Claim Missing Document
Check
Articles

ANALISIS STRUKTUR DAN KOMPOSISI FASA SERBUK Mg2TiO4 SAKINATUS ZAHRO; FRIDA ULFAH ERMAWATI
Inovasi Fisika Indonesia Vol 7 No 2 (2018)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (662.252 KB) | DOI: 10.26740/ifi.v7n2.p%p

Abstract

Telah dilakukan sintesis serbuk Mg2TiO4 (disingkat MTO) dengan metode pencampuran larutan, dengan bahan awal berupa serbuk logam Mg dan Ti (Merck) dan pelarut HCl. Serbuk MTO dikalsinasi pada temperatur 1000 °C selama 4 jam. Hasil uji XRD menunjukkan bahwa serbuk MTO 1000 berstruktur MgTiO3 (No. PDF 06-0494), MgO (No. PDF 45-0946), dan Mg2TiO4 (No. PDF 25-1157). Hasil tersebut didukung oleh data FTIR. Fasa Mg2TiO4 terbentuk dengan persentase molar sebesar (5,75 ± 0,12)%. Data distribusi ukuran partikel dari sampel uji juga disertakan.Kata Kunci: metode pencampuran larutan, MTO, Mg2TiO4.
ANALISIS KOMPOSISI FASA SERBUK MgTiO3 HASIL PREPARASI DENGAN METODE PENCAMPURAN LARUTAN MUHAMMAD HADZIQUNNUHA AHFA; FRIDA ULFAH ERMAWATI
Inovasi Fisika Indonesia Vol 7 No 2 (2018)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (419.349 KB) | DOI: 10.26740/ifi.v7n2.p%p

Abstract

Penelitian ini melaporkan hasil kerja untuk mensintesis serbuk magnesium titanate (MgTiO3) dengan metode pencampuran larutan. Tujuannya adalah untuk mempelajari komposisi fasa dari fasa-fasa yang terbentuk pada sistem tersebut. Preparasi dilakukan dengan menggunakan bahan awal yang berupa serbuk logam Mg, Ti dan Sn (Merck) serta HCl sebagai pelarut. Karakterisasi struktur dilakukan dengan uji x-ray diffraction (XRD) dengan alat XRD Bragg-Brentano Philips X’pert Diffractometer dengan radiasi CuKa. Selanjutnya, analisis kualitatif terhadap data XRD dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Match!, sedangkan analisis kuantitatif dengan metode Rietveld yang diimplementasikan pada perangkat lunak Rietica. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) struktur dari sampel uji tersebut terbangun dari fasa utama MgTiO3 (PDF No. 06-0494) dengan persentase molar sebesar (96,89 ± 1,81) % dan TiO2 rutile (PDF No. 21-1276) sebesar (3,11 ± 0,63) % sebagai fasa sekunder; (2) nilai densitas pada serbuk MgTO3 sebesar 3,88 gr.cm-3 dan (3) nilai ukuran volume sel satuan dari sampel uji tersebut sebesar 307,37 ± 1,89 nm3. Kata kunci: MgTiO3, difraksi sinar-x, komposisi fasa, metode Rietveld.
ANALISIS STRUKTUR DAN KOMPOSISI FASA SERTA DISTRIBUSI UKURAN PARTIKEL SERBUK ZnTiO3 HASIL PREPARASI DENGAN METODE PENCAMPURAN LARUTAN NUR AZIZAH IMAMAH; FRIDA ULFAH ERMAWATI
Inovasi Fisika Indonesia Vol 7 No 2 (2018)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (533.265 KB) | DOI: 10.26740/ifi.v7n2.p%p

Abstract

Penelitian ini melaporkan hasil sintesis serbuk zinc titanate (ZnTiO3) yang dipersiapkan dengan metode pencampuran larutan. Tujuannya yaitu untuk mengetahui dan mempelajari struktur, komposisi fasa serta distribusi ukuran partikel dari masing-masing fasa yang terbentuk pada sistem tersebut. Preparasi dilakukan dengan menggunakan bahan awal yang berupa serbuk logam Zn, dan Ti (Merck) serta HCl sebagai pelarut. Karakterisasi struktur dilakukan dengan uji x-ray diffraction (XRD) dengan alat XRD Bragg-Brentano Philips X’pert Diffractometer dengan radiasi CuKa. Analisis kualitatif terhadap data XRD dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Match!, sedangkan analisis kuantitatif dengan metode Rietveld yang diimplementasikan pada perangkat lunak Rietica. Distribusi ukuran partikel didapatkan dari uji PSA dengan alat Zetaizer Nano Series Software Version 7.01,Malvern Instrument. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) struktur dari sampel ZnTiO3 dibangun oleh fasa utama TiO2 rutile (PDF No. 21-1276) dengan persentase molar sebesar (90,74 ± 5,44) % dan ZnTiO3 (PDF No. 04-0836) sebesar (9,26 ± 1,22) % sebagai fasa sekunder; (2) nilai densitas pada serbuk ZnTiO3 sebesar 5,04 gr.cm-3 (3) nilai ukuran volume sel satuan dari sampel uji tersebut sebesar 311,09 ± 0,07 nm3, (4) rentang distribusi ukuran pertikel dari sampel ZnTiO3 sebesar 190,1-615,1 (nm) dan (5) ukuran partikel rata-rata sebesar 441,7 (nm) dengan deviasi 1 %. Kata kunci: ZnTiO2, difraksi sinar-X, komposisi fasa, metode Rietveld, distribusi ukuran partikel.
Analisis Struktur dan Mikrostruktur Fasa Tunggal (Mg1-xZnx)TiO3/Bi2O3 DWI IKA YULIANTI; FRIDA ULFAH ERMAWATI
Inovasi Fisika Indonesia Vol 8 No 2 (2019)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v8n2.p%p

Abstract

Abstrak Telah dilakukan sintesis serbuk (Mg0,9Zn0,1)TiO3 (disingkat MZT01) dengan metode pencampuran larutan, dengan bahan awal berupa serbuk logam Mg, Zn, dan Ti (Merck). Serbuk MZT01 dikalsinasi pada suhu 550 °C selama 2 jam. Hasil uji XRD menunjukkan bahwa serbuk MZT01mempunyai struktur yang terdiri dari fasa MgTiO3 sebagai fasa utama dan MgO serta TiO2 sebagai fasa sekunder. Telah dilakukan penambahan 2 wt % Bi2O3 ke dalam sampel MZT01 kemudian kedua bahan tersebut dicampur menggunakan ball mill dengan kecepatan 500 rpm selama 2 jam dan disinter pada suhu 1000 oC selama 2 jam, sedangkan untuk MgTiO3 tanpa penambahan Bi2O3 disinter pada temperatur 1400 oC selama 4 jam. Analisis struktur dilakukan dengan uji XRD menggunakan alat Bragg-Brentano Philips X’pert Diffractometer dan hasilnya menunjukkan bahwa setelah ditambahkan 2 wt % Bi2O3, struktur sampel MZT01 tersebut dibangun oleh hanya fasa MgTiO3 saja. Dengan kata lain, telah dihasilkan fasa tunggal MgTiO3. Analisis mikrostruktur dilakukan pada sampel MZT01 + 2 wt % Bi2O3 dengan uji TEM menggunakan alat Hitachi 7700, diperoleh ukuran butir berkisar antara 25-40 nm. Dapat disimpulkan bahwa penambahan 2 wt % Bi2O3 dapat menurunkan suhu sinter dan tidak mempengaruhi struktur maupun mikrostruktur dari MgTiO3, sehingga menghasilkan fasa tunggal MgTiO3 dengan ukuran butir yang masih dalam orde nano. Kata Kunci : metode pencampuran larutan, Struktur, Mikrostruktur, MZT01, MgTiO3, Bi2O3. Abstract Synthesis of (Mg0,9Zn0,1)TiO3 (abbreviated MZT01) had been carried out by liquid mixing method from Mg, Zn, and Ti (Merck) metal powders. MZT0, MZT01 powders was calcined at 550 °C for 2 hours. The XRD results showed that MZT01 550 powders have the structure of MgTiO3 as the major phase and MgO and TiO2 as the minor phases. 2 wt % Bi2O3 was added into MZT01 sample and mixed using a ball mill with a speed of 500 rpm for 2 hours and sintered at a temperature of 1000 oC for 2 hours, while for MgTiO3 without Bi2O3 addition was sintered at 1400 oC for 4 hours. Structural analysis had been carried out by XRD using the Bragg-Brentano Philips X’pert Diffractometer and the results showed that after the addition of 2 wt % Bi2O3, the structure of the sample was built by the MgTiO3 phase. In other words, a single phase MgTiO3 has been produced. Microstructure analysis had been carried out on MZT01 + 2 wt % Bi2O3 samples using Transmission Electron Microscope (Hitachi 7700). It was obtained that the grain size in the range of 25-40 nm. It can be concluded that the addition of 2 wt % Bi2O3 reduced the sintered temperature, but at the same time Bi2O3 presence does not affect the structure or microstructure of the sample, resulting in a single phase MgTiO3 with grain size in the nano order. Key Words: liquid mixing method, structure, microstructure, MZT01, MgTiO3, Bi2O3.
ANALISIS RIETVELD SERBUK FeTiO3 HASIL PREPARASI DENGAN METODE PENCAMPURAN LARUTAN DHIMAS IRVAN ARDEANSYAH; FRIDA ULFAH ERMAWATI
Inovasi Fisika Indonesia Vol 8 No 2 (2019)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v8n2.p%p

Abstract

FeTiO3 dikenal sebagai kandidat bahan dielektrik keramik untuk aplikasi telekomunikasi pada daerah gelombang mikro. Serbuk FeTiO3 dilaporkan dapat disintesis dengan metode sol-gel, solid state reaction dan microwave-assisted. Namun sintesis serbuk FeTiO3 tersebut seringkali menyisakan problem, diantaranya suhu pembentukan fasa FeTiO3 yang masih tinggi, yaitu > 1200 °C ditahan selama 24 jam dengan metode solid state reaction dan 600 C selama 2 jam dengan metode sol-gel . Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis serbuk FeTiO3 dengan metode pencampuran larutan dari bahan awal berupa serbuk logam Fe dan Ti (Merck) serta HCl 12 M sebagai pelarut. Dengan metode tersebut, fasa FeTiO3 dapat terbentuk pada suhu serendah 340 °C selama 2 jam. Analisis komposisi fasa dilakukan kepada serbuk yang telah dikalsinasi pada suhu di atas dengan menggunakan metode Rietveld dan perangkat lunak Rietica. Diperoleh hasil bahwa fasa FeTiO3 terbentuk sebagai fasa utama sebesar 83.37 % molar dan sisanya sebesar 16.63 % molar untuk fasa TiO2 (rutile). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa metode pencampuran larutan dapat membentuk fasa FeTiO3 pada suhu yang jauh lebih rendah dari yang sudah dilaporan, meski masih menyisakan fasa TiO2.
Pengaruh Doping Ion Zn dan Ion Sn Pada Sistem (Mg0,6Zn0,4)(Ti0,99Sn0,01)O3 Terhadap Pembentukan Fasa MgTiO3 NOVYANTI NUR FIRDAUSI; FRIDA ULFAH ERMAWATI
Inovasi Fisika Indonesia Vol 8 No 3 (2019)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v8n3.p%p

Abstract

Abstrak Telah dilakukan sintesis serbuk (Mg0,6Zn0,4)(Ti0,99Zn0,01)O3 (disingkat MZTS) dengan menggunakan metode pencampuran larutan, dengan bahan awal berupa serbuk logam Mg, Zn, Ti, dan Sn (Merck). Serbuk MZTS dikalsinasi pada suhu 550 °C dan ditahan selama 2 jam. Hasil uji XRD menunjukkan bahwa serbuk MZTS mempunyai struktur yang terdiri dari fasa MgTiO3 sebagai fasa utama dan TiO2 sebagai fasa sekunder. Selanjtnya, hasil uji XRD dari sampel MZTS dibandingkan dengan hasil uji XRD sampel MgTiO3 tanpa doping (disebut MT) yang juga dikalsinasi pada suhu yang sama. Hasil perbandingan tersebut menunjukkan bahwa fasa MgTiO3 terbentuk lebih sempurna pada sampel MZTS dibandingkan pada sampel MT. Puncak difraksi milik fasa TiO2 (Rutile) dan puncak difraksi milik fasa MgO (Periclase) masih ditemukan secara signifikan pada pola XRD sampel MT. Keberadaan kedua fasa tersebut menandakan bahwa keduanya belum bereaksi secara sempurna untuk membentuk fasa MgTiO3. Berbeda dengan pola XRD MT, pada pola XRD sampel MZTS, puncak difraksi milik fasa MgO sama sekali tidak ditemukan. Sedangkan puncak difraksi milik fasa TiO2 tidak signifikan. Dapat disimpulkan bahwa penambahan ion Zn dan Sn pada sistem (Mg0,6Zn0,4)(Ti0,99Zn0,01)O3 mampu membentuk larutan padat MZTS. Pada suhu kalsinasi yang sama, penambahan ion Zn dan Sn pada sistem tersebut mampu mempercepat pembentukan fasa MgTiO3 sehingga fasa MgTiO3 terbentuk lebih stabil. Kata Kunci: Metode pencampuran larutan, Uji Struktur, Hasil uji XRD serbuk MZTS. Abstract Powder synthesis (Mg0,6Zn0,4)(Ti0,99Zn0,01)O3 has been carried out (abbreviated MZTS) by using a solution mixing method, with the initial material in the form of metal powder Mg, Zn, Ti, and Sn (Merck). MZTS powder is calcined at a temperature of 550 °C and stored for 2 hours. The XRD test results show that MZTS powder has a structure consisting of the phase MgTiO3 as the main phase and TiO2 as the secondary phase. Furthermore, the XRD test results from the MZTS sample were compared with the XRD test results of the MgTiO3 without doping (called MT) which was also calcined at the same temperature. The results of this comparison indicate that the MgTiO3 phase was formed more perfectly in the MZTS sample than in the MT sample. The diffraction peaks belonging to TiO2 (Rutile) and the diffraction peaks belonging to the MgO (Periclase) phase were still found significantly in the XRD pattern of the MT samples. MgTiO3. Unlike the XRD MT pattern, in the XRD pattern of the MZTS sample, the diffraction peaks belonging to the MgO phase were not found at all. While the diffraction peaks belonging to the TiO2 phase are not significant. Can be removed from this amount Zn and Sn on the system (Mg0,6Zn0,4)(Ti0,99Zn0,01)O3 is able to fulfill the needs of MZTS. At the same calcination temperature, add Zn and Sn ions to this system which support the increase of the MgTiO3 phase so that the MgTiO3 phase is formed more stable. Key Words: liquid mixing method, structure test, XRD test result of MZTS powder.
FABRIKASI KERAMIK (Mg0,6Zn0,4)TiO3+x wt.% Bi2O3 HASIL SINTESIS DENGAN METODE PENCAMPURAN LARUTAN DAN PENGARUH VARIASI x wt.% Bi2O3 TERHADAP STRUKTUR DAN DENSITAS KERAMIK Durrotun Nisa’; Frida Ulfah Ermawati
Inovasi Fisika Indonesia Vol 9 No 2 (2020)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (462.66 KB) | DOI: 10.26740/ifi.v9n2.p15-20

Abstract

Abstrak Keramik berbasis MgTiO3 banyak dilaporkan sebagai bahan yang berpotensi untuk aplikasi sistem komunikasi pada frekuensi gelombang mikro. Pada artikel ini dilaporkan hasil fabrikasi keramik (Mg0,6Zn0,4)TiO3 (MZT04) + x wt.%  Bi2O3 (x = 0, 1 dan 5) dan dikaji pengaruhnya terhadap struktur dan densitasnya. Fabrikasi ketiga keramik tersebut diperoleh dari serbuk hasil sintesis dengan metode pencampuran larutan menggunakan bahan awal serbuk logam Mg, Zn, dan Ti (Merck) serta HCl 12 M dan dikalsinasi pada suhu 550 ℃ selama 2 jam. Pencampuran Bi2O3 dilakukan dengan proses ball milling dan kompaksi dengan tekanan 10 MPa kemudian disinter pada suhu 1000 ℃ selama 4 jam. Analisis struktur dengan uji XRD menunjukkan bahwa serbuk MZT04 terdiri dari fasa MgTiO3 sebagai fasa utama dan TiO2 sebagai fasa impuritas. Sedangkan untuk keramik dengan penambahan 0, 1 dan 5 wt.% Bi2O3 terdiri dari fasa MgTiO3 sebagai fasa utama dengan % molar = (96,47 ± 2,95), (96,79 ± 1,79) dan (97,53 ± 1,88) dan sisanya MgO sebagai fasa impuritas. Bertambahnya wt.% Bi2O3 menyebabkan penurunan % molar fasa MgO, memperkecil ukuran parameter kisi dan volume sel satuan. Fakta tersebut didukung dengan terjadinya pergeseran posisi 2θ puncak MgTiO3 (104) dari 32,86 menjadi 33,02°. Penambahan wt.% Bi2O3 tersebut juga mampu meningkatkan densitas Archimedes dari 3,315 menjadi 3,762 g/cm3. Dapat disimpulkan bahwa variasi penambahan 0, 1 dan 5 wt.% Bi2O3 pada keramik MZT04 berpengaruh terhadap struktur dan densitasnya, yaitu menyebabkan pembentukan fasa MgTiO3 hampir tunggal, memperkecil ukuran parameter kisi dan volume sel satuan serta meningkatkan nilai densitas Archimedes.   Kata Kunci: (Mg0,6Zn0,4)TiO3, wt.% Bi2O3, keramik, struktur, densitas Archimedes     Abstract MgTiO3-based ceramics are widely reported as potential materials for communication system applications at microwave frequencies. In this article, the ceramic fabrication of (Mg0.6Zn0.4)TiO3 (MZT04) + x wt.% Bi2O3 (x = 0, 1 and 5) were examined and their effects on structure and density were reported. Fabrication of the three ceramics was obtained from the powder synthesized by liquid mixing method from Mg, Zn, and Ti (Merck) metal powder as well as 12 M HCl and calcined at 550 ℃ for 2 hours. Bi2O3 mixing was carried out by ball milling and compacting with a pressure of 10 MPa and sintered at 1000 ℃ for 4 hours. Analysis of the structure by XRD showed that MZT04 powders consisted of the MgTiO3 phase as the main phase and TiO2 as the impurity phase. While for the ceramics with 0, 1 and 5 wt.% Bi2O3, the samples consist of MgTiO3 phase as the main phase with % molar = (96.47 ± 2.95), (96.79 ± 1.79) and (97.53 ± 1.88) and the remaining MgO as an impurity phase. The increase in % wt Bi2O3 causes a decrease in the presence of the MgO phase, reducing the size of the lattice parameter and the volume of unit cells. This fact was supported by the shifting of  of the (104) MgTiO3 peak from 2θ = 32.86 to 33.02°. The addition of wt.% Bi2O3 was also able to increase the Archimedes density from 3.315 to 3.762 g/cm3. It can be concluded that the variation of 0, 1 and 5 wt.% Bi2O3 into MZT04 ceramic systems affects the structure and density of the systems, i.e. leads to the formation of nearly single phase of MgTiO3, reducing the size of the lattice parameter and the volume of unit cells and increasing the Archimedes density.   Keywords: (Mg0,6Zn0,4)TiO3, wt.% Bi2O3, ceramics, structure, Archimedes density
SINTESIS DAN FABRIKASI KERAMIK (Mg0,8Zn0,2)TiO3 + 2 wt% Bi2O3 SEBAGAI BAHAN DIELEKTRIK SERTA KARAKTERISASI STRUKTUR DAN DENSITASNYA AKIBAT VARIASI WAKTU TAHAN SINTER Nanda Rettiningtyas; Frida Ulfah Ermawati
Inovasi Fisika Indonesia Vol 9 No 2 (2020)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (597.547 KB) | DOI: 10.26740/ifi.v9n2.p25-33

Abstract

Abstrak Telah dilakukan sintesis serbuk (Mg0,8Zn0,2)TiO3 disingkat MZT02 dan fabrikasi keramik MZT02 + 2 wt% Bi2O3 disingkat MZT02-2. Sintesis serbuk MZT02 tersebut dilakukan menggunakan metode pencampuran larutan dengan bahan awal berupa serbuk logam Mg, Zn, Ti (Merck) dan HCl 12 M (37 %) sebagai pelarut. Serbuk MZT02 hasil sintesis dikalsinasi pada suhu 550 °C selama 2 jam. Fabrikasi keramik MZT02-2 dilakukan dengan ball milling serbuk MZT02 + 2 wt% Bi2O3 (untuk mempercepat proses pemadatan), kompaksi pada tekanan 20 MPa dan sinter pada suhu 1100 °C dengan variasi waktu tahan 4, 6 dan 8 jam. Karakterisasi struktur dengan uji XRD menunjukkan bahwa serbuk MZT02 mengandung MgTiO3 dengan % molar = 8,76; sedangkan keramik dengan waktu tahan sinter 4 dan 6 jam mengandung MgTiO3 dengan % molar = 92,61 dan 94,44 sisanya TiO2 rutile sebagai fasa impuritas. Pada keramik dengan waktu tahan sinter 8 jam terdapat 3 fasa, yaitu MgTiO3 = 83,83 % molar; MgTi2O5 = 8,44 % molar dan sisanya TiO2 rutile. Bertambahnya waktu tahan sinter menyebabkan parameter kisi dan volume sel satuan pada keramik MZT02-2 berkurang. Karakterisasi densitas dilakukan dengan uji densitimeter menggunakan metode Archimedes yang hasilnya berturut-turut 3,382; 3,582 dan 3,667 g/cm3 untuk keramik dengan waktu tahan sinter 4, 6 dan 8 jam. Dapat disimpulkan bahwa waktu tahan sinter mempengaruhi struktur maupun densitas keramik MZT02-2. Kandungan MgTiO3 yang tinggi (> 90 % molar) dan densitas yang tinggi (≥ 3,5) menunjukkan bahwa keramik MZT02-2 berpotensi sebagai kandidat bahan dielektrik yang baik, misalnya komponen untuk divais elektronik dan sistem komunikasi nirkabel.   Kata Kunci: metode pencampuran larutan, fabrikasi keramik, MZT02, MZT02-2, Bi2O3.   Abstract Synthesis of powder (Mg0,8Zn0,2)TiO3 abbreviated as MZT02 and fabrication of MZT02 + 2 wt% Bi2O3 ceramics (abbreviated as MZT02-2) have been carried out. The MZT02 powder synthesis was completed using a liquid mixing methode with starting material in the form of metal powder Mg, Zn, Ti (Merck) and 12 M HCl (37%) as a solvent. The MZT02 powder was calcined at 550 °C for 2 hours. Fabrication of MZT02-2 ceramics was carried out with ball milling MZT02 powder + 2 wt% Bi2O3 (to speed up the compaction process) and press the compacted powder at 20 MPa followed by sinter at 1100 °C with variations in a holding time of 4, 6 and 8 hours. Structure characterization by XRD showed that the MZT02 powder contained MgTiO3 with a % molar = 88,76; while ceramics with a holding time of 4 and 6 hours contain MgTiO3 with a % molar = 92,61 and 94,44; the remaining is TiO2 rutile as an impurity phase. There are 3 phases in ceramics with holding time of 8 hours, namely MgTiO3 = 83,83 % molar; MgTi2O5 = 8,44 % molar and the remaining is TiO2 rutile. Increasing the holding time causes lattice parameters and unit cell volumes in MZT02-2 ceramics to decrease. Density characterization of the ceramics was carried out using the Archimedes method and the result is 3,382; 3,582 and 3,667 for 4, 6 and 8 hours of a holding time. It can be concluded that the holding time affects the structure and density of MZT02-2 ceramics. High content of MgTiO3 (> 90 % molar) and high density (≥ 3,5) indicates that MZT02-2 are potential candidates for good dielectric materials, for example as components for electronic devices and wireless communication systems.   Keywords: liquid mixing method, ceramic fabrication, MZT02, MZT02-2, Bi2O3.
FABRIKASI DAN KARAKTERISASI STRUKTUR DAN DENSITAS KERAMIK (Mg0,5Zn0,5)TiO3+x wt.% Bi2O3 SEBAGAI KANDIDAT MATERIAL DIELEKTRIK Feby Y. Rostianbudi; Frida Ulfah Ermawati
Inovasi Fisika Indonesia Vol 9 No 2 (2020)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (391.426 KB) | DOI: 10.26740/ifi.v9n2.p72-77

Abstract

AbstrakTelah dilakukan fabrikasi dan karakterisasi keramik (Mg0,5Zn0,5)TiO3 (disingkat MZT05)+x wt.% Bi2O3 (x = 0, 1, 3, 5 dan 7) yang diharapkan mampu menghasilkan keramik berbasis MgTiO3 sebagai kandidat material dielektrik. Fabrikasi keramik dilakukan dengan proses milling antara serbuk kristalin MZT05 dengan x wt.% Bi2O3 kemudian hasilnya dikompaksi pada tekanan 10 MPa dan disinter pada suhu 1000 C selama 2 jam untuk menjadi keramik MZT05+x wt.% Bi2O3. Karakterisasi struktur dengan uji XRD menunjukkan bahwa keramik MZT05+0 wt.% Bi2O3 mengandung MgTiO3 sebagai fasa utama dengan % molar = 94,23 dan sisanya TiO2 rutile. Pada komposisi 1, 3 dan 5 wt.% Bi2O3 diperoleh fasa tunggal MgTiO3 (100% molar), sedangkan pada komposisi 7 wt.% Bi2O3 hanya memberikan fasa MgTiO3 = 53,13 % molar, TiO2 rutile = 42,20 % molar dan sisanya Mg2TiO4. Karakterisasi densitas keramik MZT05+x wt.% Bi2O3 memberikan nilai-nilai yang terus meningkat seiring bertambahnya wt.% Bi2O3 dari 0–7 wt.%, yakni dari 3,57 menjadi 3,72 g/cm3. Dapat disimpulkan bahwa keramik MZT05+0, 1, 3 dan 5 wt.% Bi2O3 lebih direkomendasikan sebagai kandidat material dielektrik berbasis MgTiO3 karena memiliki kandungan MgTiO3 yang sangat tinggi (94,23 % molar untuk 0 wt.% Bi2O3 dan 100 % molar untuk 1, 3 dan 5 wt.% Bi2O3), serta memiliki densitas yang tinggi pula. Sedangkan pada komposisi 7 wt.% Bi2O3 tidak direkomendasikan karena kandungan fasa MgTiO3 menjadi sangat rendah (53,13 % molar) disertai fasa sekunder Mg2TiO4 yang berpotensi menurunkan sifat dielektrik keramik meskipun memiliki densitas yang paling tinggi. Kata Kunci: Fabrikasi keramik MZT05+x wt.% Bi2O3, struktur, densitas AbstractFabrication and characterization of (Mg0,5Zn0,5)TiO3 ceramics (abbreviated as MZT05)+x wt.% Bi2O3 (x = 0, 1, 3, 5 and 7) which is expected to be able to produce MgTiO3-based ceramics as a candidate for dielectric materials has been undertaken. The ceramic fabrication was carried out by milling process between MZT05 crystalline powder and x wt.% Bi2O3. The product was compacted at 10 MPa and sintered at 1000 C for 2 hours to obtain MZT05+x wt.% Bi2O3 ceramics. Characterization of the structure by XRD showed that MZT05+0 wt.% Bi2O3 ceramic contained MgTiO3 as the main phase with % molar = 94.23 and the remaining is rutile TiO2. The addition of 1, 3 and 5 wt.% Bi2O3 gave rise to a single phase of MgTiO3 (100 % molar), while the addition of 7 wt.% Bi2O3 resulted in MgTiO3 phase was only 53.13 % molar, rutile TiO2 = 45.20 % molar and the remaining is Mg2TiO4. Density characterization of the ceramic MZT05+x wt.% Bi2O3 provides the values that increase with increasing of wt.% Bi2O3 from 0 to 7 wt.%, which is 3.57 to 3.72 g/cm3. It can be concluded that MZT05+0, 1, 3 dan 5 wt.% Bi2O3 ceramics are more recommended as candidates for MgTiO3-based dielectric materials because they  contain MgTiO3 phase (94.23 % molar for 0 wt.% Bi2O3 and 100 % molar for 1, 3 dan 5 wt.% Bi2O3) and have high densities, while the addition of 7 wt.% Bi2O3 is not recommended because the MgTiO3 content was very low (53.13 % molar), accompanied by the secondary Mg2TiO4 phase which potentially reduced the ceramic dielectric properties despite having the highest density.
PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP MIKROSTRUKTUR DAN DENSITAS KERAMIK (Mg0,9Zn0,1)TiO3 + 2 %wt Bi2O3 HASIL SINTESIS MENGGUNAKAN METODE PENCAMPURAN LARUTAN Lina Zendya; Frida Ulfah Ermawati
Inovasi Fisika Indonesia Vol 9 No 2 (2020)
Publisher : Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (803.404 KB) | DOI: 10.26740/ifi.v9n2.p145-151

Abstract

AbstrakTelah dilakukan sintesis serbuk (Mg0,9Zn0,1)TiO3 (disingkat MZT01) dan fabrikasi keramik MZT01+2 %wt Bi2O3. Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi pengaruh variasi tekanan kompaksi keramik MZT01+2 %wt Bi2O3 terhadap mikrostruktur dan densitas bulk. Sintesis serbuk MZT01 dilakukan mengikuti metode pencampuran larutan dengan bahan awal berupa serbuk logam Mg, Zn, Ti (Merck) dan HCl 12 M sebagai pelarut. Serbuk MZT01 hasil sintesis tersebut dikalsinasi pada suhu 550 °C selama 2 jam. Fabrikasi keramik dilakukan dengan menambahkan 2 %wt Bi2O3 pada serbuk MZT01 dengan ball milling pada kecepatan 500 rpm selama 5 jam. Serbuk MZT01+2 %wt Bi2O3 kemudian dikompaksi menggunakan die press berdiameter 10 mm dengan variasi tekanan 10, 15, dan 20 MPa dan disinter pada suhu 1100 °C selama 4 jam. Berdasarkan karakterisasi struktur dengan uji XRD, serbuk MZT01 mengandung fasa utama MgTiO3 (93,10 % molar) dan fasa impuritas TiO2 rutil (0,25 % molar) dan MgO (6,65 % molar). Sedangkan untuk keramik MZT01+2 %wt Bi2O3 15 MPa terdiri fasa utama MgTiO3 (99,56 % molar) dan sisanya TiO2 rutil. Karakterisasi mikrostruktur dengan FESEM menunjukkan adanya crack yang cenderung meningkat dengan bertambahnya tekanan kompaksi. Belum diketahui pasti apa penyebab crack tersebut, namun hal tersebut mungkin berkaitan dengan kombinasi yang dianggap belum sesuai antara ketiga nilai tekanan, diameter die press dan suhu sinter tersebut. Meski demikian, ketiga kombinasi tersebut telah mampu menunjukkan adanya pertumbuhan butir, yaitu ukuran diameter rata-rata butir meningkat dari 105 nm (10 MPa), 156 nm (15 MPa) menjadi 168 nm (20 MPa). Karakterisasi densitas bulk keramik dengan metode Archimedes juga menghasilkan nilai densitas yang meningkat, yaitu dari 2,8 g/cm3 (10 MPa), 3,6 g/cm3 (15 MPa) menjadi 3,8 g/cm3 (20 MPa). Kata Kunci: metode pencampuran larutan, fabrikasi keramik MZT01+2 %wt Bi2O3, tekanan kompaksi, FESEMAbstractSynthesis of (Mg0,9Zn0,1)TiO3 powder (abbreviated as MZT01) and fabrication of MZT01+2 %wt Bi2O3 ceramics have been carried out. This study aims to investigate the effect of pressure variation ceramic MZT01+2 %wt Bi2O3 on microstructure and bulk density. Synthesis of the powder was completed following the liquid mixing methode using Mg, Zn and Ti (Merck) metal powders as the starting materials and HCl 12 M as the solvent. The powder was calcined at 550 °C for 2 hours. The ceramic was fabricated by adding 2 %wt Bi2O3 to the MZT01 powder using ball milling at 550 rpm for 5 hours. The mixed powders was pressed at 10, 15, and 20 MPa using a 10-mm diameter of cycindrical die press and sintered at 1100 °C for 4 hours.  Based on the structure characterization using XRD, MZT01 powder consisted of the main MgTiO3 phase (93.10 % molar), and TiO2 rutile (0.25 % molar) and MgO (6.65 %) as the impurity phases. The MZT01+2 %wt Bi2O3 15 MPa ceramic consists of MgTiO3 (99,56 % molar) and the remaining is TiO2 rutile. Microstructural characterization with FESEM shows cracks which tend to increase with increasing compacting pressure. It was not yet known exactly what causes these cracks, but it may be related to combinations that are deemed incompatible between the three pressure values, diameter die press  and temperature of the sinter. However, the three combinations have been able to show the growth of grains, i.e. the average diameter size of grains increased from 105 nm (10 MPa), 156 nm (15 MPa) to 168 nm (20 MPa). Characterization of ceramic bulk density by the Archimedes method also results in increased values, from 2.8 g/cm3 (10 MPa), 3.6 g/cm3 (15 MPa) to 3.8 g/cm3 (20 MPa).Keywords: liquid mixing method, MZT01+2 %wt Bi2O3 ceramic fabriation, compacting pressure, FESEM