Analisis Pengaruh Grain Size terhadap Kekuatan Mekanik Material Tembaga (Cu) melalui Simulasi Dinamika Molekuler

Abstract

Perkembangan material nanokristalin mendorong banyak penelitian mengenai pengaruh struktur mikro terhadap sifat mekanik material, khususnya pada logam tembaga (Cu). Pada material dengan ukuran butir skala nanometer, jumlah grain boundary menjadi semakin besar sehingga dapat mempengaruhi mekanisme deformasi material. Perubahan mekanisme deformasi tersebut menyebabkan sifat mekanik material, seperti modulus Young dan Ultimate Tensile Strength (UTS), dapat mengalami peningkatan maupun penurunan tergantung ukuran butir yang digunakan. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk menganalisis pengaruh variasi ukuran butir terhadap sifat mekanik material tembaga (Cu) menggunakan metode Molecular Dynamics (MD). Simulasi dilakukan menggunakan variasi ukuran butir berupa kondisi single crystal, 5 nm, 8 nm, 10 nm, 12 nm, dan 15 nm. Proses simulasi tarik menghasilkan kurva tegangan–regangan yang digunakan untuk menentukan nilai modulus Young dan UTS pada setiap variasi ukuran butir. Selain itu, visualisasi struktur grain dilakukan menggunakan perangkat lunak OVITO untuk mengamati perubahan struktur mikro dan distribusi grain boundary dalam material.