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

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 TiO2rutile 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 TiO2rutile. 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 TiO2rutile 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 TiO2rutile. 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.


Full Text:

PDF

Refbacks

  • There are currently no refbacks.