PENGARUH KOMPOSISI BAHAN BAKU SECARA STOIKIOMETRI TERHADAP SIFAT SUPERKONDUKTOR SISTEM Bi2Sr2Can-1CunOx

AMIRUL HILMI, Prof. Dr. Bambang Rusdiarso, DEA.; Dr. Eko Sri Kunarti, M.Si.

2016 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian untuk mempelajari pengaruh komposisi bahan baku secara stoikiometri terhadap sifat superkonduktor sistem Bi2Sr2Can-1CunOx dengan n=2-5 yang disintering pada suhu 750 selsius dengan tiga variasi lama waktu sintering, 90, 24 dan 5 jam. Bahan-bahan yang digunakan yaitu Bi2O3, SrCO3, CaO, CuO dan PbO2, semua bahan dalam bentuk serbuk. Sintesis superkonduktor dilakukan dengan metode metalurgi serbuk, dimana prosesnya meliputi penimbangan serbuk, pencampuran, peletisasi dan sintering. Penimbangan bahan dihitung berdasarkan perbandingan mol dari sampel dengan rumus kimia Bi2Sr2Ca1Cu2Ox, Bi2Sr2Ca2Cu3Ox, Bi2Sr2Ca3Cu4Ox,Bi2Sr2Ca4Cu5Ox Bi1,6Pb0,4Sr2Ca3Cu4Ox. Pengaruh komposisi, suhu sintering dan waktu penahanan dianalisis dengan XRD untuk melihat fasa yang terbentuk, analisis resistivitas dengan alat Cryogenic untuk melihat sifat superkonduktor (nilai Tc), analisis SEM untuk mengetahui bentuk struktur mikronya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sampel A1 (n=2) yang disintering pada suhu 750 selsius selama 90 jam memiliki nilai Tc= 84,72 K. Nilai Tc menurun seiring dengan penambahan jumlah n (B1, C1) dan doping Pb (E1), besar Tc masing-masing secara berturut-turut, 78,47 K ; 77,77 K ; 70 K). Sampel yang disintering selama 24 jam, hanya sampel A2 dan E2 yang memiliki nilai Tc yaitu 85 K dan 80 K. Pada sintering selama 5 jam, sampel tidak memperlihatkan sifat superkonduktor. Berdasarkan analisis XRD sampel A, B, C, dan D dengan sintering selama 90, 24, dan 5 jam diketahui terbentuk fasa yang sama, yaitu Bi2(Sr1,6Ca0,4)CuO6 dengan struktur kristal ortorombik dan parameter kisi a=5,382 amstrom, b=5,376 amstrom, c=24,384 amstrom, sementara itu dengan doping Pb terbentuk fasa (Bi1,6Pb0,4)Sr1,81CaCu2O8,716 dengan struktur kristal ortorombik dan parameter kisi a=5,347 amstrom, b=5,416 amstrom, c=30,670 amstrom.

Research to study the superconducting properties of Bi2Sr2Can-1CunOx superconductors with n=2-5 was conducted, sintering at low temperature is 750 celcius with three variations of sintering time, 90 h, 24 h and 5 h. The materials used are Bi2O3, SrCO3, CaO, CuO and PbO2. All materials are powder. Synthesis of superconductor was conducted with powder metallurgy method, wherein the process includes weighing the powder, mixing, pelletization and sintering. Weighing ingredients are calculated based on the mole ratio of the sampel with the chemical formulasBi2Sr2Ca1Cu2Ox, Bi2Sr2Ca2Cu3Ox, Bi2Sr2Ca3Cu4Ox,Bi2Sr2Ca4Cu5Ox Bi1,6Pb0,4Sr2Ca3Cu4Ox. The influence of the composition, sintering temperature and holding time were analyzed by XRD to see the phases formed, the analysis of the resistance with Cryogenic to see the electrical characteristics (Tc), SEM analysis is aims to determine the microstructure and analysis of EDX is aims to determine the phase formed from elements of the existing and amount in an area that is mapped. Samples with sintering at 750 celcius for 90 h, the results obtained show that A1 (n=2) sampel has a value of Tc= 84,72K. Tc decreases with increasing the number of n (B1,C1) and Pb doped (E1), respectively Tc= 78,47 K; 77,77 K; 70 K. While the samples with sintering at 750 celcius for 24 h, only the A2 sample and E2 sample has a value of Tc, respectively 85 K and 80 K. Samples with sintering at 750 celcius for 5 h, all of samples did not ekhibit superconducting properties. XRD analysis of the samples A, B, C, and D by sintering for 90 h, 24 h, and 5 h resulted the same phase formation, Bi2(Sr1,6Ca0,4)CuO6; with the crystal structure as orthorhombic and lattice parameters are a=5.382 amstrom, b=5.376 amstrom, c=24.384 amstrom. While sample with Pb doped, formed the phase (Bi1,6Pb0,4)Sr1,81CaCu2O8,716 with orthorhombic crystal structure and lattice parameters are a=5.347 amstrom, b=5.416 amstrom, and c=30.670 amstrom.

Kata Kunci : Superkonduktor, Bi2Sr2Can-1CunOx, metalurgi serbuk, sintering