Article Per Year (5 Year)
p-Index From 2021 - 2026
4.129
P-Index
This Author published in this journals
All Journal Inovasi Pendidikan Fisika Jurnal Neutrino : jurnal fisika dan aplikasinya Jurnal Fisika Unand JFA (Jurnal Fisika dan Aplikasinya) Berkala Ilmiah Pendidikan Fisika Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya PENDIPA Journal of Science Education JPF : JURNAL PENDIDIKAN FISIKA Jurnal Ilmu Fisika Indonesian Physical Review Madaniya Lumbung Inovasi: Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat Inovasi Fisika Indonesia (IFI) Prisma Sains: Jurnal Pengkajian Ilmu dan Pembelajaran Matematika dan IPA IKIP Mataram
Frida Ulfah Ermawati
Physics Department, Faculty Of Mathematics And Natural Sciences, Universitas Negeri Surabaya
Religion Aerospace Engineering Humanities Astronomy Biochemistry, Genetics & Molecular Biology Chemistry Earth & Planetary Sciences Education Electrical & Electronics Engineering Energy Engineering Environmental Science Languange, Linguistic, Communication & Media Law, Crime, Criminology & Criminal Justice Library & Information Science Materials Science & Nanotechnology Mathematics Physics Social Sciences Other

Published : 50 Documents Claim Missing Document
Claim Missing Document
Check
Articles

Found 50 Documents
Search

 1   2   3   4   5 
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.
CHARACTERIZATION OF (Mg0.5ZN0.5)TiO3 CERAMICS AS MATERIAL CANDIDATES FOR DIELECTRIC RESONATOR AT MICROWAVE FREQUENCY Mugni Muammar, Asep; Ulfah Ermawati, Frida
Indonesian Physical Review Vol. 5 No. 2 (2022)
Publisher : Universitas Mataram

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.29303/ipr.v5i2.142

Abstract

MgTiO3 ceramic is one of the dielectric materials used as a signal generator (dielectric resonator) in microwave telecommunication devices. This research is intended to explore the possibility of a new composition of MgTiO3-based ceramic, i.e. (Mg0.5Zn0.5)TiO3 (abbreviated MZT05) as a dielectric resonator material. The aim was to characterize the resonant frequency of the ceramics on the microwaves (measured using spectrum analyzer), and the results were correlated to structure (X-Ray Diffraction, XRD), microstructure (Scanning Electron Microscope, SEM), and bulk density data (Archimedes method) of the ceramics. The work was begun by compacting the MZT05 crystalline powder in a cylindrical shape with a diameter of 5 mm using a uniaxial die press to produce tablets. The tablets were sintered at 1300 ºC with variations holding times of 6, 8, and 10 h to produce ceramics. The structural data revealed that the MgTiO3 phase was identified as the main ceramics, i.e. (96.32-98.70) %molar. The bulk density increased with increasing sinter holding time, from 2.75 g/cm3 (6 h), 2.84 g/cm3 (8 h) to 2.99 g/cm3 (10 h) due to the increase in grain size diameter from 919.75 nm (6 h), 1090.62 nm (8 h) to 1180.72 nm (10 h) accompanied by a decrease in the size of the pore diameter from 924.14 nm (6 h), 917.05 nm (8 h) to 800.22 nm (10 h). The ceramics produced resonant frequencies of 5.07–5.08 GHz, which implies that the ceramics are proven to be potential candidates for dielectric resonator materials at microwave frequencies, especially at 5.07-5.08 GHz. The varying sinter holding time seems not to influence the resonant frequency of the ceramics because the variation holding times produce similar resonant frequencies.
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
ANALISIS XRD DAN EDX TERHADAP KEBERADAAN FASA-FASA PADA KERAMIK (Mg0,8Zn0,2)TiO3 DENGAN DAN TANPA PENAMBAHAN V2O5 Maulidiya Fadilatul Latifa; Frida Ulfah Ermawati
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 14 No. 3 (2025): Vol 14 No 3
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v14n3.p340-348

Abstract

Abstrak Keramik dielektrik merupakan material penting untuk aplikasi telekomunikasi pada gelombang mikro. MgTiO3 menjadi salah satu material dielektrik yang berpotensi untuk aplikasi tersebut. Agar mendapatkan sifat material yang lebih baik dibandingkan dengan sifat material aslinya, maka salah satu cara yang dapat dilakukan ketika fabrikasi keramik dielektrik adalah dengan menambahkan dopan berupa ion atau liquid additive agent (LAA) yang memenuhi syarat tertentu. Makalah ini bertujuan untuk melaporkan analisis pembentukan fasa-fasa yang terbentuk pada keramik (Mg0,8Zn0,2)TiO3 (disingkat MZT02) dengan dan tanpa penambahan 4 %wt. V2O5 sebagai LAA berdasarkan uji XRD dan EDX. Serbuk MZT02 disintesis dengan metode liquid mixing, dikalsinasi pada suhu 500 °C selama 5 jam. Sebagian serbuk kristalin MZT02 ditambah 4 %wt. V2O5 menggunakan planetary ballmill. Serbuk kristalin dengan dan tanpa V2O5 dikompaksi secara konvensional pada tekanan 8 MPa selama 10 detik menjadi pelet silinder pejal berdiameter 8 mm. Sinter dilakukan pada suhu 1100 °C selama 4 jam sebelum dikarakterisasi. Analisis XRD menunjukkan fasa utama MgTiO3 disertai dengan fasa intermediat Mg2TiO4 pada kedua keramik uji tersebut. Pada keramik MZT02+V2O5, %molar fasa MgTiO3 meningkat sedangkan fasa Mg2TiO4 turun dibandingkan dengan %molar pada keramik MZT02. Data parameter kisi dan volume sel satuan naik pada keramik MZT02+V2O5. Analisis EDX mendeteksi unsur-unsur bahan awal  yang digunakan yaitu Mg, Ti, Zn, dan O pada kedua keramik uji dengan rasio mendekati rasio unsur-unsur pada fasa MgTiO3 dan Mg2TiO4. Dengan demikian, analisis fasa-fasa pada keramik uji berdasarkan uji XRD dan EDX saling mendukung satu sama lain.   Abstract Dielectric ceramics are important materials for telecommunication applications in microwaves. MgTiO3 is one of the dielectric materials that has the potential for these applications. In order to obtain better material properties compared to the original material properties, one method that can be done when fabricating dielectric ceramics is by adding dopants in the form of ions or liquid additive agents (LAA) that meet certain requirements. This study focused on analyzing the phase formation in (Mg0.8Zn0.2)TiO3 ceramics (referred to as MZT02) both without and with the addition of 4 wt.% V2O5 as a LAA based on XRD and EDX tests. MZT02 powder was synthesized by the liquid mixing method, calcined at 500 °C for 5 hours. Part of the crystalline MZT02 powder was added with 4 wt.% V2O5 using a planetary ball mill. Crystalline powders with and without V2O5 were conventionally compacted at 8 MPa for 10 seconds into 8 mm solid cylindrical pellets. Prior to characterization, the pellets were sintered at 1100 °C for 4h. XRD confirmed that MgTiO3 was the primary phase, with Mg2TiO4 appearing as a secondary phase in both ceramic samples. In MZT02+V2O5 ceramics, the molar % of MgTiO3 phase increased while the molar % of Mg2TiO4 phase decreased compared to the molar % of MZT02 ceramics. Lattice parameter data and unit cell volume increased in MZT02+V2O5 ceramics. EDX analysis detected the elements of the starting materials used, namely Mg, Ti, Zn, and O in both test ceramics with a ratio close to the elemental ratios of MgTiO3 and Mg2TiO4 phases. Thus, the phase analysis in the test ceramics based on XRD and EDX tests supports each other.
DISTRIBUSI UKURAN BUTIR DAN PERMITIVITAS RELATIF KERAMIK TiO2 RUTIL Wilda Kusumaningtyas; Frida Ulfah Ermawati
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 14 No. 3 (2025): Vol 14 No 3
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v14n3.p421-428

Abstract

Abstrak TiO2 rutil adalah salah satu material fungsional yang mempunyai banyak potensi aplikasi, salah satunya adalah sebagai resonator dielektrik microwave. Agar dapat berfungsi sebagai resonator dielektrik, material ini harus memiliki permitivitas relatif yang unggul. Permitivitas relatif dipengaruhi oleh keberadaan fasa utama, fasa sekunder, ukuran butir, serta nilai densitas. Apabila material memiliki fasa tunggal dan densitas tinggi, maka faktor fasa sekunder dapat diabaikan sehingga menyisakan faktor ukuran butir. Tujuan dari makalah ini adalah melaporkan analisis ukuran butir dan permitivitas relatif dari keramik padat fasa tunggal TiO2 rutil melalui uji XRD, SEM, dan VNA. Serbuk rutil disintesis dari pelarutan serbuk logam Ti dengan HCl. Serbuk hasil dikalsinasi pada 800 °C selama 4 jam. Serbuk kristalin dikompkasi menggunakan cylindrical die press berdiameter 12 mm dan hydraulic hand press pada tekanan 10 MPa menghasilkan pelet. Pelet disinter pada 1000 °C ditahan 4 jam sehingga menghasilkan keramik TiO2 rutil. Hasil refinement XRD menunjukkan fasa tunggal TiO2 rutil dengan parameter kisi dan vol. sel satuan yang konsisten terhadap TiO2 rutil (PDF Nomor 21-1276). Hasil SEM memperlihatkan morfologi permukaan yang padat dengan distribusi ukuran butir yang memenuhi kurva normal pada rentang 0,30 - 2,60 µm dan rata-rata ukuran butir yaitu 1,00 ± 0,01 µm. Uji VNA menghasilkan permitivitas relatif sebesar 20,283 pada frekuensi 4-6 GHz.   Abstract Rutile TiO2 exhibits versatile functionality with numerous potential applications, such as serving as a microwave dielectric resonator. To serve this purpose, the material must exhibit a high relative permittivity. The presence of a primary phase, secondary phases, as well as grain size and density, are key factors affecting this property. When the material achieves a single-phase structure with high density, the influence of secondary phases can be disregarded, leaving grain size as a critical factor. This study focuses on presenting the grain size characteristics and relative permittivity of dense single-phase rutile TiO2 ceramics based on XRD, SEM, and VNA analyses. The synthesis of rutile powder involved dissolving metallic Ti powder in HCl and subsequently performing calcination at 800 °C for 4 h. Pellets were produced by compacting the crystalline powder with a 12 mm cylindrical die press and applying a pressure of 10 MPa using a hydraulic hand press. The pellet was sintered at 1000 °C with a 4h dwell, yielding a rutile TiO2 ceramic. XRD refinement confirmed a single-phase rutile structure (PDF No. 21-1276) with consistent lattice parameters and unit cell volume. SEM observations showed a dense microstructure, with the grain size distribution fitting a normal curve, spanning from 0.30 – 2.60  micrometer and an average grain size of 1.00 ± 0.01micrometer. VNA measurements indicated a relative permittivity of 20.283 in the 4–6 GHz frequency range.
FENOMENA DISTORSI KISI PADA KERAMIK TiO2 RUTIL BERDASARKAN UJI XRD DAN PERSAMAAN DEBYE SCHERRER nida alifah; Frida Ulfah Ermawati
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 15 No. 1 (2026): Vol 15 No 1
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v15n1.p92-102

Abstract

Abstrak Titanium Dioksida (TiO2) rutil merupakan material keramik dielektrik yang berpotensi diaplikasikan pada berbagai perangkat microwave seperti resonator dielektrik, kapasitor, filter, dan antena. Dalam makalah ini, bubuk TiO2 rutil disintesis menggunakan metode sederhana (pelarutan serbuk logam Titanium dengan HCl), dikasinasi pada suhu 800 ℃ selama 4 jam hingga menjadi serbuk kristalin. Serbuk kristalin difabrikasi menjadi keramik TiO2 berdiameter 8 mm, disinter pada 1000 ℃ selama 4, 6, dan 8 jam. Uji XRD dilakukan guna mengetahui struktur keramik TiO2 berupa parameter kisi, mikrostrain (distorsi kisi), dan ukuran kristalit. Metode sintesis sederhana tersebut ternyata mampu menghasilkan fasa tunggal rutil. Variasi waktu tahan sinter mempengaruhi parameter kisi keramik, yaitu menjadi lebih besar dari parameter kisi pada kartu PDF No. 21-1276; dengan kata lain variasi waktu tahan sinter menyebabkan distorsi kisi. Menariknya, fenomena distorsi tersebut semakin kecil seiring dengan meningkatnya waktu tahan sinter. Penyebab berkurangnya distorsi tersebut belum dapat dijelaskan hingga makalah ini ditulis. Selain itu, penyusutan distorsi kisi ini didukung oleh data mikrostrain dan ukuran kristalit (Debye Scherrer). Mikrostrain turun dari 2,53 (4 jam) menjadi 2,52 (6 jam) dan 2,48 (8 jam), sedangkan ukuran kristalit naik dari 35,794 nm (4 jam) menjadi 35,983 nm (6 jam) hingga 36,754 nm (8 jam). Abstract Rutile Titanium Dioxide (TiO2) is a dielectric ceramic material with potentiallin various microwave devices such as dielectric resonators, capacitors, filters, and antennas. In this paper, rutile TiO2 powder was synthesized using a simple method involving the dissolution of titanium metal powder in HCl, followed by calcination at 800 ℃ for 4 hours to obtain a crystalline powder. The crystalline powder was then fabricated into TiO2 ceramics with a diameter of 8 mm, followed by sintering at 1000 ℃ for 4, 6, and 8 hours. X-ray Diffraction (XRD) analysis was conducted to investigate the structure of the TiO2 ceramics in terms of lattice parameters, microstrain (lattice distortion), and crystallite size. This simple synthesis method successfully produced a single rutile phase. Variations in sintering holding time affected the lattice parameters of the ceramics, which became larger than those reported in PDF Card No. 21-1276, indicating the presence of lattice distortion. Interestingly, the degree of lattice distortion decreased with increasing sintering holding time. This reduction in lattice distortion is attributed to elastic strain relaxation. Furthermore, the decrease in lattice distortion is supported by microstrain and crystallite size data obtained using the Debye-Scherrer method. The microstrain decreases from 2.53 (4 h) to 2.52 (6 h) and 2.48 (8 h), while crystallite size increased from 35.794 nm (4 h) to 35.983 nm (6 h) and finally to 36.754 nm (8 h).
Pengaruh Dopan Zn pada Keramik MgTio3 terhadap Peningkatan Parameter Kisi dan Volume Sel Satuan renitafitriani-13; Frida Ulfah Ermawati
Inovasi Fisika Indonesia Vol. 15 No. 2 (2026): Vol 15 No 2
Publisher : Prodi Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.26740/ifi.v15n2.p192-198

Abstract

Abstrak Material keramik dielektrik merupakan material yang menarik perhatian dalam pengembangan resonator dielektrik gelombang mikro, dan teknologi nirkabel modern. Magnesium Titanate (MgTiO3) menjadi satu di antara komponen yang dapat dimanfaatkan dalam aplikasi tersebut. Sifat asli keramik delektrik MgTiO3 dapat dibuat lebih baik dengan menambahkan ion dopan. Terkait hal tersebut, makalah ini melaporkan karakterisasi struktur keramik dengan komposisi baru, yakni 20% mol dopan Zn pada (Mg0,8Zn0,2)TiO3 (MZT02) melalui data XRD. Dopan Zn ditambahkan untuk mengetahui perubahan ukuran parameter kisi dan vol. sel satuan dibandingkan dengan tanpa diberi dopan. Data struktur MZT02 dibandingkan dengan data struktur MgTiO3 tanpa dopan (MZT0). Serbuk MZT0 dan MZT02 disintesis melalui metode pencampuran larutan sesuai stoikiometri, dengan bahan awal serbuk logam Mg, Ti, dan Zn serta HCl 12 M. Serbuk amorf MZT0 dikalsinasi pada 700 °C, sedangkan MZT02 pada 500 °C masing-masing selama 5 jam. Serbuk kristalin dikompaksi menggunakan hidrolik hand press (8 MPa, 10 detik) menjadi pelet silinder pejal berdiameter 8 mm dan disinter pada 1100 °C selama 4 jam. Hasil XRD diperoleh parameter kisi c pada fasa utama MgTiO3 meningkat dari 13,903  10-2 nm (MZT0) menjadi 13,910  10-2 nm (MZT02). Peningkatan juga terlihat pada data volume sel satuan, yakni dari 307.71 ± 0.020  10-1 nm3 (MZT0) menjadi 307.81 ± 0.042  10-1 nm3 (MZT02). Peningkatan parameter kisi dan volume sel satuan disebabkan ukuran jari-jari Zn (0,074 nm) yang lebih besar dibandingkan dengan ukuran jari-jari Mg (0,072 nm). Distorsi kisi tersebut juga menyebabkan menurunnya nilai konstanta dielektrik () dan faktor Q pada keramik MZT02.   Abstract Dielectric ceramic materials are essential for the development of microwave dielectric resonators and modern wireless technology. Magnesium Titanate (MgTiO3) is one of the components used in that application. Original properties of MgTiO3 dielectric ceramics can be improved by added dopant ions. Therefore, this paper reports the structural characterization of (Mg0,8Zn0,2)TiO3 (MZT02) with 20 mol% Zn dopant via XRD. Structural data of MZT02 are compared with structural data of MgTiO3 without dopants (MZT0). Zn dopants added to determine the changes size of lattice parameters and volume of unit cell compared to without dopant. MZT0 and MZT02 powders were synthesized using stoichiometric solution mixing method, with Mg, Ti, and Zn metal powders and 12 M HCl as starting materials. Amorphous MZT0 powder was calcined at 700 °C, while MZT02 at 500 °C for 5 hours each. crystalline powder compacted using hydraulic-hand-press (8 MPa, 10 seconds) into solid cylindrical pellets with diameter 8 mm and sintered at 1100 °C for 4 hours. XRD results obtained that lattice parameter c of the main phase MgTiO3 increased from 13,903  10-2 nm (MZT0) to 13,910  10-2 nm (MZT02). Consequently, the unit cell volume increased from 307.71 ± 0.020  10-1 nm3 (MZT0) to 307.81 ± 0.042  10-1 nm3 (MZT02). Increase in the lattice parameter and unit cell volume was due to the larger radius of Zn (0.074 nm) compared to radius of Mg (0.072 nm).  Distortion of the lattice also causes a decrease the dielectric constant () and Q factor in MZT02 ceramics.
Co-Authors , NURITA Abror, Muhammad Dhafi Zainal Abu Zainuddin AISAHSARI, RAHAYU Akmalia, Anisa Dina Aretha Patricia Andriani AZIZAH IMAMAH, NUR Basmalah, Mazaya CHOIRUL ANNA NUR AFIFAH DHIMAS IRVAN ARDEANSYAH Durrotun Nisa’ DWI IKA YULIANTI Dzulkiflih Dzulkiflih Elga Nilawati Ermaningsih, Ernie Feby Y. Rostianbudi HADZIQUNNUHA AHFA, MUHAMMAD HANIFAH, LAILATUL IKA YULIANTI, DWI INDAH UTARI, JULI Indarniati Indarniati IRVAN ARDEANSYAH, DHIMAS ISFARA, LAILA Izza, Lailatul Kadarosman, Afandy Kemas Ahmad Zaini Thosin Lailatul Izza Lestari, Emilia Dwi Lina Zendya Maulidiya Fadilatul Latifa MENIK KURNIAWATI, DYAH MIFTAKHUL JANNAH, EMITA Mugni Muammar, Asep MUHAMMAD HADZIQUNNUHA AHFA Nabilla, Alya Putri Nanang Sudrajat, Nanang Nanda Rettiningtyas nida alifah Nila Apriliyanti Nilawati, Elga Nisrina Nur Ramadhani NOVYANTI NUR FIRDAUSI NUR AZIZAH IMAMAH NUR FIRDAUSI, NOVYANTI Putri, Veldiana Oktaviana renitafitriani-13 Rio Simatupang ROHMANASARI, FITRI SAADATUL FAJRIYYAH, NORIYATUS SAKINATUS ZAHRO Sukoco, Bagus Edi Sulaiman, Yaya Syadza Aisyah Hermadianti Syah Nanta Maulana Ishak TABAHYATI, SITI Taryana, Yana Thoifah, Thoifah Tony Seno Aji Widiya Kartika Putri Wilda Kusumaningtyas Yantidewi, Meta ZAHRO, SAKINATUS Zulfy Fardhany, Muhammad Fikri