7 XCCI ε ω ε ε ω = = = 1 CQ ε 2
advertisement
7 Diffraction(XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Uji Kapasitor, Uji Dielektrik. Metodologi Penelitian Sintesis CaTiO3 Gambar 11 Kurva arus dan tegangan suatu kapasitor terhadap waktu. Hubungan antara arus maksimum dan tegangan maksimum untuk kapasitor dapat ditulis dalam bentuk persamaan: I maks C maks maks maks XC 1 C ........ (9) dimana XC disebut reaktansi kapasitif yang mana bergantung pada frekuensi.Dalam hal ini semakin tinggi frekuensi, semakin kecil reaktansinya. Jika sumber ggl-nya berupa pembangkit ac, perbedaan potensial berubah tanda setiap setengah perioda dan seandainya ggl pembangkitnya konstan sambil meningkatkan frekuensinya. Untuk setiap setengah siklus, muatan Q 2C maks yang sama berpindah ke kapasitor tetapi jumlah siklus per detik bertambah dimana kapasitor meningkat sebanding dengan frekuensi. Jadi, semakin tinggi frekuensi, kapasitornya semakin kurang menghambat aliran muatan. BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian di Penelitian akan dilaksanakan laboratorium Fisika Material dan laboratorium Biofisika Departemen Fisika IPB Darmaga. Waktu penelitian dimulai dari Bulan November 2008 sampai April 2009. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkang telur yang ditransformasikan menjadi CaO, plat pcb dengan lapisan tembaga, aquades, bubuk TiO2 . Alat - alat yang digunakan adalah crucible (cawan keramik), sudip, gelas ukur, kertas saring, furnace, magnetic stirer, hot plate, alumunium foil. Karakteristik menggunakan X-Ray Dalam penelitian ini dilakukan sintesis dengan metode hidrotermal CaTiO3 menggunakan prekursor kalsium (Ca) dari cangkang telur. Kalsium karbonat (CaCO3) diekstraksi dari cangkang telur itik kemudian ditransformasikan menjadi CaO, dimana CaTiO3 terbentuk melalui proses pemanasan hingga 7000C selama 3 jam, 8000C selama 5 selama 5 jam jam, dan 9000C(PH) menggunakan furnace. Bubuk CaO dan TiO2 dengan massa yang seimbang masing –masing 2,0 gram digerus dalam waktu 30 menit dimasukkan ke dalam aquades pada volume 50 ml dicampur pada gelas beaker yang di stiring 1000 rpm selama 30 menit pada hot plate. Reaktor diletakkan diatas hot plate dan mulai proses hidrotermal dengan memanaskan reaktor pada suhu antara 2000C yang menghasilkan tekanan tinggi di dalam reaktor. Hasil perlakuan hidrotermal berupa endapan CaTiO3 disaring beberapa kali, selanjutnya sampel dipelet dan dipanaskan di dalam furnace pada sampel 0 900 C selama 5 jam. Sintesis kalsium titanat terbentuk melalui 2 metode yaitu metode dimana sampel dihidrotermal dan dipelet °C(PH) yaitu pada suhu 900°C(PH). Selain itu sintesis kalsium titanat diperoleh dengan hidrotermal saja(°C) Karakterisasi XRD(X-Ray Difraction) dapat memberi Karakterisasi XRD informasi secara umum baik secara kuantitatif maupun secara kualitatif untuk mengetahui fasa yang terdapat dalam sampel, menentukan ukuran kristal dan kristalinitas. Hal yang perlu diperhatikan pada metode ini adalah posisi difraksi maksimum, intensitas puncak dan distribusi intensitas sebagai fungsi dari sudut difraksi. Tiga informasi tersebut dapat digunakan untuk mengidentifikasi fasa-fasa yang terdapat dalam suatu bahan. Salah satu analisis komposisi fasa dalam suatu bahan adalah dengan membandingkan pola XRD terukur dengan data tersebut. Sampel dikarakterisasi menggunakan alat XR dengan sumber Cu yang memiliki panjang gelombang 1,54060 10 1 nm . 8 Scanning Elektron Microscopy(SEM) SEM digunakan untuk mengamati morfologi dari suatu bahan. Prinsipnya adalah sifat gelombang dari elektron yakni difraksi pada sudut yang sangat kecil. Elektron dihamburkan oleh sampel yang bermuatan. Jika sampel yang digunakan tidak brsifat konduktif, maka sampel terlebih dahulu harus dilapisi (coating) dengan emas. Citra yang terbentuk menunjukkan struktur dari sampel yang diuji. Prinsip kerja SEM mirip dengan mikroskop optik, hanya saja berbeda dalam perangkatnya. Pertama berkas elektron disejajarkan dan difokuskan oleh magnet yang didesain khusus berfungsi sebagai lensa. Energi elektron biasanya 100 keV, yang menghasilkan panjang gelombang kira-kira 0,04 nm. Spesimen sasaran sangat tipis agar berkas yang dihantarkan tidak diperlambat atau dihamburkan terlalu banyak. Uji Dielektrik Karakterisasi sifat dielektrik bahan, melalui pengukuran kapasitansi dengan menggunakan LCR meter Hitester 3522-50 produk Hiokl E.E Coorporation yang diilustrasikan pada Gambar 10. Sampel yang berbentuk lingkaran diletakkan pada PCB yang berbentuk lingkaran dengan ketebalan pelet (A) adalah 1,32665cm dengan D = 1,11mm dihubungkan dengan LCR , dapat diukur nilai kapasitansi sampel. Dari nilai kapasitansi dapat dihitung pula nilai konstanta dielektrik sebesar: k 0A ..........................................(10) Cd dimana: o permitivitas ruang hampa A d k C = luas permukaan elektroda = jarak antar elektroda = Konstanta dielektrik = Kapasitansi kapasitor Kapasitansi naik sebanding dengan faktor K yang merupakan karakteristik dielektrik yang disebut konstanta dielektrik, Kenaikan kapasitansi ini disebabkan oleh melemahnya medan listrik diantara keping kapasitor akibat kehadiran dielektrik. Uji Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronik yang dapat menyimpan muatan jika diberi medan listrik. Kemampuan kapsitor untuk menyimpan muatan listrik ini disebut sebagai kapasitansi, dimana kapasitansi dipengaruhi oleh bahan dielektrik. Pengisian kapasitor terjadi pada saat sampel dihubungkan dengan function generator dengan resistor 1 M dan frekuensi 1kHz dimana pada osiloskop digital akan muncul proses pengisian dan pengosongan kapasitor yang dihubungkan dengan Komputer dengan software wavestar osiloskop. Data yang muncul diolah dengan microsoft excel sehingga diperoleh hasil pengisian dan pengosongan kapsitor. Prinsip kerja pengisian dan pengosongan kapasitor yang diilustrasikan pada Gambar 11. 1 M Osiloskop digital F Gambar 12 Rangkaian kapasitor. Function generator Gambar 13 CaTiO3 3 Rangkaian Pengisian dan Pengosongan kapasitor.