Mengenal Sifat-Sifat Material (1) - Ee-cafe.org

14.3. Energi Permukaan Material Berikatan Ion
Ikatan ion merupakan interaksi jarak jauh melalui gaya coulomb. Cara
estimasi energi permukaan yang digunakan pada padatan dengan
ikatan metal (yang merupakan interaksi jarak pendek) yaitu dengan
melihat energi ikatan yang harus terputus agar terbentuk permukaan,
tidak dapat digunakan pada ikatan ion; gaya coulomb masih akan
terasa pada jarak yang lebih besar dari jarak keseimbangan. Kita coba
estimasi dengan cara lain yaitu mencari fungsi yang sederhana untuk
menyatakan gaya tarik antar ion. Kurva gaya tarik antar ion (F tarik )
diperlihatkan pada Gb.14.2. Gaya tarik (dinyatakan oleh kurva
negatif) makin besar jika jarak ion makin pendek, dan keseimbangan
gaya tolak (antar inti positif) dengan gaya tarik tercapai pada jarak r 0 .
Pada jarak yang lebih besar dari r 0 gaya tarik ini akan menurun.
F
Jarak antar ion, r
r 0
F tarik
Gb.14.2. Gaya tarik antar ion.
Gaya tarik antar ion ini, pada skala makro muncul sebagai
stress (σ, yaitu gaya per satuan luas) jika kita memberikan
beban tarik pada material. Beban tarik ini sekaligus
menyebabkan terjadinya strain (ε, pemanjangan) pada material.
Relasi antara stress dan strain dapat dinyatakan dengan kurva
stress-strain yang merupakan salah satu karakteristik mekanik
material. Walau kita tidak mempelajarinya lebih jauh, Gb.14.3.
adalah contoh kurva yang dimaksud. Daerah di mana terjadi
hubungan linier antara stress dan strain, merupakan daerah
elastis; di daerah ini berlaku hukum Hooke, yaitu
σ = E ε
dengan E adalah modulus Young.
228Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material (1)