Analisis Pengaruh Komposisi Cerium Dan Temperatur Annealing Terhadap Performa Elektrokimia Anoda Korban Al-Ce

Marcela, Shelly (2024) Analisis Pengaruh Komposisi Cerium Dan Temperatur Annealing Terhadap Performa Elektrokimia Anoda Korban Al-Ce. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6011231010-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Korosi merupakan peristiwa penurunan kualitas suatu bahan akibat reaksi dengan lingkungannya. Metode SACP sebagai metode pencegahan dapat diaplikasikan pada lingkungan air laut menggunakan anoda korban yang berbahan dasar aluminium. Namun, aluminium murni tidak dapat digunakan langsung sebagai anoda korban karena mampu membentuk lapisan pasif berupa Al2O3. Unsur logam tanah jarang yang dapat merusak lapisan tersebut adalah Cerium. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh komposisi sebesar 0,5-1,5 wt% dan temperatur dalam proses annealing terhadap struktur mikro dan performa elektrokimia anoda korban. Penelitian ini menggunakan pengujian komposisi berupa OES dan XRF yang menghasilkan logam Al, paduan Al-0,4Ce, Al-0,6Ce, dan Al-1,07Ce. Kemudian, dilakukan pengujian XRD untuk mengetahui fasa yang terbentuk pada tiap sampel. Untuk sampel Al-0Ce hanya terbentuk fasa α-Al dan sampel Al-Ce memiliki fasa α-Al dan α-Al11Ce3 yang diperoleh dari hasil reaksi eutektik. Penambahan unsur cerium menyebabkan penghalusan ukuran grain dari fasa α-Al yang ditunjukkan melalui pengujian metalografi. Hal ini menunjukkan peran cerium di dalam Al sebagai grain refinement. Namun, saat sampel Al-Ce diterapkan annealing dengan variasi temperatur menunjukkan cerium pada presipitat grain boundary berkurang dan larut ke dalam matriks Al. Selain itu, penambahan cerium yang berlebihan menyebabkan terbentuknya agregat yang terdiri dari Al11Ce3 secara lamellar dengan fasa Al di dalam matriks Al yang diperoleh dari pengujian SEM-EDX. Serta, laju korosi yang diperoleh menunjukkan bahwa penambahan unsur cerium dapat meningkatkan laju korosi dari Al dan penerapan annealing menyebabkan laju korosi menurun. Hal ini sesuai dengan hasil pengujian EIS yang menunjukan bahwa nilai resistensi polarisasi yang berbanding terbalik dengan laju korosi. Terakhir, pengujian efisiensi anoda korban menggunakan standar DnV RP B401 menunjukkan bahwa titik optimum berada pada sampel Al-0,6Ce sebesar 2539,508 Ah/kg dan temperatur annealing yang mampu meningkatkan kapasitas anoda sebesar 500°C pada semua sampel. Kapasitas elektrokimia tertinggi diperoleh pada sampel Al-0,6Ce pada temperatur 500°C sebesar 2668,1591 Ah/kg.
==================================================================================================================================
Corrosion is the process of degradation in the quality of a material due to its reaction with the environment. The SACP (Sacrificial Anode Cathodic Protection) method as a prevention technique can be applied in seawater environments using sacrificial anodes made of aluminum. However, pure aluminum cannot be directly used as a sacrificial anode because it can form a passive layer of Al2O3. A rare earth metal element that can disrupt this layer is Cerium. Therefore, this study aims to analyze the effect of a composition of 0,5-1,5 wt% and temperature in the annealing process on the microstructure and electrochemical performance of sacrificial anodes. This research uses compositional testing in the form of OES and XRF, producing metals such as Al, Al-0,4Ce alloy, Al-0,6Ce alloy, and Al-1,07Ce alloy. Subsequently, XRD testing is conducted to identify the phases formed in each sample. For the Al-0Ce sample, only the α-Al phase forms, while the Al-Ce samples exhibit the α-Al and α-Al11Ce3 phases obtained from the eutectic reaction. The addition of cerium element causes grain size refinement of the α-Al phase, demonstrated through metallographic testing. This indicates the role of cerium in Al as a grain refiner. However, when Al-Ce samples undergo annealing at varying temperatures, cerium at the grain boundary precipitates reduces and dissolves into the Al matrix. Additionally, excessive cerium addition leads to the formation of aggregates consisting of Al11Ce3 lamellar with Al phase in the Al matrix, as observed in SEM-EDX testing. The corrosion rate results indicate that adding cerium can increase the corrosion rate of Al, and applying annealing decreases the corrosion rate. This is consistent with the EIS testing results, showing that the polarization resistance value is inversely proportional to the corrosion rate. Lastly, sacrificial anode efficiency testing using the DnV RP B401 standard shows that the optimal point is in the Al-0,6Ce sample with 2539,508 Ah/kg and annealing temperature that can enhance anode capacity at 500°C for all samples. The highest electrochemical capacity is obtained in the Al-0,6Ce sample at 500°C, reaching 2668,1591 Ah/kg.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	aluminium-cerium alloy, annealing, electrochemical capacity, microstructure, annealing, kapasitas elektrokimia, paduan aluminium-cerium, struktur mikro
Subjects:	T Technology > TS Manufactures > TS170 New products. Product Development T Technology > TS Manufactures > TS205 Metals--Heat treatment. T Technology > TS Manufactures > TS253 Die-Casting
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 27101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Shelly Marcela
Date Deposited:	30 Jul 2024 02:20
Last Modified:	30 Jul 2024 02:20
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/109389

Actions (login required)

View Item