(Aslina Br. Ginting, Boybul, Arif Nugroho)
KARAKTERISASI SIFAT  TERMAL  PADUAN AlFe(2,5%)Ni(1,5%)

## DAN AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) UNTUK  KELONGSONG BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

## Aslina Br. Ginting, Boybul, Arif Nugroho
Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir - BATAN Serpong
e-mail: aslina@batan go.id
(Naskah diterima: 09-11-2013, disetujui: 20-12-2013)

## ABSTRAK
KARAKTERISASI SIFAT TERMAL PADUAN AlFe(2,5%)Ni(1,5%)
DAN AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)  UNTUK    KELONGSONG  BAHAN  BAKAR  REAKTOR  RISET. Karakterisasi  sifat  termal  telah  dilakukan  terhadap  paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  dan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%).  Analisis  sifat  termal  meliputi  entalpi,  temperatur  peleburan  dan temperatur  perubahan  fasa,  kapasitas  panas  serta  besaran  konduktivitas  panas.  Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengetahui karakter sifat termal paduan AlFeNi sebagai alternatif  kelongsong  bahan  bakar  nuklir  densitas  tinggi.  Analisis  besaran  entalpi,  temperatur peleburan,  temperatur  perubahan  fasa  dan  kestabilan  panas  dilakukan  dengan  menggunakan Differential  Thermal  Analysis (DTA)  dan  untuk  menganalisis  sifat  kapasitas  panas  digunakan Differential  Scanning  Calorimetry (DSC)  serta  alat  Termalkonduktometer  digunakan  untuk mengetahui  sifat  konduktivitas  panas  kedua    paduan  tersebut.  Hasil  analisis    dengan  DTA menunjukkan  bahwa  ke  dua  paduan  tersebut  mempunyai  kestabilan  panas  hingga  temperatur 650 o C.    Paduan  AlFe(2,5%)Ni((1,5%)  mengalami  reaksi  termokimia  2  (dua)  tahap,    pada  tahap pertama  terjadi perubahan aliran panas membentuk  puncak endotermik  pada temperatur 656,26 o C dengan membutuhkan panas sekitar ΔH=56,35 cal/g.  Pada temperatur 711,64 o C terjadi reaksi tahap ke dua  yang menunjukkan  terjadinya reaksi secara langsung antara lelehan unsur Al dengan unsur Fe  dan  Ni  pada  titik  eutektiknya.  Reaksi  ini  membentuk  senyawa  Al-FeAl 3 dan  Al-NiAl 3 dengan melepaskan panas sebesar ΔH=-13,95cal/g. Paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) mengalami reaksi termokimia  sebanyak  3  tahap.  Reaksi  tahap  pertama  terbentuk  puncak  endotermik  pada temperatur  389,15 o C  dengan  entalpi  sebesar ΔH=  1,13cal/g.  Pada  temperatur  654,52 o C  terjadi juga reaksi endotermik yang menunjukkan terjadinya perubahan fasa α menjadi (α +liquid) logam Al dengan Mg yang membutuhkan panas sebesar ΔH=2,75cal/g. Reaksi tahap ketiga terjadi pada temperatur 562,41 o C  yang  ditandai  dengan terbentuknya puncak endotermik  yang menunjukkan proses  peleburan  logam  Al  dan  Mg,  sekaligus  terjadi  pembentukan  senyawa  AlMg  dengan membutuhkan  panas  reaksi  sebesar ΔH=  56,22cal/g.  Hasil  analisis  kapasitas  panas  dan konduktivitas  panas  menunjukkan  bahwa  penambahan  logam  Mg  1%  meningkatkan  kapasitas panas dan konduktivitas panas kedua paduan.  Paduan AlFe(2,5%)(Ni1,5%) mempunyai kapasitas panas  sebesar  0,60  J/g o C  pada  temperatur  35 o C  hingga  0,90  J/g o C  pada  temperatur  450 o C, sedangkan  paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg1%  mempunyai  kapasitas  panas  sebesar  0,64  J/g o C pada  temperatur  35 o C  hingga  0,142  J/g o C  pada  temperatur  450 o C.  Paduan  AlFe(2,5%)(Ni1,5%) mempunyai konduktivitas panas sebesar 235 W/m o K pada temperatur 25 o C hingga 185,5 W/m o K pada  temperatur    200 o C  dan paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg1%  mempunyai  konduktivitas  panas
sebesar  240,4  W/m o K  pada  temperatur  25 o C  hingga  192,3  W/m o K  pada  temperatur  200 o C. Namun,    kedua  paduan  tersebut  mempunyai  kapasitas  panas  maupun  konduktivitas  panas  yang menurun dengan naiknya temperatur pemanasan.
Kata kunci: Paduan AlFeNi, entalpi, kesetabilan panas, kapasitas panas, dan konduktivitas panas

## ABSTRACT
CHARACTERIZATION    OF  THERMAL  CHARACTERISTIC  OF  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  AND AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)  ALLOYS    FOR  RESEARCH  REACTOR  CLADDING . This  research deals  with  thermal  characterization  of  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  and  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)  alloys which previously produced. The thermal characterization includes enthalpy analysis, phase change temperature,  heat  capacity,  and  heat  conductivity.  The  enthalpy  analysis  and  phase  change temperature  and  heat  stability  measurement  was  done  using  Differential  Thermal  Analysis  (DTA), while the heat capacity measurement was performed by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and the  heat  conductivity  measurement  was  done  using  Thermal  conductometer.    The  analysis  using DTA  shows  that  both  alloys  has  a  thermal  stability  at  650 o C.  The  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  alloy underwent  2  steps  of  thermochemical  reaction.  The  first  thermochemical    reaction  showed  the occuramce of heat flow change forming endothermic peak at 656,26 o C and at ΔH=56,35 cal/g. The endothermic  reaction  indicates  the  melting  of  Al  contained  in    the  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  alloy. The second  thermochemical  reaction  occured  at  711,64 o C,  which  indicates  that  the  melted  Al  directly reacted with Fe and Ni at their eutectic point to form Al-FeAl 3 and Al-NiAl 3 . The occurance of reaction of  Al  with  Fe  and  Ni  was  indicated  by  exothermic  thermochemical  reaction  releasing  an  amount  of heat  with  appoximate  ΔH=  -13,95  cal/g.  The  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)  alloy,  on  the  other  hand, underwent  3  steps  thermochemical  reaction.  The  first  reaction  resulted  in  endothermic  peak  at 389,15 o C  with  enthalpy ΔH=  1,13  cal/g.  This  endothermic  reaction  indicates  that  there  is  a reaction between  Mg  and  N 2 gas contained  in the  argon  used  as media for the measurement to form  Mg 3 N 2 .  Endothermic  reaction  also  occured  at  654,52 o C,  which  indicates  the  occurance  of phase change  point from α phase to α+liquid of Al and Mg requiring  ΔH= 2,75 cal/g.  The third reaction occured at 562,41 o C, which was indicated by endothermic peak. This reaction suggests the  burning  of  Al  and  Mg  to  form  AlMg  with ΔH=  56,22  cal/g.    The  heat  capacity    and  heat conductivity analysis shows that the addition of  1%  Mg may have increased the heat capacity  and heat conductivity of  both alloys. The  heat capacity of AlFe(2,5%)(Ni1,5%) alloy  ranged  from  0,60 J/g o C  at  35 o C    to  0,90  J/g o C  at  450 o C,  while  the  heat  capacity  of    AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg1%  alloy ranged from 0,64 J/g o C at 35 o C  to 0,142 J/g o C at 450 o C.  The heat conductivity analysis showed that the  heat  conductivity  of  AlFe(2,5%)(Ni1,5%)  ranged  from  235  W/m o K  at  25 o C  to  185,5  W/m o K  at 200 o C,  while  the  heat  conductivity  of    AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg1%    ranged  from    240,4  W/m o K  at 25 o C  to  192,3  W/m o K  at 200 o C. It is also studied that heat capacity and heat conductivity of  both alloys decrease with increasing heating temperature.
Keyword : AlFeNi alloy, enthalpy, heat stability, heat capacity, and conductivity.

## PENDAHULUAN
Bahan  bakar  jenis  U 3 Si 2 -Al  maupun UMo-Al  dengan densitas lebih tinggi  dari  5,2 gU/cm 3 mempunyai  kekerasan    yang  lebih besar bila dibandingkan dengan bahan bakar
dengan  densitas  2,96  gU/cm 3 .  Hal  ini  akan menyebabkan  terjadinya    efek  d ogbone di dalam  proses  perolan  pada  saat  pabrikasi [1] . Fenomena tersebut tidak diinginkan,
sehingga perlu untuk mengembangkan kelongsong    yang  lebih  kompatibel  dengan
bahan  bakar  sekaligus  sebagai  pengganti kelongsong  AlMg2.    Paduan  aluminium seperti paduan aluminium-besi - nikel (AlFeNi)  merupakan  salah  satu  bahan alternatif  yang  dapat  digunakan  sebagai kelongsong    bahan  bakar  nuklir    densitas tinggi.  Beberapa  kajian  yang  telah  dilakukan di berbagai negara seperti Perancis menunjukkan bahwa  paduan AlFeNi memiliki sifat  kestabilan  panas,  sifat  mekanik  dan konduktivitas  panas  yang  baik [2] .  Fungsi penambahan  unsur  Fe  dan  Ni  dengan kandungan  tertentu  di  dalam  paduan  AlFeNi adalah  untuk  memberi  kekuatan  pada  bahan dan  menambah  ketahanan  pada  temperatur
tinggi tanpa menurunkan konduktivitas panas, sehingga  dipandang  baik  bila  digunakan sebagai  kelongsong  bahan  bakar  densitas tinggi [3,4] .  Kandungan  unsur  Fe  di  dalam paduan  tersebut  juga  relatif  kecil    dan  unsur Fe mengalami larut padat di dalam struktur Al, sehingga  untuk  dapat  lepas  dari  paduan AlFeNi  membutuhkan  energi  yang  besar  dan temperatur yang relatif tinggi.
Pada  penelitian  sebelumnya  telah dilakukan pembuatan  paduan AlFeNi dengan variasi  kandungan Fe dan Ni masing-masing mulai  1%  hingga  15% [5] .  Salah  satu  contoh bentuk paduan AlFeNi  yang diperoleh seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Contoh hasil peleburan paduan AlFeNi
Terhadap  paduan  AlFeNi  dengan  variasi kandungan  Fe  dan  Ni  mulai  dari  1%  hingga 15%    juga  telah    dilakukan  analisis  termal. Hasil  analisis  menunjukkan  bahwa  paduan AlFeNi  dengan  komposisi  Fe  dan  Ni  masing- masing  1%  sampai  4%  mempunyai  tem- peratur  lebur,  entalpi    peleburan  serta  entalpi pembentukan  senyawa  Al-FeAl 3 dan  Al-NiAl 3 yang  relatif   sama [5] .  Paduan  AlFeNi  dengan komposisi 6% sampai 15% mengalami  reaksi eksotermik    yang    cukup  besar  dan  mele- paskan  sejumlah  panas  yang  cukup  besar sehingga menyebabkan terjadinya penurunan kapasitas  panas.  Fenomena  ini  dalam kelongsong  bahan    bakar  tidak  diinginkan
karena dapat  mengurangi kekuatan mekanik dan  merubah  sifat  bahan  kelongsong  AlFeNi karena  dapat  menyebabkan  paduan  AlFeNi yang  fungsinya  sebagai  kelongsong  atau pembungkus  elemen  bahan  bakar    tidak kompatibel.
Hasil  analisis  termal    pada  penelitian sebelumnya  menunjukkan    bahwa  paduan AlFeNi  dengan  kandungan  Fe  dan  Ni  sekitar 1 % sampai 4%  mempunyai sifat termal yang lebih  baik  bila  dibandingkan  dengan  paduan AlFeNi  dengan  komposisi  Fe  dan  Ni  sebesar 6%  sampai  15% [5,6] .  Hasil  kajian    dari beberapa  literatur  juga  menunjukkan  bahwa
paduan  AlFeNi  dengan  kandungan  2,5%  Ni memiliki  sifat  kestabilan  panas,  sifat  mekanik dan  ketahanan  korosi  yang  baik [6,7] .    Namun, dari  literatur    belum  diketahui  karakter  termal paduan  AlFeNi  secara  menyeluruh    antara lain konduktivitas panas  sebagai persyaratan paduan untuk digunakan sebagai kelongsong bahan  bakar.  Untuk  mengetahui  apakah paduan  AlFeNi  dengan  komposisi  Fe  dan  Ni 1%  sampai  4%  dapat  digunakan  sebagai alternatif    kelongsong  bahan  bakar  reaktor riset,  maka  pada  penelitian  lanjutan  akan dipelajari pengaruh penambahan unsur Mg ke dalam paduan AlFeNi dengan kandungan 2,5 %  Fe  dan  1,5%  Ni.  Tujuan  penelitian  adalah untuk  mengetahui  karakter  sifat  termal paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) dan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  Mg  (1%)    sebagai kelongsong  bahan  bakar  nuklir  reaktor  riset dengan densitas tinggi.
Karakterisasi  termal  ini  dilakukan sebagai  data  akademik  untuk  memperkuat data  sebelumnya.  Tujuan  penambahan  Mg adalah  untuk  meningkatkan    konduktivitas panas dan kapasitas panas paduan
AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  .  Hipotesis  ini  diambil berdasarkan  bahwa  dengan    penambahan unsur Mg 1% terhadap paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)    diduga  dapat  mening- katkan  kapasitas  panas    dan  konduktivitas panas  paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%),  karena besaran    kapasitas  panas  dan  konduktivitas panas  salah  satu  persyaratan  bila  paduan tersebut  dibuat  menjadi  kelongsong  bahan bakar.  Logam  Mg    mengalami  larut  padat dengan  Al  menjadi  AlMg-  Al  dan  mengalami tranformasi panas yang relatif besar sehingga berdampak kepada kenaikan kapasitas panas maupun  konduktivitas panas paduan AlFeNi. Dalam  usaha  untuk  membuktikan  hipotesis tersebut  maka  dilakukan  analisis  sifat  termal terhadap paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%). Analisis  termal  yang  dianalisis  meliputi temperatur lebur, perubahan entalpi, kestabilan  panas,  konduktivitas  panas  dan kapasitas  panas  terhadap  ingot  paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  dengan    penambahan
logam  Mg  1%  dengan  variasi  waktu pemanasan 1,5 jam, 3 jam dan 4,5 jam pada temperatur 500 o C.

## TATA KERJA

## Bahan dan peralatan
Penelitian    ini    menggunakan  bahan ingot  paduan  AlFeNi  dengan  komposisi  Fe 2,5% dan Ni 1,5% atau AlFe2,5%Ni1,5% dan AlFe2,5%Ni1,5% Mg 1%. Alat yang digunakan  untuk  mengetahui  temperatur lebur,  entalpi,  kestabilan  terhadap  panas, perubahan fasa, dan temperatur reaksi termik adalah  seperangkat  peralatan Differential Thermal  Analysis (DTA)  yang  dilengkapi dengan  timbangan  analitik  , Differential Scanning  Calorimetry (DSC)  yang  digunakan untuk  menganalisis  sifat  kapasitas  panas. Termalkonduktometer    adalah  alat  yang digunakan
untuk mengetahui sifat konduktivitas panas dari paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) dan
AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%).

## Cara kerja
Paduan  ingot    AlFeNi  dengan kandungan Fe 2,5% dan Ni 1,5 %  ditimbang seberat  100  mg  dan  di  masukkan  ke  dalam krusibel  alumina,    kemudian  diletakkan  di dalam chamber  DTA  rod untuk    divakum sampai tekanan 10 -2 bar. Setelah  kevakuman tercapai,    kemudian  dialiri  dengan  gas  argon UHP  dengan  tekanan  2,5  bar.    Selanjutnya DTA  rod  dipanaskan  dari  temperatur  30 o C sampai  1000 o C  dengan  kecepatan  pema- nasan  10 o C/menit.  Hasil  analisis  berupa termogram  TG-DTA  kemudian    dievaluasi untuk  mengetahui  temperatur  lebur,  entalpi, kesetabilan  panas,  perubahan  fasa,  dan temperatur  reaksi  termik.    Hal  yang  sama dengan  kondisi  pengoperasian    yang  sama dilakukan juga terhadap paduan ingot  AlFeNi dengan  kandungan  Fe  2,5%  dan  Ni  1,5  % yang ditambah logam Mg 1%. Sementara itu, untuk  analisis  konduktivitas  panas  dilakukan dengan    menggunakan    Termalkondukto-
meter dan analisis kapasitas panas menggunakan Differential  Scanning  Calori- metry pada  temperatur    30 o C  sampai  500 o C dengan  kecepatan  pemanasan  5 o C/menit pada variasi waktu pemanasan 1,5 jam 3 jam dan 4,5 jam.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisis  entalpi,  tempertur  lebur  dan kestabilan panas
Analisis    termal  meliputi    temperatur lebur, entalpi, kestabilan panas telah
dilakukan terhadap paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) dan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) menggunakan
alat Differential Thermal Analysis (DTA). Hasil analisis  menunjukkan  bahwa  besaran  entalpi dan temperatur lebur  ditandai dengan adanya perubahan  aliran  panas (heat  flow) pada termogram DTA paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) dan
AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)  seperti    yang ditunjukkan    pada  Gambar  2  dan  3. Perubahan  aliran  panas (heat  flow) pada Gambar  2  menunjukkan  bahwa  paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) mengalami reaksi termokimia    2  (dua)  tahap.  Pada  tahap pertama    terjadi  perubahan  aliran  panas membentuk    puncak  endotermik    pada temperatur  656,26 o C  yang  membutuhkan panas  sekitar  ΔH=56,35  cal/g.  Reaksi endotermik  tersebut  menunjukkan  terjadinya peleburan unsur Al yang terkandung di dalam paduan  AlFeNi.  Pada  temperatur  711,64 o C terjadi  reaksi  tahap    ke  dua    yang  menun- jukkan reaksi secara langsung antara  lelehan unsur  Al  dengan  unsur  Fe  dan  Ni  pada  titik eutektiknya    membentuk  senyawa  Al-FeAl 3 dan Al-NiAl 3 [1,3] . Reaksi termokimia eksotermik antara  lelehan  Al  dengan  Fe  dan  Ni melepaskan    sejumlah  panas    sekitar  ΔH=- 13,95cal/g.
Gambar 2. Termogram DTA Paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%).
Hasil
analisis
termal
paduan
AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)  ditunjukkan  pada Gambar  3.  Gambar  3  memperlihatkan
bahwa  pemanasan    hingga  temperatur 1000 o C,  terjadi  perubahan  aliran  panas membentuk puncak endotermik pada
temperatur  sekitar  200 o C  dan  285 o C.
Fenomena  ini  tidak  menunjukkan  terjadinya reaksi termokimia terhadap paduan AlFe(2,5%Ni(1,5%Mg(1%),  namun  fenome- na  tersebut  menunjukkan  bahwa  DTA rod yang digunakan mulai stabil pada temperatur 300 o C.  Dari Gambar 3 tersebut, dapat diketahui bahwa paduan AlFe(2,5%Ni(1,5%Mg(1%) mengalami reaksi termokimia  sebanyak  3  tahap.  Reaksi termokimia tahap pertama  terbentuk puncak endotermik  pada  temperatur    389,15 o C dengan  entalpi  sebesar ΔH=  1,13  cal/g. Reaksi  endotermik  ini  menunjukkan  adanya reaksi  Mg  dengan    gas  N 2 membentuk senyawa  Mg 3 N 2 ,  dimana  gas  N 2 tersebut merupakan  kandungan  yang  terdapat  di dalam  gas  argon  UHP  sebagai  media pengukuran.  Pada  temperatur  562,41 o C terjadi juga reaksi endotermik yang menunjukkan terjadinya titik perubahan fasa α  menjadi  (α  +liquid)  logam  Al  dengan  Mg yang  membutuhkan  panas  sebesar ΔH= 2,75  cal/g.  Hal  ini  didukung  oleh  data
diagram  fasa  AlMg  yang  terdapat  pada pustaka [6] ,  sedangkan  reaksi  tahap  ke  tiga terjadi  pada  temperatur  654,52 o C  yang ditandai dengan terbentuknya puncak endotermik  yang  menunjukkan    terjadi proses peleburan logam Al dan Mg sekaligus pembentukan
senyawa AlMg
yang membutuhkan  panas  reaksi  sebesar ΔH= 56,22  cal/g.  Fenomena  reaksi  termokimia pada  Gambar    3    menginformasikan  bahwa setelah  terjadi  pembentukan  senyawa  AlMg pada temperatur 654,52 o C,    tidak  terjadi  lagi reaksi eksotermik  unsur Al dengan unsur Fe maupun  dengan  unsur  Ni    dalam  pem- bentukan    senyawa  baru  Al-FeAl 3 atau Al-NiAl 3 seperti yang terjadi pada Gambar 2. Fenomena    ini  menunjukkan  bahwa    pada termogram  DTA  Gambar  3,  unsur  Al bereaksi  sangat  kuat  dengan  unsur  Mg membentuk  senyawa  AlMg  dan  tidak bereaksi  dengan  unsur  Fe  dan  Ni  seperti yang terjadi pada fenomena reaksi termokimia Gambar 2.
Gambar-3. Termogram DTA  Paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) Mg(1%).
Fenomena  ini  terjadi  karena  unsur  Al  lebih mudah  bereaksi  dengan  Mg  dibandingkan dengan  unsur  Fe  atau  Ni  karena  unsur  Al dan  Mg  berada  dalam  satu  periode  yaitu periode  III  pada  sistem  periodik  sedangkan unsur  Fe  dan  Ni  berada  pada  periode  IV sehingga  unsur  Al  dengan  Mg  mudah membentuk ikatan logam .[7] .
Analisa  kapasitas panas (Cp=J/g o C)
Analisis  kapasitas  panas  (Cp=J/g o C) dilakukan terhadap paduan
AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  dan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%) Mg(1%)    tanpa  perlakuan  pemanasan  dan dengan  perlakuan  pemanasan.  Pemanasan dilakukan    pada  temperatur  500 o C    dengan variasi waktu pemanasan 1,5 jam; 3 jam dan 4,5  jam    menggunakan    alat  DSC.  Hasil analisis kapasitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)    tanpa  perlakuan  pema- nasan dan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) dengan perlakuan  pemanasan    pada  temperatur 500 o C  dituangkan  pada Gambar 4a  s/d 4d.
Gambar 4a. Kapasitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) tanpa pemanasan
Gambar 4b. Kapasitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) dengan pemanasan pada temperatur 500 0 C, selama 1,5 jam
Gambar 4c. Kapasitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) dengan pemanasan
pada temperatur 500 0 C, selama 3 jam
Gambar 4d. Kapasitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)dengan pemanasan pada temperatur 500 0 C, selama 4,5 jam
Gambar    4a  s/d  4d  menunjukkan  paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  mempunyai  kapasitas panas  bertambah  besar  dengan  naiknya temperatur    yaitu    sebesar  0,60  J/g o C  pada temperatur  35 o C    hingga    0,90  J/g o C  pada temperatur  450 o C.  Hal  ini  disebabkan  karena meningkatnya  temperatur    akan  menye- babkan  meningkatnya  energi  dalam (laten heat) dari  paduan  tersebut.  Pada  temperatur 0 o C  (tanpa  pemanasan),  atom-atom  mempu- nyai  energi  terendah  sehingga  atom-atom
tersebut  tidak  bergerak,  sedangkan  bila temperatur  naik,  maka  energi  dalam    yang terdapat pada paduan tersebut akan meningkat  sehingga  atom-atom  bergetar dengan jarak antar atom semakin besar juga. Namun,    adanya  perlakuan  panas  hingga temperatur  500 o C    dengan  variasi  waktu pemanasan 1,5 jam ; 3 jam dan 4,5 jam  tidak memberikan  perbedaan  besaran  kapasitas panas  yang  signifikan.  Hal  ini  di  buktikan dengan  melakukan  uji  beda  (uji  F)  antara
paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%) tanpa perlakuan dengan paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  dengan perlakuan  pemanasan  pada  temperatur 500 o C. Hasil uji F  kapasitas  panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) tanpa perlakuan dibanding  dengan  kapasitas  panas  paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) dengan
perlakuan pemanasan pada
temperatur
500 o C diperoleh  sebesar  0,7465.  Hasil  uji  F kapasitas  panas  dari  pengukuran  tersebut dibandingkan    dengan  uji  F  dari  Tabel ANOVA [8,9] pada    derajat    kepercayaan  α  = 0,05  diperoleh  sebesar  3,49,  sehingga diperoleh  nilai  uji  F  pengukuran  <  F  Tabel. Dapat dinyatakan bahwa paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  tanpa  perlakuan  dan paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  dengan  perla- kuan  pemanasan  pada  temperatur  500 o C tidak  mempunyai  perbedaan  kapasitas panas yang signifikan.
Analisis kapasitas panas juga dilakukan
terhadap paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg  (1%).    Hasil  analisis menunjukkan  bahwa  penambahan  unsur  Mg sangat  meningkatkan  besaran  kapasitas panas  paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg  (1%) seperti yang terlihat pada  Gambar 5a s/d 5d. Paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%) mempunyai kapasitas  panas  sebesar  0,60  J/g o C  pada temperatur  35 o C    hingga  0,90  J/g o C  pada temperatur  450 o C,  sedangkan    paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg (1%) mempunyai kapa-sitas  panas  sebesar  0,64  J/g o C  pada temperatur  35 o C  hingga  0,142  J/g o C  pada temperatur  450 o C.    Penambahan  kandungan Mg  di  dalam  paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%) menyebabkan    kapasitas  panas  paduan tersebut semakin besar.
Gambar 5a. Kapasitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) tanpa pemanasan
Hal  ini  disebabkan  karena  terjadi    ikatan logam  yang  kuat  antara  Al  dengan  Mg membentuk  AlMg.  Dimana  paduan  tersebut mempunyai  jarak  antar  atom  yang  relatif sama sehingga terjadi  ikatan logam antara Al
dengan  Mg  yang  membentuk  senyawa semakin  kuat  dan  tidak  mudah  terderformasi yang  menyebabkan  paduan  AlMg   menyerap panas yang lebih besar.
Gambar 5b. Kapasitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) dengan pemanasan pada temperatur 500 0 C, selama 1,5 jam
Gambar 5c. Kapasitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) dengan pemanasan pada temperatur 500 0 C, selama 3 jam
Gambar 5d. Kapasitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) dengan pemanasan pada temperatur 500 0 C, selama 4,5 jam
Gambar  5a  s/d  5d    menunjukkan    bahwa adanya  perlakuan  panas  hingga  temperatur 500 o C  dengan variasi waktu pemanasan 1,5 jam  ;  3  jam  dan  4,5  jam    tidak  memberikan perbedaan  besaran  kapasitas  panas  yang signifikan.  Hal  ini  di  buktikan  dengan melakukan  uji  beda  (uji  F)  antara  kapasitas panas  paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) tanpa  perlakuan  dengan  kapasitas  panas paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)    dengan perlakuan  pemanasan  pada  temperatur 500 o C.  Hasil uji F  kapasitas  panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)    tanpa  perlakuan dibanding  dengan  kapasitas  panas  paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)      dengan  perla- kuan  pemanasan  pada  temperatur  500 o C sebesar  0,4575. Hasil uji F kapasitas panas
dari  pengukuran  tersebut  dibanding-kan dengan  uji  F  dari  Tabel  ANOVA [7,8] pada derajat  kepercayaan α = 0,05 sebesar 2,53, sehingga  diperoleh  nilai  uji  F  pengukuran  < F Tabel , sehingga  dapat dinyatakan bahwa paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)  tanpa perlakuan dan paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) perlakuan
pemanasan  pada  temperatur  500 o C  tidak mempunyai  perbedaan  kapasitas  panas yang signifikan.
Analisa konduktivitas panas (k= W/m o K)
Telah dilakukan analisis konduktivitas panas terhadap  paduan AlFe(2,5%)Ni((1,5%) dan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)  seperti  yang terlihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Konduktivitas panas  paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  dan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)
Gambar    6    menunjukkan  bahwa  penam- bahan    logam  Mg  1%    dapat  meningkatkan besaran konduktivitas panas paduan AlFe(2,5%)Ni((1,5%).  Hal  ini  disebabkan karena di dalam paduan
AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) telah terjadi ikatan  logam  antara  unsur  Al  dengan  Mg membentuk AlMg. Ikatan logam AlMg    yang terjadi    lebih  kuat  dan  stabil    dibandingkan dengan  ikatan  AlFeNi,  sehingga  paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) mempunyai susunan atom –atom yang  lebih baik dengan jarak antar atom di dalam paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) lebih kecil.
Fenomena  ini  menyebabkan  pengurangan hambatan  aliran  panas (heat  flow) di  dalam paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)    karena mempunyai  jarak antar atom lebih kecil.
Gambar  6  juga  menunjukkan  bahwa
paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)
maupun
AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) mempunyai
besaran  konduktivitas  panas  yang  menurun dengan naiknya temperatur. Paduan AlFe(2,5%)Ni((1,5%),  pada  temperatur  25 o C mempunyai  konduktivitas    panas  sekitar 235 W/m o K dan mengalami penurunan menjadi  201,2  W/m o K  pada  temperatur
100 o C.    Meningkatnya  temperatur    pemana- san  hingga temperatur 130 o C  menyebabkan penurunan  besaran  konduktivitas  panas  dari 197,7  W/m o K  menjadi    191,9  W/m o K    pada temperatur  160 o C,    sampai  akhir  pemanasan
pada temperatur 200 o C
paduan AlFe(2,5%)Ni((1,5%)    mempunyai  kondukti- vitas  panas  sebesar  185,5  W/m o K.  Paduan AlFe(2,5%)Ni((1,5%)Mg(1%) mempunyai konduktivitas  panas  sebesar    240,4  W/m o K pada  temperatur  25 o C  dan  mengalami penurunan  menjadi  211,5  W/m o K  pada temperatur  100 o C.  Pemanasan  lebih  lanjut pada  temperatur  130 o C  terjadi  penurunan konduktivitas  panas  mulai  dari  204,8  W/m o K menjadi    195,6  W/m o K  pada  temperatur 160 o C.    Paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) mempunyai  besaran  konduktivitas  panas sebesar 192,3  W/m o K hingga akhir
pemanasan pada
temperatur
200 o C. Penurunan  besaran  konduktivitas  panas paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)
dan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) tersebut disebab- kan oleh  meningkatnya laju pemanasan yang mengakibatkan  energi  vibrasi  atom-atom menjadi meningkat sehingga jarak  antar atom (latice parameter ) menjadi besar [10] . Bertambah  besarnya  jarak  antar  atom menyebabkan  adanya  kekosongan  atom sehingga aliran panas di dalam paduan akan terhambat    dengan  kata  lain  terjadi    penu- runan konduktivitas panas.

## SIMPULAN
Paduan  AlFe(2,5%)Ni((1,5%)    dan AlFe(2,5%)Ni((1,5%)Mg(1%)  stabil  terhadap panas    hingga  temperatur  650 o C.  Diatas temperatur
tersebut
paduan
AlFe(2,5%)Ni(1,5%)    telah  mengalami  reaksi termokimia  endotermik  pada  temperatur 656,26 o C  dengan  ΔH=2,75  cal/g,  sedangkan paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%)   menga- lami  reaksi  termokimia  endotermik  pada temperatur  562,41 o C  dengan ΔH=56,22 cal/g.  Penambahan  logam  Mg  1%    ke  dalam paduan  AlFe(2,5%)(Ni1,5%)  tidak  mengubah
temperatur  perubahan  fasa α  menjadi ( α  +liquid)    Al  +  Mg,  juga  tidak  mengubah temperatur  peleburan  Al  dan  Mg.  Namun, penambahan  logam Mg mengubah besaran kapasitas  panas  dan  konduktivitas  panas dari paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%). Hasil analisis  kapasitas  panas  dan  konduktivitas panas  menunjukkan      bahwa  penambahan logam  Mg  1%  sangat  meningkatkan  kapa- sitas  panas  maupun  konduktivitas  panas dari  paduan  AlFe(2,5%)Ni(1,5%).  Paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  mempunyai  kapasitas panas  sebesar  0,60  J/g o C  pada  temperatur 35 o C    hingga  0,90  J/g o C  pada  temperatur 450 o C, sedangkan paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) mempunyai kapasitas  panas  sebesar  0,64  J/g o C  pada temperatur  35 o C    hingga  0,142  J/g o C  pada temperatur  450 o C.  Sementara  itu,  paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)  mempunyai    kondukti- vitas  panas  sebesar  235  W/m o K  pada temperatur  25 o C  hingga  185,5  W/m o K  pada temperatur 200 o C dan paduan AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg (1%) mempunyai kon- duktivitas panas sebesar 240,4 W/m o K pada temperatur  25 o C  hingga  192,3  W/m o K  pada temperatur  200 o C.  Namun  kedua  paduan tersebut mempunyai kapasitas panas maupun  konduktivitas  panas  yang  menurun dengan naiknya temperatur pemanasan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Olivares.L,et.al,  (2007),  ”Nuclear  Fuel Development  Based  on  UMo  Alloys under  Irradiation  Evaluation  of  LEU U 3 Si 2 –  4,8gU/cm 3 Test  Fuel”,  The RERTR-2007  International  Meeting  on RERTR,  Prague,  Chech  Republic, September 23-27.
[2].  Aslina  Br.Ginting,  M.Husna  AlHasa, (2009),  ”Reaksi  Termokimia  Paduan AlFeNi Dengan Bahan Bakar U 3 Si 2 - Al” , Jurnal  Teknologi  Bahan  Nuklir,  Vol.  5 No.1,  Pusat  Teknologi  Bahan  Bakar Nuklir  (PTBN)-BATAN.  ISSN  1907-
(Sigit, Noor  Yudhi, Rahma Yanda)
2635.Terakreditasi.No.Akreditasi
82/Akred-LIPI/P2MBI/ 5 /2007.
[3]. Ballagny.A, (2007), ” Main Technical of the  Jules  Horowitz    Reactor  Project  to Achieve  High  Flux  Performances  and High Safety Level /http/www.anl.go v”.
[4]. Ballagny.A,  (2007),  ”  Situation  of Technological  Irradiation  Reactor  A Progress Report on  the Jules Horowitz Reactor Project to  /http/www.anl.gov”.
[5]. Aslina Ginting, (2008), “ Analisis Sifat Termal Paduan AlFeNi Sebagai Kelongsong  Bahan  Bakar  Reaktor Riset”,  Jurnal  Teknologi  Bahan  Nuklir, PTBN-BATAN, No ISSN 1907-2635.
[6]. L.E.  Mondolfo,  ( 1976),  “Aluminium Alloy Structure and Properties”, Butter
Worths,  London-Boston,  page  532  and 945.
[7]. Jhon  E.Hatch,(1984)  ,  Aluminium Properties  and  Physical  Metallurgy, American  Society  For  Metals,  Matals Park, Ohio, page 154.
[8]. ASTM,  (2002)  “Standard  Test    Method for  Determining  Specific  Heat  Capacity By DSC”, No E-968-99 Volume 14.02 .
[9]. Robert  L,  Anderson  ,  (1987),  ”Practical Statistics  for  Analytical  Chemists”  Van Nostrand  Reinhold Company, New York.
[10]. William  F.Smith,  (1976),  “Principle  of Materials  Science  And  Engineering”,
Second  Edition,  McGraw-Hill  Publishing Company, New York, page 134 and 243.