Claim Missing Document
Check
Articles

Found 10 Documents
Search

Characterization of (Mg1.0Zn0.0)TiO3+4 wt%Bi2O3 Ceramics for Application as Resonator in Dielectric Resonator Oscillator Circuit Izza, Lailatul; Ermawati, Frida Ulfah
Jurnal Ilmu Fisika Vol 13, No 2 (2021): Published in September 2021 (COMING ISSUE)
Publisher : Universitas Andalas

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.25077/jif.13.2.62-69.2021

Abstract

MgTiO3-based ceramics have potential applications in telecommunications systems at microwave frequencies, such as resonators in dielectric resonator oscillator (DRO) circuits. This paper reports the results of (Mg1.0Zn0.0)TiO3+4wt% Bi2O3 (abbreviated MZT0+4wt%Bi2O3) ceramic fabrication to assess its potential to be used as a resonator in the DRO circuit. We characterized its structure, microstructure, and bulk density. The addition of 4wt%Bi2O3 to MZT0 crystalline powder was carried out via ball-mill. The milled powder was compacted using a die press to obtain pellets. All pellets were sintered at 1100ºC for 4, 6, and 8 h. Ceramic structures of the 4 and 6 h holding time consists of MgTiO3 phase (94.33±2.68) and (95.34±1.95)% molar respectively, while the rest phase was TiO2. The 8-h ceramic structure comprises (96.11±2.94) % molar MgTiO3 accompanied by Mg2TiO5 and TiO2. The ceramics' microstructure consists of a cluster of grains with an average diameter of 1.32-2.24 μm and pores. Bulk density decreases with the increase of sintering holding time. The DRO characterization records a resonance signal each at 5.207, 5.005, and 5.121GHz with power approaching 0 dBm, suggesting that the MZT0+4wt%Bi2O3 ceramics can be used as a resonator in the DRO circuit working in microwave frequencies, especially at 5.0-5.2GHz.
THE USE OF (Mg0.9Zn0.1)TiO3+2wt.% Bi2O3 CERAMICS AS A DIELECTRIC RESONATOR OSCILLATOR MATERIAL AND CHARACTERISATION OF STRUCTURE, MICROSTRUCTURE, AND DENSITY Kadarosman, Afandy; Ermawati, Frida Ulfah
Jurnal Neutrino Vol 13, No 2 (2021): APRIL
Publisher : Department of Physics, Maulana Malik Ibrahim State Islamic University of Malang

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.18860/neu.v13i2.11720

Abstract

Magnesium titanate (MgTiO3)-based ceramics have the potential for use in the telecommunications industry at microwave frequencies, including as a resonator in dielectric resonator oscillator (DRO) circuit. This research is intended to study the application of (Mg0.9Z0.1)TiO3+2wt.% Bi2O3 (abbreviated MZT01-2) ceramics as DRO material and characterize the structure, microstructure, and bulk density. Fabrication was carried out by ball milling between (Mg0.9Z0.1)TiO3 crystalline powder and 2wt.% Bi2O3 powder. The milled powder was compacted at certain pressure using a die press to become pellets. All pellets were sintered at 1000, 1100, 1200°C for 4 h to obtain ceramics. The structural characterization using XRD showed that the three ceramics contained the main MgTiO3 phase, each 93.63, 93.83, and 90.78% molar, the rest was the MgTi2O5 phase. The increase in sinter temperature causes the lattice parameter and the unit cell volume to decrease. The Archimedes bulk density was 2.928; 2.832 and 2.736 g/cm3. The microstructure is solid surfaces with a grain diameter of 1.9-2.3 μm accompanied by pores. As DRO materials, the three ceramics exhibited a resonant frequency at 5.11, 5.08, and 5.12 GHz which shows that the ceramics can be applied as DRO materials at microwave frequencies. The sinter temperature variation tends not to affect the resonant frequency position.
The MICROSTRAIN PADA SERBUK Mg(Ti0,95Sn0,05)O3 HASIL SINTESIS DENGAN METODE PENCAMPURAN LARUTAN AKIBAT VARIASI WAKTU TAHAN KALSINASI: Kata Kunci: MTS005, FWHM, pelebaran puncak, microstrain, defect Zulfy Fardhany, Muhammad Fikri; Ermawati, Frida Ulfah
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 12 No. 3 (2023): Vol 12 No 3
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v12n3.p10-19

Abstract

ANALISIS RIETVELD POLA XRD SERBUK Mg(Ti0,98Sn0,02)O3 HASIL SINTESIS DENGAN METODE PENCAMPURAN LARUTAN: Kata Kunci: MgTiO3, waktu tahan, kalsinasi, Match, Rietveld Abror, Muhammad Dhafi Zainal; Ermawati, Frida Ulfah
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 12 No. 3 (2023): Vol 12 No 3
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v12n3.p26-34

Abstract

FENOMENA THERMAL DIFFUSE SCATTERING AKIBAT VARIASI SUHU SINTER PADA KERAMIK Mg(Ti0,95Cr0,05)O3: Kata Kunci: keramik MTC005, suhu sinter, struktur, thermal diffuse scattering (TDS). Basmalah, Mazaya; Ermawati, Frida Ulfah
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 13 No. 2 (2024): Vol 13 No 2
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v13n2.p90-99

Abstract

Salah satu faktor yang berpotensi meningkatkan amplitudo vibrasi atom pada struktur kristalin adalah suhu sinter yang tinggi. Peristiwa meningkatnya amplitudo vibrasi atom tersebut selanjutnya dapat menyebabkan keteraturan atom pada keadaan setimbang menjadi terganggu sehingga difraksi sinar-X menjadi diffuse. Fenomena ini disebut dengan Thermal Diffuse Scattering (TDS) yang ditandai dengan menurunnya intensitas puncak difraksi dan meningkatnya intensitas background. Penelitian ini melaporkan fenomena TDS pada keramik Mg(Ti0,95Cr0,05)O3 (MTC005) yang disinter pada variasi suhu 1100, 1200, dan 1300 oC selama 4 jam berdasarkan data X-Ray Diffraction (XRD), ditinjau dari data vibrasi termal atom dan pergeseran posisi atom hasil penghalusan Rietveld. Hasil identifikasi fasa menunjukkan bahwa struktur ketiga sampel keramik MTC005 terdiri dari fasa utama MgTiO3 dengan (82,73-96,56)% berat, sisanya berupa fasa TiO2 rutile, dan MgO (ditemukan pada suhu sinter 1300 oC). Fenomena TDS diduga terjadi pada suhu sinter 1100 dan 1300 oC. Hasil penghalusan Rietveld menunjukkan bahwa vibrasi termal atom (DB) telah berubah dari nilai default-nya (0,600, pada perangat lunak Rietica). Sebagai contoh pada suhu sinter 1300 °C, DB untuk masingmasing atom Mg, Ti, Cr, dan O = 7,243; 1,700; 0; dan 7,137. Demikian juga, posisi atom terhadap sumbu kristal x, y, dan z telah berubah dari posisi setimbangnya (berdasarkan data ICSD No. 65794), yaitu Dx=0; Dy=0; Dz=0,002A (Mg); Dx=0; Dy=0; Dz=0,001 A (Ti = Cr); dan Dx=0,005; Dy=0,001; Dz=0,002 A (O). Dampak dari perubahan DB dan D (x,y,z) pada kedua suhu sinter tersebut ditunjukkan dengan menurunnya intensitas difraksi utama milik MgTiO3 pada hkl 104, yaitu IBragg (1100 oC)=613,54 cts, IBragg (1200 oC)=945,33 cts, dan IBragg (1300 oC)=610,43 cts sehingga mengakibatkan meningkatnya intensitas background. Di samping itu, posisi puncak hkl104 mengalami pergeseran menuju 2teta yang lebih besar. Penurunan intensitas difraksi juga ditengarai dengan pelebaran puncak difraksi (FWHM) = 0,1171o(1100 oC); 0,1004o (1200 oC); dan 0,1338o (1300 oC). Penyebab ketiadaan perubahan DB dan D (x,y,z) pada suhu 1200 oC belum dapat diketahui. Namun demikian, fenomena TDS yang teridentifikasi pada suhu sinter 1100 dan 1300 oC tersebut tampaknya tidak berpengaruh pada karakteristik struktur MTC005. Kata Kunci: keramik MTC005, suhu sinter, struktur, thermal diffuse scattering (TDS). Abstract One of the factors that causes an increase in the amplitude of atomic vibrations in the crystalline structure is the sinter temperature. The increase the amplitude of atomic vibrations causes the order of atoms in an equilibrium state to be disturbed so that X-ray diffraction becomes scattered in several directions (or diffuse). This phenomenon is called the Thermal Diffuse Scattering (TDS) phenomenon which is indicated by a decrease in the intensity of the diffraction peak and an increase in background intensity. This study reports the phenomenon of TDS in Mg(Ti0,95Cr0,05)O3 (MTC005) ceramics sintered at temperature variations of 1100, 1200, and 1300oC for 4 hours based on X-Ray Diffraction (XRD) data, in terms of atomic thermal vibrations and atomic position shifts obtained from refinement Rietveld. The phase identification results show that the structure of the three MTC005 ceramic samples consists of the main phase of MgTiO3 with (82.73-96.56)% weight, the remaining phases are TiO2 rutile, and MgO (especially at 1300oC sinter temperature). The TDS phenomenon is suspected to occur in sample MTC005 with sinter temperatures of 1100 and 1300oC. The Rietveld smoothing results show that the atomic thermal vibrations (DB) have changed from their default value (0.600, in Rietica software). For example at a sinter temperature of 1300oC, DB on each of the Mg, Ti, Cr, and O atoms is 7.243; 1.700; 0; and 7.137. There is a displacement of atomic positions to the x, y, and z crystal axes from their equilibrium positions (based on ICSD data No. 65794), which are Dx=0; Dy=0; Dz=0,002 A (Mg); Dx=0; Dy=0; Dz=0,001 A (Ti = Cr); and Dx=0,005; Dy=0,001; Dz=0,002 A (O). While at a sinter temperature of 1200oC, the change in atomic thermal vibrations and the displacement of atomic positions are zero. The TDS phenomenon identified at sinter temperatures of 1100 and 1300 oC did not affect the structural characteristics of MTC005. The impact of the changes in DB and D(x,y,z) at both sinter temperatures is shown by the decrease in the main diffraction intensity of MgTiO3 at hkl 104, which are IBragg (1100 oC)=613,54 cts, IBragg (1200 oC)=945,33 cts, dan IBragg (1300 oC)=610,43 cts, which resulted in an increase in the background intensity. In addition, the peak position has shifted towards a larger 2θ. The decrease in diffraction intensity is also indicated by the broadening of the diffraction peaks, which are 0.1171o (1100oC); 0.1004o (1200oC); and 0.1338o (1300oC). The reason for the absence of changes in DB and D(x,y,z) at 1200oC is unknown. However, the TDS phenomena identified at sinter temperatures of 1100 and 1300oC do not seem to affect the structural characteristics of MTC005. Keywords: MTC005 ceramics, sinter temperature, structure, thermal diffuse scattering (TDS).
POTENSI KERAMIK Mg(Ti0,95Cr0,05)O3 SEBAGAI KANDIDAT MATERIAL DIELEKTRIK RESONATOR DRO PADA FREKUENSI 3,3 GHZ: Kata Kunci: keramik MTC005; dielektrik resonator; DRO; frekuensi resonansi; output power Akmalia, Anisa Dina; Ermawati, Frida Ulfah; Taryana, Yana; Sulaiman, Yaya; Sukoco, Bagus Edi; Sudrajat, Nanang
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 13 No. 2 (2024): Vol 13 No 2
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v13n2.p128-137

Abstract

Keramik MgTiO3 merupakan material dengan sifat dielektrik yang baik sehingga berpotensi sebagai material dielektrik resonator (DR) yang diaplikasikan pada sistem telekomunikasi gelombang mikro. Terkait hal tersebut, makalah ini melaporkan potensi keramik dengan komposisi baru, yaitu Mg(Ti0,95Cr0,05)O3 (selanjutnya disingkat MTC005) sebagai kandidat material DR pada frekuensi 3,3 GHz. Tujuan dari makalah ini adalah untuk menganalisis karakteristik DRO keramik pada gelombang mikro berupa frekuensi resonansi dan output power (diukur menggunakan Spectrum Analyzer) dan menghubungkannya dengan data struktur, mikrostruktur, densitas bulk, dan permitivitas relatif (Er). Keramik dikompaksi menggunakan die-press berdiameter 8 mm dan hydraulic-hand-press pada tekanan 10 MPa sebelum disinter pada suhu 1300 °C selama 3 jam. Data struktur keramik diperoleh dari pola XRD Cu-Ka menunjukkan bahwa keramik MTC005 mengandung fasa utama MgTiO3 (89,34 %molar) dan sisanya adalah fasa TiO2 rutile. Kerapatan dan kepadatan butir pada permukaan keramik ini dikonfirmasi oleh nilai densitas bulk sebesar 3,63 gr.cm-3 . Selain itu, hasil uji EDX menunjukkan bahwa keramik ini mengandung bahan-bahan penyusun saja, yaitu Mg, Ti, Cr, dan O dengan rasio % atom Mg : (Ti+Cr) : O = 19,693 : 20,665 : 63,651 mendekati rasio stoikiometri idealnya, yaitu 1 : 1 : 3 . Sedangkan nilai rata-rata Er keramik MTC005 yang diukur secara kontinu pada frekuensi 2-4 GHz = 17,5. Peristiwa resonansi DRO terekam pada frekuensi 3,367 GHz dengan output power +4,52 dBm. Dengan demikian, berdasarkan semua data di atas dapat disimpulkan bahwa keramik MTC005 sangat potensial sebagai kandidat material resonator DRO pada S-band, khususnya pada frekuensi 3,3 GHz. Kata Kunci: keramik MTC005; dielektrik resonator; DRO; frekuensi resonansi; output power Abstract MgTiO3 ceramic is a material with good dielectric properties so it has potential as a dielectric resonator (DR) material applied in microwave telecommunications systems. In this regard, this paper reports the potential of ceramics with a new composition, namely Mg(Ti0.95Cr0.05)O3 (hereinafter abbreviated as MTC005) as a candidate DR material at a frequency of 3.3 GHz. The aim of this paper is to analyze the characteristics of ceramic DRO at microwaves in the form of resonance frequency and output power (measured using a Spectrum Analyzer) and relate them to data on structure, microstructure, bulk density and relative permittivity (Er). The ceramics were compacted using a die-press with a diameter of 8 mm and a hydraulichand-press at a pressure of 10 MPa before being sintered at a temperature of 1300 °C for 3 hours. Ceramic structure data obtained from the Cu-Kα XRD pattern shows that the MTC005 ceramic contains the main phase MgTiO3 (89.34% molar) and the remainder is the rutile TiO2 phase. The density and grain density on the ceramic surface is confirmed by the bulk density value of 3.63 gr.cm-3 . Apart from that, the EDX test results show that this ceramic contains only the constituent ingredients, namely Mg, Ti, Cr, and O with a atomic % ratio of Mg : (Ti+Cr) : O = 19.693 : 20.665 : 63.651 close to the ideal stoichiometric ratio. namely 1 : 1 : 3 . Meanwhile, the average value of εr for MTC005 ceramics measured continuously at a frequency of 2-4 GHz = 17.5. The DRO resonance event was recorded at a frequency of 3.367 GHz with an output power of +4.52 dBm.0.263; and 64.298 %. Meanwhile, the average value for ceramics measured in the 2-4 GHz frequency range is 17.40. The results above show that MTC002 ceramic has dielectric properties (ɛr) that support its application as a resonator material in DRO, especially the S-band region (2-4 GHz). Keywords: MTC002 ceramic, resonant frequency, output power, and DRO
FABRIKASI DAN KARAKTERISASI KERAMIK DIELEKTRIK Mg(Ti0,94Cr0,06)O3 Putri, Veldiana Oktaviana; Ermawati, Frida Ulfah
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 13 No. 2 (2024): Vol 13 No 2
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v13n2.p100-109

Abstract

KARAKTERISTIK FREKUENSI RESONANSI DAN OUTPUT POWER KERAMIK Mg(Ti0,98Cr0,02)O3 SEBAGAI MATERIAL RESONATOR PADA MODUL DIELECTRIC RESONATOR OSCILLATOR (DRO): Kata Kunci: Keramik MTC002, frekuensi resonansi, output power, dan DRO. Lestari, Emilia Dwi; Ermawati, Frida Ulfah; Taryana, Yana; Sulaiman, Yaya; Sukoco, Bagus Edi; Sudrajat, Nanang
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 13 No. 2 (2024): Vol 13 No 2
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v13n2.p119-127

Abstract

Magnesium titanate (MgTiO3) merupakan salah satu material dielectric resonator (DR) yang potensial untuk diaplikasikan pada berbagai sistem telekomunikasi, salah satunya sebagai komponen pembangkit frekuensi resonansi pada modul dielectric resonator oscillator (DRO) untuk aplikasi sistem radar. Terkait hal tersebut, makalah ini melaporkan karakteristik frekuensi resonansi dan output power keramik Mg(Ti0,98Cr0,02)O3 (disingkat MTC002) ketika keramik tersebut diujicobakan sebagai resonator pada modul DRO. Keramik dikompaksi menggunakan uniaxial-cylindrical-die press berdiameter 8 mm dan hydraulic-handpress pada tekanan 10 MPa, serta disinter pada suhu 1200 °C selama 4 jam. Tujuannya adalah untuk mengkaji karakteristik frekuensi resonansi DRO dan output power keramik serta mengkaitkannya dengan data struktur, mikrostruktur, dan permitivitas relatif. Resonansi DRO terdeteksi pada frekuensi 3,352 GHz dengan output power +3,848 dBm. Keramik ini mengandung MgTiO3 sebagai fasa utama (81,38 %molar) dan sisanya TiO2 rutile tanpa disertai fasa sekunder MgTi2O5 atau Mg2TiO4. Permukaan keramik tampak padat dengan nilai densitas bulk 3,056 g/cm3 . Selain itu, keberadaan fasa MgTiO3 tersebut dikonfirmasi oleh data EDX yang hanya mengandung unsur Mg, Ti, Cr, dan O dengan rasio %atom masing-masing 17,608; 17,831; 0,263; dan 64,298 %. Sementara nilai rata-rata ɛr keramik yang diukur pada rentang frekuensi 2-4 GHz adalah 17,40. Hasil-hasil di atas menunjukkan bahwa keramik MTC002 memiliki sifat dielektrik (Er) yang mendukung untuk diaplikasikan sebagai material resonator pada DRO, khususnya daerah S-band (2-4 GHz). Kata Kunci: Keramik MTC002, frekuensi resonansi, output power, dan DRO. Abstract Magnesium titanate (MgTiO3) is a resonator (DR) dielectric material that has the potential to be applied in various telecommunications systems, one of which is as a resonant frequency generator component in the dielectric resonator oscillator (DRO) module for radar system applications. In this regard, this paper reports the characteristics of the resonance frequency and output power of Mg(Ti0.98Cr0.02)O3 ceramic (abbreviated as MTC002) when the ceramic was tested as a resonator in the DRO module. The ceramics were compacted using a uniaxial-cylindrical-die press with a diameter of 8 mm and a hydraulic-hand-press at a pressure of 10 MPa, and sintered at a temperature of 1200 °C for 4 hours. The aim is to study the characteristics of the DRO resonance frequency and power output of ceramics and relate them to data structure, microstructure and relative permittivity. DRO resonance was detected at a frequency of 3.352 GHz with an output power of +3.848 dBm. This ceramic contains MgTiO3 as the main phase (81.38% molar) and the remainder is rutile TiO2 without the secondary phase MgTi2O5 or Mg2TiO4. The ceramic surface appears solid with a bulk density value of 3.056 g/cm3 . In addition, the existence of the MgTiO3 phase was confirmed by EDX data which only contains the elements Mg, Ti, Cr, and O with an atomic % ratio of 17.608; each 17.831; 0.263; and 64.298 %. Meanwhile, the average value for ceramics measured in the 2-4 GHz frequency range is 17.40. The results above show that MTC002 ceramic has dielectric properties (Er) that support its application as a resonator material in DRO, especially the S-band region (2-4 GHz). Keywords: MTC002 ceramic, resonant frequency, output power, and DRO.
PENGARUH VARIASI WAKTU TAHAN SINTER TERHADAP STRUKTUR KERAMIK Mg(Ti0,96Cr0,04)O3 SERTA KORELASINYA DENGAN ANALISIS ELEMENTAL Nabilla, Alya Putri; Ermawati, Frida Ulfah
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 13 No. 2 (2024): Vol 13 No 2
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v13n2.p110-118

Abstract

MgTiO3 merupakan material fungsional untuk diaplikasikan dalam berbagai sistem telekomunikasi.Identifikasi fasa MgTiO3 dapat dilakukan, diantaranya menggunakan uji X-Ray Diffraction (XRD) maupunEnergy Dispersive X-Ray (EDX). Terkait hal tersebut, makalah ini bertujuan untuk melaporkan hasil pengujianstruktur dan analisis elemental pada keramik MgTiO3 dengan dopan Cr sebanyak 4% mol yaituMg(Ti0,96Cr0,04)O3 (disingkat MTC004) melalui data XRD dan EDX akibat dari pengaruh variasi waktu tahansinter. Dopan Cr ditambahkan bertujuan untuk mencegah terdeteksinya fasa yang tidak diinginkan (MgTi2O5atau Mg2TiO4). Serbuk MTC004 disintesis menggunakan metode pencampuran larutan antara larutan MgCl2,0,96TiCl4, dan 0,04CrCl4, selanjutnya dikalsinasi pada suhu 800 °C selama 4 jam. Kemudian, serbuk kristalindikompaksi menggunakan hydraulic-hand-press pada tekanan 10 MPa dan uniaxial-cylindrical-die-pressberdiameter 8 mm hingga menghasilkan pelet. Pelet tersebut disinter pada suhu 1300 °C dengan variasi waktutahan 2, 3, dan 4 jam. Data struktur menunjukkan fasa utama adalah MgTiO3 (75,06 – 85,40 %molar) disertaifasa impurity (Ti1-xCrx)O2 (dapat diindeks TiO2), dan MgO (khusus untuk 3 jam) tanpa adanya puncak yangmengandung Cr sehingga mengindikasikan terbentuknya larutan padat. Bertambahnya waktu tahan sintermeningkatkan %molar, densitas, parameter kisi, dan volume sel satuan fasa MgTiO3. Data EDX yangdiperoleh dari 3 titik berbeda tiap variasi waktu tahan sinter menunjukkan bahwa ketiga keramik hanyamengandung unsur Mg, Ti, Cr, dan O dengan rasio %atom antara Mg:(Ti0,96+Cr0,04):O mendekati rasiostoikiometri ideal MgTiO3 yaitu 1:1:3. Sebagai contoh untuk waktu tahan 2 jam, rasio =20,293:(20,864+0,854):57,989, dimana %atom Ti0,96+Cr0,04 lebih banyak 1,425% dari rasio idealnya. Kelebihan%atom tersebut menunjukkan keramik 2 jam ini mengandung fasa lain selain MgTiO3yaitu (Ti1-xCrx)O2 (dapatdiindeks TiO2). Dengan demikian, data XRD dan EDX tersebut saling mendukung satu sama lain.
Karakterisasi Keramik (Mg0,8Zn0,2)TiO3+4wt% Bi2O3 sebagai Material Dielectric Resonator Oscillator, Struktur, Mikrostruktur dan Densitasnya Nilawati, Elga; Ermawati, Frida Ulfah
Jurnal Fisika Unand Vol 10 No 2 (2021)
Publisher : Universitas Andalas

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.25077/jfu.10.2.239-247.2021

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji potensi aplikasi keramik (Mg0,8Zn0,2)TiO3+4wt% Bi2O3 (disingkat MZT02+4wt%Bi2O3) sebagai resonator pada rangkaian dielectric resonator oscillator (DRO) yang bekerja pada daerah frekuensi gelombang mikro, serta menguji struktur, mikrostruktur dan densitas bulk keramik. Fabrikasi keramik dilakukan dengan ball-milling antara serbuk kristalin MZT02 dengan 4wt% serbuk Bi2O3 pada kecepatan 500 rpm selama 5 jam. Serbuk hasil milling dikompaksi dengan hydraulic-hand press dan cylindrical die press untuk menghasilkan pelet. Semua pelet disinter pada suhu 1100°C selama 4, 6 dan 8 jam untuk menjadi keramik. Struktur keramik dengan waktu penahanan 4 dan 6 jam mengandung fasa MgTiO3=(97,87±8,24) %molar, sisanya fasa TiO2 rutil. Keramik dengan penahanan 8 jam mengandung fasa MgTiO3=(98,44±2,07) %molar, MgTi2O5=(1,49±0,30) %molar dan sisanya TiO2 rutil. Bertambahnya waktu tahan sinter relatif tidak menyebabkan perubahan ukuran parameter kisi, volume sel satuan sedikit berkurang dan densitas bulk juga berkurang dari 2,792, 2,776 menjadi 2,745 g/cm3. Mikrostruktur ketiga keramik berupa gumpalan butir dengan ukuran rata-rata 0,3-1,2 μm disertai pori-pori. Karakterisasi DRO merekam frekuensi resonansi pada posisi yang sama untuk ketiga keramik, yaitu 5,12 GHz memberi bukti bahwa keramik uji dapat diaplikasikan sebagai resonator DRO pada frekuensi gelombang mikro dan variasi waktu tahan sinter tidak merubah performa tersebut. This study aims to examine the potential application of (Mg0.8Zn0.2)TiO3+ 4wt% Bi2O3 (abbreviated: MZT02+4wt% Bi2O3) ceramics as a resonator in a dielectric resonator oscillator (DRO) circuit operating in microwave frequencies and to examine its structure, microstructure and bulk density. Ceramic fabrication was carried out by ball-milling between MZT02 crystalline powder and 4wt% Bi2O3 powder at 500 rpm for 5 h. The milled powder was compacted using a hydraulic-hand press and a cylindrical die press to produce pellets. All pellets were sintered at 1100°C for 4, 6 and 8 h to become ceramics. The ceramic structure with 4 and 6 h holding time contains MgTiO3 phase = (97.87 ± 8.24)% molar, the rest was TiO2 rutile phase. Ceramic with 8 h contained MgTiO3phase = (98.44 ± 2.07)% molar, MgTi2O5 = (1.49 ± 0.30) molar% and the remaining TiO2 rutile. Increasing the sinter holding time relatively did not change in the lattice parameter sizes, the unit cell volume was slightly reduced and the bulk density was also reduced from 2.792, 2.776 to 2.745 g/cm3. Microstructure of the three ceramics contain groups of grains with an average size of 0.3-1.2 μm along with pores. DRO characterization recorded the resonant frequency at the same position for the three ceramics, namely 5.12 GHz, providing evidence that the ceramics can be applied as a DRO resonator at microwave frequencies and the variation in sinter holding time did not change this performance