Seminggu yang lalu, saya dan teman sekelompok saya melakukan praktikum Karakterisasi Material yang merupakan bagian dari kuliah S2 saya. Salah satu pengujian yang dilakukan adalah SEM (Scanning Electron Microscopy).
SEM
Scanning Electron Microscopy (SEM) adalah satu jenis
mikroskop elektron dimana gambar dari suatu sampel dihasilkan dengan cara
memindai permukaan sampel dengan high-energy
beam of electrons. Elektron-elektron berinteraksi dengan atom-atom sehingga
menghasilkan sinyal yang memberikan informasi tentang topografi permukaan sampel,
komposisi kimia (menggunakan EDS), struktur kristal, dan sifat-sifat lainnya
seperti konduktivitas listrik.
Preparasi sampel yang dilakukan :
sampel yang digunakan berupa patahan besi tuang
Sampel
yang ingin dilakukan pengujian SEM harus bersih permukaannya, hal ini dapat
dilakukan ultrasonic cleaning. UT cleaning digunakan untuk membersihkan sampel dari pengotor-pengotor yang ada, contohnya karat. Sampel
harus memiliki konduktivitas, semakin baik konduktivitasnya maka akan
menghasilkan gambar yang baik pula. Bila sampel tidak cukup konduktif maka
sampel harus dilapisi dengan Pt, Au, atau C (inert).
Ukuran
sampel juga kecil karena disesuaikan dengan tempat sampelnya, sampel berukuran
maksimal 1 inch dalam diameter dan 1 cm (tinggi max). Sampel diletakkan pada stub. Biasanya sampel diberi carbon tape konduktif agar sampel tidak
bergerak saat dilakukan pengujian. Selain itu, carbon tape ini juga berfungsi untuk mengalirkan listrik ke sampel
agar sampel tetap konduktif.
Hasil dan Pembahasan
Pengujian SEM dilakukan dengan beberapa perbesaran dan
kontras. Perbesaran dengan detektor SE diantaranya 30x, 500x, dan 2000x.
gambar 1. Gambar SEM permukaan patahan sampel besi tuang dengan perbesaran A.30x, B.500x, C.2000x
Gambar 1 diatas menunjukkan bahwa terdapat struktur dendritik akibat proses pengecoran. struktur ini dengan jelas ditunjukkan pada gambar 1A dengan perbesaran 30x. selain itu, pada gambar 1B dan 1C terdapat grafit-grafit yang berbentuk flakes yang mengindikasikan bahwa sampel tersebut terbuat dari besi tuang kelabu.
Dari gambar 1 dapat diketahui bahwa material mengalami perpatahan getas. hal ini ditunjukkan dengan permukaan patahan yang cenderung flat dan terdapat cleavage.
Perbesaran sampel SEM yang menggunakan detektor BSE
yaitu 500x dan 1000x. Gambar 2 menunjukkan perbedaan kontras komposisi pada
sampel. Perbedaan kontras komposisi yang dihasilkan dari detektor BSE tersebut
berdasarkan nomor atom dari tiap unsur yang menyusun material tersebut. Semakin
tinggi nomor atom maka semakin terang gambar yang dihasilkan, begitu juga
sebaliknya, semakin rendah nomor atom maka semakin gelap gambar yang
dihasilkan. Berikut gambar dari patahan sampel besi tuang yang menunjukkan perbedaan kontras komposisi.
gambar 2. Perbedaan kontras
komposisi pada sampel SEM dengan detektor BSE perbesaran 500x dan 1000x
