Oleh : Kurniawati Choirur Rosyidah Dosen Pembimbing : Dr...
Transcript of Oleh : Kurniawati Choirur Rosyidah Dosen Pembimbing : Dr...
Oleh :
Kurniawati Choirur Rosyidah
Dosen Pembimbing :
Dr. Mochamad Zainuri, M. Si
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
1
OUTLINE
I. Pendahuluan
II. Tinjauan Pustaka
III. Metode Eksperimen
IV. Hasil dan Pembahasan
V. Kesimpulan dan Saran
2
A. Latar Belakang
I. PENDAHULUAN
Sistem Pertahanan Negara
Anti RADAR
RAS
RAM
Electrical Polianilin
Magnetical Barium M-Heksaferrit
Rekayasa Kemagnetan
Doping ion Zn2+
Komposit BaM/PANi insitu polymerization
Komposit BaM/PANi struktur core-shell
3
A. Latar Belakang
I. PENDAHULUAN
Penelitian Sebelumnya
Penelitian sekarang
4
B. Tujuan
I. PENDAHULUAN
1. Mengetahui pengaruh doping Zn terhadap sifat magnetik BaM (BaFe12-x
ZnxO19) dengan mekanisme doping dengan mengontrol beberapa parameter sintesis,
2. Mengetahui struktur dan konduktivitas listrik komposit BaM/PANi yang disintesis dengan metode insitu polymerization.
5
C. Batasan Masalah
I. PENDAHULUAN
Permasalahan dibatasi pada substitusi ion doping Zn2+ pada BaM (BaFe12-xZnxO19) dengan nilai variabel x = 0; 0,3; 0,5; 0,7 dan 0,9 dengan temperatur kalsinasi 10000C dengan lama penahanan 5 jam.
6
a. Barium M-Heksaferrit
II. TINJAUAN PUSTAKA
7
Struktur Hexagonal memanjang pada sumbu c
Medan Koersivitas dan anisotropi yang tinggi
Kontribusi momen magnetik setiap satu posisi dalam satu molekul BaM 1↑ trigonal bypiramidal, 7↑2↓ oktahedral, 2↓ tetrahedral (Pullar, 2012)
a. Barium M-Heksaferrit
II. TINJAUAN PUSTAKA
Anisotropi dan magnetisasi saturasi dari BaM dapat ditingkatkan dengan subtitusi ion non-magnetik seperti ion Zn2+. Hal ini disebabkan ion Zn2+ lebih cenderung menempati posisi tetrahedral dan dalam struktur BaM posisi tetrahedral mempunyai spin yang berlawanan dengan posisi oktahedral.
8
a. Barium M-Heksaferrit
II. TINJAUAN PUSTAKA
Ferrit Komposisi Ms (Am2/kg) Hc (Tesla)
BaM Kristal Tunggal 72 0,0594
Substitusi Zn
Substitusi Zn 65 0,0199
BaFe11.5Co0.5O19, 800–1000 oC
51–65 0,0151 - 0,0175
BaFe10.4Zn0.6Ti0.6
O19
60 0,0160
Sifat Kemagnetan dari BaM (Pullar, 2012)
9
b. Komposit core-shell BaM/PANi
II. TINJAUAN PUSTAKA
10
Insitu Polymerization Proses pembuatan polimer (PANi)
dengan menambahkan serbuk BaM
pada saat polimerisasi
b. Komposit core-shell BaM/PANi
II. TINJAUAN PUSTAKA
ukuran partikel komposit rata-rata ~ 190 nm, ukuran BaM sebagai core ~100 nm (Ramli, 2012)
11
III. METODOLOGI
1. Sintesis Barium M-Hexaferrite Dengan doping ion Zn2+untuk merekayasa sifat kemagnetannya
2. Polimerisasi sekaligus sintesis komposit (in situ polymerization).
12
III. METODOLOGI
Diagram Alir Proses Pembersihan Pasir Besi
13
Pasir
Besi
Separasi
Menggunakan
Magnet
Permanen
Menggunakan
Ultrasonic
cleaner
Reduksi
Ukuran
dengan Ball
Mill
Dikeringkan
III. METODOLOGI
Diagram Alir Sintesis BaM
14
Fe3O4
+ HCl
BaCO3
+ HCl
Zn +
HCl
Larutan ZnCl2,
BaCl2, FeCl3, dan FeCl2
Ditambahkan larutan NaOH
7M Prekursor
Serbuk kristalin
BaM
Sampai pH ~13, dicuci sampai pH
~10
Uji DTA/TGA
Uji XRD, SEM,
VSM
III. METODOLOGI
Amonium Peroxodisulfate
(APS)
Dilarutkan dalam aquades, diaduk dalam magnetic stirrer selama
30 menit
LARUTAN B
Anilin dan DBSA
Dilarutkan dalam aquades, diaduk dalam magnetic stirrer selama
30 menit
LARUTAN A
Serbuk BaM dan larutan A
diaduk dalam magnetic
stirrer selama 30 menit
Ditetesi larutan B diaduk dalam magnetic stirrer selama 8 jam dalam temperatur
1oC
Prekursor komposit BaM/PANi
Dicuci aquades sampai pH ~2
Dicuci dengan aceton
Komposit BaM/PANi pasta
Dikeringkan
Serbuk Komposit
BaM/PANi
Karakterisasi : •XRD •FTIR •SEM •Konduktifitas
Diagram Alir Sintesis Komposit BaM/PANi
15
IV. PEMBAHASAN
Unsur Conc unit
Al 1 %
Si 1,1 %
Fe 87,21 %
Ti 6,42 %
Identifikasi Unsur Pasir Besi sebelum dibersihkan
Unsur Conc unit
Si 0,63 %
Ti 6,87 %
Fe 89,93 %
Indentifikasi Unsur Pasir Besi Setelah dibersihkan
16
IV. PEMBAHASAN
Analisa Hasil Difraksi Sinar-X Pasir Besi dengan Menggunakan Software Match!2
Henny, dkk.,2013
17
IV. PEMBAHASAN
Kurva Analisis DTA/TGA Serbuk
Prekursor BaM
Hasil
Kalsinasi
18
Temperature (oC) Major Product Second Product
500 α-Fe2O3, BaO
600 α-Fe2O3, BaO BaFe2O4
700 α-Fe2O3, BaFe2O4 BaM, BaO
800 BaM, BaFe2O4 α-Fe2O3
900 BaM, Y BaFe2O4
1000 BaM, Y BaFe2O4
1100 Y, BaM BaFe2O4
1200 Z, Y, BaM W
1300 Z Y, W
1400 W, Z Pullar, 2012
IV. PEMBAHASAN
Pola Difraksi Sinar X (CuKα =1.54056 Å) Barium M-Heksaferrit dengan Variasi Doping Zn
19
IV. PEMBAHASAN
Variasi
Doping (X)
% weight
BaM
% weight
Hematit GoF
0 43.45 56.55 1.8
0,3 62.64 37.36 1.6
0,5 62.04 37.96 1.5
0,7 64.66 35.34 1.5
0,9 88.61 11.39 6.4
Komposisi Fase Relatif BaM untuk
Konsentrasi Doping yang Berbeda dengan
menggunakan metode Rietveld
20
Analisa morfologi BaM IV. PEMBAHASAN
Hasil SEM dari SrM dengan Pemanasan 1000oC (Pullar, 2012)
21
Sifat Kemagnetan IV. PEMBAHASAN
22
X
Medan
Koersivitas Hc
(Tesla)
Remanensi Mr
(emu/gram)
0 0,1734 8,334
0,3 0,0506 14,782
0,5 0,0591 10,243
0,7 0,0528 8,667
0,9 0,0801 10,095
IV. PEMBAHASAN
Pola Difraksi Komposit BaM/PANi
23
IV. PEMBAHASAN
24
Strecthing Referensi
(cm-1)
Eksperimen komposit
BaM/PANi (cm-1)
X=0 X=0,3 X=0,7
Metal Oxide 433 440,87 412,44 420,54
Metal Oxide 581 578,30 577,75 587,77
Cincin benzoid
807 830,77 798,82 802,56
S=O 991 1017,70 1010,46 1008,68
N=Q=N 1130 1129,85 1128,43 1126,78
C-N 1350 1406,95 1299,71 1300,97
C=C 1501 1499,08 1498,01 1497,49
C=N 1639 1633,09 1638,95 1651,00
N=H 3427 3426,58 3435,46 3432,72
Spektrum FTIR Komposit BaM/PANi
untuk a. X = 0; b. X = 0,3;
c. X = 0,7
IV. PEMBAHASAN
Morfologi Komposit BaM/PANi
25
IV. PEMBAHASAN
Perseb
ara
n A
tom
Kom
posisi
Pen
yu
sun
Kom
posit B
aM
/PA
Ni
26
IV. PEMBAHASAN
Konduktivitas Komposit BaM/PANi
27
v. KESIMPULAN
Dari penilitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan :
1. Telah berhasil dilakukan sintesis Barium M-Heksaferrit (BaM) dari pasir besi alam dengan kemurnian >40% dengan ukuran rata-rata 5µm. Medan Koersivitas BaM sebelum didoping sebesar 0,1734 T dan remanensi magnetiknya 8,334 emu/gram. Sifat magnetik BaM berhasil direduksi dengan konsentrasi doping optimum x = 0,3, medan koersivitasnya sebesar 0,0506 T dan remanensi magnetiknya 14,782 emu/gram.
2. Telah berhasil disintesis komposit BaM/PANi dengan struktur core-
shell, dimana BaM sebagai core dan PANi sebagai shell. Dengan diameter rata-rata dari komposit yaitu ~10µm dengan diameter filler 5µm. Konduktivitas dari komposit dengan variasi konsentrasi x = 0; 0,3; 0,7 pada filler yaitu 0,01-0,32 S/cm.
28
SARAN
Saran untuk penelitian selanjutnya:
Dilakukan pengujian VSM untuk BaM dan komposit BaM/PANi dengan medan magnet di atas 1 Tesla agar dapat diketahui nilai magnetik saturasi dari BaM.
Dilakukan pengujian dengan menggunakan TEM agar dapat dilihat lebih jelas struktur dari komposit BaM/PANi.
29