PENGARUH BOMBARDIR PARTIKEL BERMUATAN PADA PERMUKAAN PLAT ALUMINIUM DENGAN DIELEKTRIK GAS NITROGEN MENGGUNAKAN HVDC POLARITAS POSITIF

Authors

  • Bryan Malvin Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
  • Mochammad Dhofir Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
  • Unggul Wibawa Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Abstract

Dalam setiap pengujian instrument tegangan tinggi, instrumen akan menghasilkan medan listrik tinggi. Medan tinggi mengakibatkan bergeraknya elektron dan ion yang menyebabkan ionisasi pada ruang medan. Pergerakan ion dipengaruhi oleh medan listrik tinggi akan menyebabkan tumbukan antara ion dengan permukaan katoda  dan menyebabkan fenomena bombardir partikel. Penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh bombardir partikel ion positif pada katoda berbentuk aluminium terhadap tekanan dielektrik gas nitrogen. Tekanan dielektrik divariasi mulai dari 558 mBar hingga tekanan normal. Ditemukan bahwa nilai tegangan pada suatu tekanan mempengaruhi terjadinya ionisasi. Sedangkan perubahan tekanan mempengaruhi jarak bebas partikel yang mempengaruhi energi kinetik ion ketika bombardir terjadi. Bombardir partikel hanya terjadi ketika nilai tegangan cukup untuk menyebabkan elektron bergerak dengan energi kinetik diatas 15,53 eV yang merupakan syarat ionisasi gas N2. Pada tekanan 558 mBar pada tegangan 20 kV dengan arus konduksi 4,9 µA, bombardir partikel ion terjadi dengan kecepatan ion tertinggi yaitu 6.205 m/s dengan energi kinetik ion 5,96 eV. Hal ini menyebabkan kerusakan struktur mikro plat dengan pola kerusakan terpusat dan lubang akibat bombardir terbesar ditemukan sebesar 2,21 µm.   Kata kunci: Medan Listrik, Bombardir Partikel, Energi Kinetik Partikel ABSTRACT In every High Voltage Instrument testing, the instrument will generate a high electric field. The field caused electron and ion movement inside the space of the field that could lead to ionization. The ion movement affected by the high electrical field will result in the collision between ions and cathode’s surface that leads to the particle bombardment phenomenon. The studies conducted for knowing the effect of particle bombardment on aluminum plate’s surface with nitrogen dielectric pressure. The dielectric pressure was varied from 558 mBar relative to the room pressure  up to normal pressure. It was found that voltage at a pressure affects the ionization occurences. While the pressure changes affecting the mean free path of a particle which will affect the kinetic energy of ion when bombardment occured. Particle bombardment  only occurred when the voltage is enough to make electron move with kinetic energy above 15,53 eV, which the requirements for N2 ionization to occur. At pressure of 558 mBar with voltage of 20 kV and conduction current is 4,9 µA, the ion particle bombardment occurred at the highest speed of 6.205 m/s with 5,96 eV kinetic energy. This leads to the damaging of the plate’s microstructure with a centered pattern and the biggest hole caused by the bombardment found at 2,21 µm. Keyword: Electric Field, Particle Bombardment, Particle Kinetic Energy

Downloads

Published

2019-11-15

Issue

Section

Articles