Frida Ulfah Ermawati
Program Studi Fisika Jurusan Fisika FMIPA Unesa

Published : 2 Documents Claim Missing Document
Claim Missing Document
Check
Articles

Found 2 Documents
Search

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.