SINTESIS BAHAN SUPERKONDUKTOR Bi-1212 DENGAN VARIASI DOPAN MELALUI METODE PENCAMPURAN BASAH Oleh: Anis Nur Laili Pembimbing: Dr. Darminto, M.Sc.

PENDAHULUAN

Latar Belakang : Superkonduktor Suhu Kritis Tinggi (SKST): LBCO Tc = 35 K YBCO(Y-123) Tc = 93 K Tl2223 Tc = 125 K BSCCO (Bi-2223) Tc = 110 K -STRUKTUR BERLAPIS - LAPISAN CuO2

Y-123 Bi-2212 Bi-1212 SG: P4/mmm SG: Pmmm 2 lapisanBi-O Struktur mirip dengan Y-123 1 lapisan Bi-O Mempengaruhi superkonduktivitas

Sintesis Bi-1212 PENELITIAN INI Pemberian doping Pb pada Bi Pemberian doping Y pada Ca PENELITIAN INI Tanpa pemberian doping Dengan pemberian doping Doping Pb pada Bi Doping Y pada Ca Doping Ba pada Sr

Perumusan Masalah: Bagaimanakah struktur kristal Bi-1212 tanpa atau dengan pemberian dopan?

Tujuan Penelitian Untuk mengetahui struktur kristal Bi-1212 tanpa atau dengan pemberian dopan

Manfaat Penelitian: Manfaat dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan bahan-bahan yang bersifat superkonduktor terutama superkonduktor suhu tinggi (SKST) pada fase Bi-1212 terutama diketahuinya komposisi yang tepat pada system ini.

TINJAUAN PUSTAKA

SUPERKONDUKTOR SUHU KRITIS TINGGI (SKST)

Sifat Superkonduktor: 1. Resistivitas nol pada suhu T<Tc

2. Diamagnetik

Bi-1212

Y-123 Ba Y Cu O Bi Sr Ca Cu O Bi-1212 Bi-2212

ATOM Bi, Pb, Ca, Y, Ba dan Sr

Bi (na=83, ma=208,98, gol. VA) Pb (na=82, ma=207,19, gol. IVA) Sr (na=38, ma=87,62, gol. IIA) Ba (na=56, ma=137,37, gol. IIA) Ca (na=20, ma=40,08, gol. IIA) Y (na=39, ma=88,905, gol. IIIB)

METODE PENELITIAN

PENIMBANGAN BAHAN DASAR HOMOGEN PELARUTAN DENGAN HNO3+AQUADEST LARUTAN BIRU JERNIH PENCAMPURAN SEMUA LARUTAN KERAK HITAM PEMANASAN PADA SUHU 150-200OC PENGERINGAN BERTAHAP 300OC , 400OC DAN 500OC MASIG-MASING SELAMA 1 JAM KALSINASI T=800 oC 3 jam SINTERING T=970 oC 10 jam PENGGERUSAN ULANG PELETISASI PENGGERUSAN XRD

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Bi-1212 TANPA DOPING (suhu sinter 970C) HASIL UJI XRD 1. Bi-1212 TANPA DOPING (suhu sinter 970C)

Fraksi Volume Sintering (jam) Fasa1212 (%) Fasa 2212 (%) Impuritas lain (%) 10 3,22 23,17 73,64 20 3,29 44,50 52,22 30 3,88 50,04 46,08 40 5,31 58,79 35,89 50 4,39 59,0 36,21

2. Bi-1212 DOPING Ba PADA Sr (suhu sinter 970C)

Fraksi Volume Sintering (jam) Fasa1212(%) Fasa 2212(%) Impuritas Lain (%) 10 13,18 86,32 20 7,73 14,26 78,01 30 14,94 22,99 62,07 40 17,41 23,58 59,01 50 17,86 37,47 44,67

3. Bi-1212 DOPING Ba PADA Sr DAN Y PADA Ca (suhu sinter 970C)

Fraksi Volume Ca Sintering (jam) Fasa1212 (%) Fasa 2212 (%) Impuritas Lain (%) 10 2,93 15,15 81,92 20 3,05 25,22 71,74 30 18,63 24,10 57,27 40 18,76 24,04 57,20 50 20,48 40,07 39,44

4. Bi-1212 DOPING Pb PADA Bi DAN Y PADA Ca (stokiometri) a 4. Bi-1212 DOPING Pb PADA Bi DAN Y PADA Ca (stokiometri) a.Suhu sinter 970C

Fraksi volume Sintering (jam) Fase1212 (%) Fase 2212 (%) Impuritas Lain (%) 10 12,83 16,04 71,12 20 14,81 21,19 64,08 30 37,82 45,24 15,88 40 46,48 24,3 29,22 50 64,10 35,9 3,88

Grafik Fraksi Volume (suhu 970C)

4. Bi-1212 DOPING Pb PADA Bi DAN Y PADA Ca (stokiometri) b 4. Bi-1212 DOPING Pb PADA Bi DAN Y PADA Ca (stokiometri) b.Suhu sinter 985C

Fraksi volume Sintering (jam) Fase1212 (%) Fase 2212 (%) Impuritas Lain (%) 10 21.29 42.37 36.34 20 24.19 51.09 24.72 30 18.40 32.24 49.36

Grafik Fraksi volume Bi-1212 Doping Pb pada Sr dan Y pada Ca (nonstokiometri, suhu sinter 970 dan 985C)

c.Bi-1212 DOPING Ba PADA Sr DAN Y PADA Ca (nonstokiometri, suhu sinter 985)

Fraksi Volume Sintering (jam) Fasa1212 (%) Impuritas (%) 10 61.05 38.95 20 55.48 44.52 30 52.03 47.97

Fraksi Volume Bi-1212 Doping Pb pada Bi dan Y pada Ca (stokiometri dan nonstokiometri, suhu sinter 985C)

Struktur Kristal Bi-1212 Doping Pb pada Bi dan Y pada Ca (stokiometri, suhu sinter 970C 50 jam dan nonstokiometri suhu sinter 985C 10 jam)

HASIL UJI SEM/EDX a. Bi-1212 doping Pb pada Bi dan Y pada Ca stokiometri, suhu sinter 970C 50 jam

%Komposisi mol yang diinginkan a. Bi-1212 doping Pb pada Bi dan Y pada Ca stokiometri, suhu sinter 970C 50 jam Unsur Bi Pb Sr Ca Y Cu %massa 14,81 19,92 30,01 1,26 14,63 9,03 Jumlah mol 0,07 0,01 0,34 0,03 0,16 0,14 %mol 0,08 0,11 0,41 0,04 0,2 %Komposisi mol yang terjadi 0,19 0,24 Komposisi mol yang diinginkan 0,6 0,4 2 0,7 0,3 %Komposisi mol yang diinginkan 0,1 0,33 0,12 0,05 0,17

b. Bi-1212 doping Pb pada Bi dan Y pada Ca nonstokiometri, suhu sinter 985C 10 jam

%Komposisi mol yang diinginkan b. Bi-1212 doping Pb pada Bi dan Y pada Ca nonstokiometri, suhu sinter 985C 10 jam Unsur Bi Pb Sr Ca Y Cu %massa 21,02 14,00 28,09 1,44 16,39 6,36 Jumlah mol 0,10 0,07 0,32 0,04 0,18 %mol 0,12 0,08 0,40 0,23 %Komposisi mol yang terjadi 0,2 0,27 Komposisi mol yang diinginkan 0,4 0,45 2 0,7 %Komposisi mol yang diinginkan 0,34 0,15 0,19

KESIMPULAN

Bi-1212 tanpa dopan dan dengan pemberian dopan Ba pada Sr serta Y pada Ca tidak berhasil disintesis pada suhu sinter 970oC selama 50 jam Sintesis Bi-1212 dengan pemberian dopan Pb pada Bi dan Y pada Ca berhasil disintesis pada suhu sinter 970oC selama 50 jam (untuk komposisi stokiometri) dan pada suhu sinter 985oC selama 10 jam (untuk komposisi nonstokiometri). Struktur kristal Bi-1212 dopan Pb pada Bi dan Y pada Ca dengan komposisi yang stokiometri adalah orthorombik, sedangkan komposisi nonstokiometri adalah tetragonal.

SEKIAN

PENIMBANGAN BAHAN DASAR 1. TANPA DOPING Bi2O3:SrCO3:CaCO3:CuO =1:2:1:2. 2. DENGAN DOPING A. Bi2O3: (SrCO3:BaCO3):CaCO3:CuO= 1:(1.6:0.4):1:2. (Bi2O3:PbO2):SrCO3:(CaCO3:Y2O3):CuO= (0.6:0.4):2:(0.7:0.3):2. B. Bi2O3: (SrCO3:BaCO3):(CaCO3:Y2O3):CuO= 1:(1.6:0.4):(0.7:0.3):2. C.

Hasil SEM/EDX Impuritas a. Bi-1212 stokiometri, suhu 970C 50 jam Unsur Bi Pb Cu O %massa 26,03 23,06 0,34 50,56 Jumlah mol 0,12 0,11 0,01 3,16 b. Bi-1212 nostokiometri, suhu 985C 10 jam Unsur Bi Pb Sr Ca Cu O %massa 10,55 9,49 42,68 4,58 7,34 25,35 Jumlah mol 0,05 0,49 0,11 1,58 %mol 0,02 0,20 0,66

KARAKTERISASI UNTUK MENGETAHUI FASA YANG TERBENTUK, STRUKTUR KRISATL DAN UKURAN KRISTAL 1. UJI XRD UNTUK MENGETAHUI STRUKTUR MIKRO PERMUKAAN BAHAN DAN UNSUR-UNSUR NYA 2. UJI SEM/EDAX