PROSIDING PERTEMUAN DAN PRESENTASI ILMIAH PENELITIAN DASAR ILMU PENGETAHUAN DAN TEKNOLOGI NUKLIR Pusat Sains dan Teknologi Akselerator Yogyakarta, 28 November 2017 Wiwien Andriyanti, dkk ISSN 0216-3128 155 DEPOSISI LAPISAN TIPIS TITANIUM NITRIDA PADA STAINLESS STEEL 316 MENGGUNAKAN METODE DC SPUTTERING Wiwien Andriyanti 1 , Henky Sutrisno Prama 2 dan Dwi Priyantoro 2 1 Pusat Sains dan Teknologi Akselerator-BATAN, Jl. Babarsari kotak pos 6101 ykbb Yogyakarta 55281 2 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN, Jl. Babarsari kotak pos 6101 ykbb Yogyakarta 55281 wiwien@batan.go.id ABSTRAK DEPOSISI LAPISAN TIPIS TITANIUM NITRIDA PADA STAINLESS STEEL 316 MENGGUNAKAN METODE DC SPUTTERING. Deposisi lapisan titanium nitrida dilakukan untuk meningkatkan umur pakai dari stainless steel 316 yang sering digunakan dalam lingkungan korosif serta memiliki temperatur tinggi. Penelitian ini difokuskan terhadap pengaruh lapisan TiN terhadap sifat kekerasan dan ketahanan korosi. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah DC sputtering dengan parameter waktu dan perbandingan gas yang dialirkan serta menggunakan tekanan pada orde 10 -2 mbar. Waktu yang digunakan adalah 30, 60, 90, 120 dan 150 menit dengan perbandingan gas 50Ar:50N, 60Ar:40N, 70Ar:30N, 80Ar:20N dan 90Ar:10N. Waktu optimum untuk proses deposisi adalah 90 menit dengan perbandingan gas 70Ar:30N. Laju aliran gas argon sebesar 55,8 ml/min dan laju gas nitrogen 164 ml/min. Nilai kekerasan maksimum yang diperoleh sebesar 145 VHN dengan faktor koreksi sebesar 0,995. Nilai laju korosi terkecil adalah sebesar 0,12 mpy dimana terjadi peningkatan 700 % dari raw material. Lapisan tipis TiN terbentuk pada substrat dengan intensitas rendah yaitu pada bidang 111, 200 dan 202. Kata kunci : stainless steel, DC Sputtering, Titanium Nitrida ABSTRACT TITANIUM NITRIDE THIN FILM DEPOSITION ON STAINLESS STEEL 316 USING DC SPUTTERING METHODE. The titanium nitride coating deposition was carried out in an attempt to increase the wear life of 316 stainless steel substrates frequently used in corrosive environments as well as having high temperatures. This research focused on the effect of TiN layer on hardness and corrosion resistant. The method used in this research was DC sputtering with parameters of time and comparison of gas that flowed and using pressure at the order of 10- 2. The time used was 30, 60, 90, 120 and 150 minutes with a gas ratio of 50Ar: 50N, 60Ar: 40N, 70Ar: 30N, 80Ar: 20N and 90Ar: 10N. The optimum time for the deposition process was 90 minutes with a gas ratio of 70Ar: 30N. Argon gas flow rate of 55.8 ml / min and nitrogen gas rate of 164 ml / min. The maximum hardness value obtained is 145 VHN with a correction factor of 0.995. The smallest corrosion rate value is 0.12 mpy where there was an increase of 700 % from raw material. A thin layer of TiN was formed on a substrate of low intensity with planes 111, 200, 102 and 220. Keywords : stainless steel, DC sputtering, titanium nitride PENDAHULUAN tainless steel 316 merupakan bahan yang sering digunakan pada lingkungan yang berpotensi tinggi untuk terjadi korosi. Baja jenis ini memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap korosi dibandingkan stainless steel 304. Stainless steel 316 banyak digunakan pada peralatan kelautan seperti boat fittings, penggunaan pada alat kedokteran serta penggunaan untuk cladding bahan bakar reaktor Liquid Metal Fast Breeder Reactor (LMFBR) yang memiliki lingkungan asam dan mempunyai temperatur di atas 500 o C. Namun stainless steel 316 memiliki kelemahan yaitu tingkat kekerasan yang dimiliki baja jenis ini rendah [1]. Untuk meningkatkan sifat mekanis stainless steel 316 dapat dilakukan dengan cara perlakuan permukaan (surface treatment). Metode penumbuhan lapisan tipis dengan cara perlakuan permukaan (surface treatment) menjadi salah satu cara efektif untuk meningkatkan kekuatan mekanis stainless steel 316. Ada beberapa cara untuk menghasilkan lapisan tipis yaitu dengan proses PVD (Physical Vapor Deposition) dan CVD (Chemical Vapor Deposition). Proses PVD sendiri terbagi lagi menjadi tiga macam yaitu thermal evaporation, PLD (Pulsed Laser Deposition) dan sputtering. Lebih spesifik lagi metode sputtering dibagi menjadi tiga metode diantaranya DC Sputtering, DC Magnetron Sputtering dan RF Sputtering. Suatu permukaan bahan padat ketika ditembaki oleh partikel-partikel berenergi tinggi, maka atom-atom pada permukaan bahan memperoleh energi yang cukup untuk melepaskan diri dan terhambur dari permukaannya inilah yang disebut proses sputtering [2]. Keunggulan metode sputtering dibandingkan dengan metode yang lain adalah proses lebih cepat dan bersih karena proses dilakukan di ruang vakum, dapat menghasilkan lapisan tipis dari S