PENGARUH TEKANAN PENGOMPAKAN, KOMPOSISI Er2O3 DAN PENYINTERAN PADA TEMPERATUR RENDAH TERHADAP KUALITAS PELET UO2 + Er2O3 - Abdul Latief; Tata Terbit Saputra; Djoko Kisworo; Slamet Pribadi; Arief Sasongko Adhi (PTBN - BATAN, 2005)
ABSTRAK PENGARUH TEKANAN PENGOMPAKAN, KOMPOSISI Er2O3 DAN PENYINTERAN PADA TEMPERATUR RENDAH TERHADAP KUALITAS PELET UO2 + Er2O3. Telah dilakukan percobaan pengaruh tekanan pengompakan, komposisi Er2O3 dan sintering pada temperatur rendah terhadap densitas, mikrostruktur, kekerasan dan rasio O/U dari pelet UO2 + Er2O3 dengan tujuan untuk mengetahui tekanan pengompakan, komposisi Er2O3 dan temperatur sinter yang relatif baik agar dapat memberikan kualitas pelet yang memenuhi persyaratan. Sejumlah serbuk UO2 <150 ìm dicampur dengan Er2O3 yang divariasi dari 0 – 1% dan seng stearat 0,4% kemudian dikompakkan dengan tekanan antara 2,93 – 5,23 ton/cm2. Pelet yang terbentuk disinter pada temperatur 1000, 1100 dan 1200 °C, dengan laju pemanasan 250 °C/jam, waktu penahanan 3 jam dalam lingkungan gas argon. Pelet hasil sinter ditentukan densitasnya, diamati mikrostrukturnya dengan mikroskop optik dan diuji kekerasannya dengan alat uji kekerasan Vickers serta dihitung rasio O/U-nya dengan metode gravimetri. Hasil percobaan menunjukkan bahwa tekanan pengompakan antara 2,93 – 4,68 ton/cm2 terhadap pelet UO2 + Er2O3 dengan komposisi Er2O3 0 – 1,0% dapat meningkatkan densitas pelet mentah dari kisaran 45,45 – 51,68% DT (Densitas Teoritis), sedangkan naiknya temperatur sinter antara 1000 – 1200 °C dapat meningkatkan densitas pelet sinter sampai 95,66% DT. Densitas pelet sinter yang memenuhi spesifikasi (92 – 95% DT) diperoleh pada temperatur sinter 1200 °C, tekanan pengompakan 4,10 – 4,68 ton/cm2 untuk komposisi Er2O3 antara 0 – 1,0%. Pada temperatur sinter 1000 °C dan 1100 °C hanya diperoleh densitas pelet sinter dibawah 92% DT. Pengamatan mikrostruktur dilakukan terhadap sampel UO2 + Er2O3 dengan komposisi Er2O3 0 – 1,0% yang dikompakkan pada tekanan 4,68 ton/cm2 dan temperatur sinter 1200 °C mempunyai butir bentuk ekuiaksial (equiaxial). Perubahan komposisi Er2O3 memberikan perbedaan ukuran butir dan kekerasan. Semakin besar komposisi Er2O3 maka butir pelet sinter akan semakin besar yaitu sebesar 8 ìm dan kekerasan akan semakin turun. Kenaikan komposisi Er2O3 pada penyinteran temperatur 1200 °C menyebabkan kenaikan rasio O/U sampai 2,12. KATA KUNCI: Racun dapat bakar, Komposisi Er2O3, Pelet UO2 + Er2O3, Pengompakan, Sintering temperatur rendah, Densitas, Mikrostruktur, Kekerasan, Rasio O/U ABSTRACT INFLUENCE OF COMPACTING PRESSURE, Er2O3 COMPOSITION AND LOW-TEMPERATURE SINTERING ON UO2 + Er2O3 PELLET QUALITY. The influence of compacting pressure, Er2O3 composition and low-temperature sintering on the density, microstructure, hardness and O/U ratio of UO2 + Er2O3 pellets was investigated to determine the optimum condition of compacting pressure, Er2O3 composition and sintering temperature to obtain good quality pellets. UO2 powder of <150ìm in size was mixed with Er2O3 of 1 - 1.0% and zinc stearat of 0.4% and then compacted at pressures of 2.9 – 5.23 ton/cm2. The green pellets were sintered at temperatures of 1000, 1100 and 1200 °C with a heating rate of 250 °C/hour and soaking time of 3 hours in argon atmosphere. The density of the pellets was determined, also the microstructure using optical microscope, hardness using Vickers hardness tester and O/U ratio using gravimetric method. The results showed that compacting pressure of 2.93 – 4.68 ton/cm2 on UO2 + Er2O3 pellets with Er2O3 composition of 0 – 1.0% could enhance green pellet density in the order of 45.45 – 51.68% TD (Theoretical Density), while increasing sintering temperature between 1000 – 1200 °C enhanced sintered pellet density to 95.66% TD. Sintered pellet density of 92 – 95% TD which conform to the specification was obtained at sintering temperature of 1200 °C, compacting pressure of 4.10 – 4.68 ton/cm2, and Er2O3 composition of 0 – 1.0%. At temperature of 1000 and 1100 °C the density of the pellets obtained was <92% TD. The microstructure observation which was done on UO2 + Er2O3 samples with Er2O3 composition of 0 – 1.0%, compacting pressure of 4.68 ton/cm2 and sintering temperature of 1200 °C showed the presence of equiaxial grains. Changes in Er2O3 composition resulted in different grain sizes and hardness. Higher Er2O3 composition increased the size of sintered pellet grain to 8 ìm and decreased its hardness. Increasing Er2O3 composition at sintering temperature of 1200 °C enhanced the O/U ratio up to 2.12.FREE TERMS: Burnable poison, Er2O3 composition, UO2 + Er2O3 pellet, Compacting pressure, Low-temperature sintering, Density, Microstructure, Hardness, O/U ratio<!– /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; –>