Analisis Struktur dan Mikrostruktur Fasa Tunggal (Mg1-xZnx)TiO3/Bi2O3

Abstract

Abstrak

Telah dilakukan sintesis serbuk (Mg0,9Zn0,1)TiO3 (disingkat MZT01) dengan metode pencampuran larutan, dengan bahan awal berupa serbuk logam Mg, Zn, dan Ti (Merck). Serbuk MZT01 dikalsinasi pada suhu 550 °C selama 2 jam. Hasil uji XRD menunjukkan bahwa serbuk MZT01mempunyai struktur yang terdiri dari fasa MgTiO3 sebagai fasa utama dan MgO serta TiO2 sebagai fasa sekunder. Telah dilakukan penambahan 2 wt % Bi2O3 ke dalam sampel MZT01 kemudian kedua bahan tersebut dicampur menggunakan ball mill dengan kecepatan 500 rpm selama 2 jam dan disinter pada suhu 1000 oC selama 2 jam, sedangkan untuk MgTiO3 tanpa penambahan Bi2O3 disinter pada temperatur 1400 oC selama 4 jam. Analisis struktur dilakukan dengan uji XRD menggunakan alat Bragg-Brentano Philips X’pert Diffractometer dan hasilnya menunjukkan bahwa setelah ditambahkan 2 wt % Bi2O3, struktur sampel MZT01 tersebut dibangun oleh hanya fasa MgTiO3 saja. Dengan kata lain, telah dihasilkan fasa tunggal MgTiO3. Analisis mikrostruktur dilakukan pada sampel MZT01 + 2 wt % Bi2O3 dengan uji TEM menggunakan alat Hitachi 7700, diperoleh ukuran butir berkisar antara 25-40 nm. Dapat disimpulkan bahwa penambahan 2 wt % Bi2O3 dapat menurunkan suhu sinter dan tidak mempengaruhi struktur maupun mikrostruktur dari MgTiO3, sehingga menghasilkan fasa tunggal MgTiO3 dengan ukuran butir yang masih dalam orde nano.

Kata Kunci : metode pencampuran larutan, Struktur, Mikrostruktur, MZT01, MgTiO3, Bi2O3.

Abstract

Synthesis of (Mg0,9Zn0,1)TiO3 (abbreviated MZT01) had been carried out by liquid mixing method from Mg, Zn, and Ti (Merck) metal powders. MZT0, MZT01 powders was calcined at 550 °C for 2 hours. The XRD results showed that MZT01 550 powders have the structure of MgTiO3 as the major phase and MgO and TiO2 as the minor phases. 2 wt % Bi2O3 was added into MZT01 sample and mixed using a ball mill with a speed of 500 rpm for 2 hours and sintered at a temperature of 1000 oC for 2 hours, while for MgTiO3 without Bi2O3 addition was sintered at 1400 oC for 4 hours. Structural analysis had been carried out by XRD using the Bragg-Brentano Philips X’pert Diffractometer and the results showed that after the addition of 2 wt % Bi2O3, the structure of the sample was built by the MgTiO3 phase. In other words, a single phase MgTiO3 has been produced. Microstructure analysis had been carried out on MZT01 + 2 wt % Bi2O3 samples using Transmission Electron Microscope (Hitachi 7700). It was obtained that the grain size in the range of 25-40 nm. It can be concluded that the addition of 2 wt % Bi2O3 reduced the sintered temperature, but at the same time Bi2O3 presence does not affect the structure or microstructure of the sample, resulting in a single phase MgTiO3 with grain size in the nano order.

Key Words: liquid mixing method, structure, microstructure, MZT01, MgTiO3, Bi2O3.