimana padatan dengan 2 atau lebih komponen dapat terpisah menjadi daerah (fasa) yang berbeda dengan perbedaan sifat kimia dan fisikanya(unstable region in a phase diagram).
Gambar disamping menunjukkan sebuah alloy logam dengan komposisi X0 dipanaskan sampai T1 lalu diquenching sampai T2 .Energi bebas akan berada pada G0 (unstable).Ketika pada posisi G0 alloy tidak stabil, adanya fluktuasi komposisi yang kecil dapat menyebabkan proses spinodal decomposition.
Spinodal decomposition terjadi apabila alloy berada di antara dua titik belok dari kurva energi bebas. Daerah dari dua titik tersebut pada diagram fasa disebut daerah chem chemi cal spi spinod noda al Unstable region terjadi saat : 2
-
2
<0
RUSLI NURDIN
1506674886
Spinodal Decomposition vs Nukleasi dan Pertumbuhan
Gambar 2 Pembentukan
campuran 2 fasa dengan nucleation & growth dan spinodal decomposition
Pertumbuhan dan nukleasi merupakan mekanisme lainnya dari dekomposisi menjadi fasa ekuilibrium.Pertumbuhan dan nukleasi terjadi ketika kurva energi bebas Gibbs bernilai di atas daerah spinodal(bernilai positif).Sistem akan menginisiasi transformasi fasa yang diskontinu, seperti pada Gambar 2. Nukleasi membutuhkan fluktuasi lokal dalam komposisi yang cukup besar dimana energi bebas menurun dari chemical driving force, cukup untuk mengimbangi semua yang melawan transformasi, seperti energi regangan elastis. Transformasi dimulai di lokasi nukleasi diskrit dan berkembang melalui pertumbuhan luar inti dari fasa baru, seperti yang terjadi pada Gambar 2. Pertumbuhan dan nukleasi bisa dikategorikan sebagai transformasi fasa “diskontinu”, sementara spinodal decomposition adalah transformasi fasa “kontinu”. Perbedaan antar a Pertumbuhan dan nukleasi dengan spinodal decomposition diakibatkan dekomposisi spinodal muncul dari sistem yang tidak stabi secara termodinamika, seperti yang ditunjukkan oleh kurva energi bebas Gibbs, sedangkan nukleasi dan pertumbuhan terjadi pada sistem metastabil. Evolusi pemisahan fasa berbeda antara dua proses tersebut. Struktur fasa kedua yang berkembang dengan nukleasi dan pertumbuhan menghasilkan inti yang lebih bulat, sedangkan spinodal decomposition memiliki interkonektivitas seperti cacing atau wol.
RUSLI NURDIN
1506674886
Kecepatan dari transformasi spinodal dikontrol oleh interdiffusion coeficient , D.Jika D<0, fluktuasi komposisi akan bertambah secara eksponensial seiring dengan perubahan waktu konstan.
Kecepatan dari transformasi dapat menjadi sangat besar dengan membuat panjang gelombang (λ) dari modulasi kom posisi menjadi sekecil mungkin.Akan tetapi ada nilai minimal dari panjang gelombang (λ) dimana spinodal decomposition tidak terjadi.Untuk dapat menghitung panjang gelombang dari fluktuasi komposisi, perlu dipertimbangkan dua faktor penting: 1.Efek energi antar muka (interfacial energy) 2.Efek energi regangan koheren (coherency strain energy) Apabila dua daerah tersebar dengan baik dan saling koheren akan menimbulkan energi tambahan atau yang disebut degan efek energi antarmuka.Besar dari ener gi bergantung pada perbedaan komposisi yang melintasi antar muka disebut energi gradien.
Gambar disamping menunjukkan coherent miscibility gap.Garis tersebut menunjukkan komposisi setimbang dari fasa coherent hasil dari spinodal decomposition.Spinodal decomposition tidak hanya terbatas pada sistem yang mengandung stable miscibility gap.GP zone solvus Al – Ag sistem mengandung metastabil coherent miscibility gap, yang hanya terjadi pada high supersaturated GP zone yang terbentuk dari spinodal mekanisme
Diagram fasa untuk sistem clustering Area 1=homogenousαstabil. Area 2 = Homogenous α metastabil, hanya pada fase inkoheren dapat nukleasi. Area 3 = Homogenous α metastabil, fasa koheren dapat nukleasi. Area 4 = Homogenous α unstable, tidak ada “nucleation barrier”, spinodal decomposition terjadi.
