Kestabilan Serbuk Zirkonia Tetragonal Beraditif Y2O3 Terhadap Temperatur dan Waktu Tahan

Misdayanti, Misdayanti (2025) Kestabilan Serbuk Zirkonia Tetragonal Beraditif Y2O3 Terhadap Temperatur dan Waktu Tahan. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6001222009-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kestabilan fasa dan variasi ukuran kristal zirkonia tetragonal yang diperoleh dari pasir Q dari Kereng Pangi, Kalimantan Tengah, serta zirkonia komersial berbasis ZrCl₄ (ZK), baik yang murni maupun yang mengandung Y₂O₃ 3 mol%, dikalsinasi pada temperatur 800, 900, dan 1000°C selama 3 jam dengan variasi waktu stabilisasi termal dari 10 hingga 50 jam. Hasil karakterisasi X-Ray Fluorescence (XRF) menunjukkan bahwa zirkonia alam memiliki impuritas alami Si sebesar 4.6 wt.% dan Hf sebesar 2.1 wt.%, sedangkan zirkonia komersial memiliki kemurnian hingga 99.6 wt.%. Analisis X-Ray Diffraction (XRD) mengungkapkan bahwa zirkonia dari pasir Q mempertahankan kestabilan fasa tetragonal hingga 1000°C dengan ukuran kristal berkisar antara 7 nm hingga 28 nm. Di sisi lain, zirkonia komersial memerlukan doping Y₂O₃ untuk mempertahankan fasa tetragonal pada kondisi termal yang sama. Pertumbuhan butir mengikuti model kinetika pertumbuhan butir yang dijelaskan oleh Persamaan Burke dan Turnbull, dengan nilai eksponen pertumbuhan n yang bervariasi tergantung pada suhu, diperkirakan sekitar 2,22 pada 900°C dan 2,65 pada 1000°C, menunjukkan bahwa laju pertumbuhan kristal lebih cepat pada temperatur yang lebih tinggi. Hasil ini menunjukkan keunggulan memanfaatkan bahan alami berimpuritas sebagai alternatif ekonomis yang efektif dibandingkan bahan komersial yang membutuhkan dopan mahal, terutama untuk elektrolit SOFC yang beroperasi di atas 900°C.
=================================================================================================================================
This study aims to investigate the phase stability and variations in crystal size of tetragonal zirconia obtained from Q sand from Kereng Pangi, Central Kalimantan, as well as commercial zirconia based on ZrCl₄ (ZK), both undoped and doped with 3 mol% Yttria, calcined at temperatures of 800, 900, and 1000°C for 3 hours with varying thermal stabilization times from 10 to 50 hours. X-Ray Fluorescence (XRF) characterization results indicate that natural zirconia contains natural impurities of Si at 4.6 wt.% and Hf at 2.1 wt.%, while commercial zirconia has a purity of up to 99.6 wt.%. X-Ray Diffraction (XRD) analysis reveals that zirconia from Q sand maintains tetragonal phase stability up to 1000°C with crystal sizes ranging from 7 nm to 28 nm. Conversely, commercial zirconia requires Y₂O₃ doping to maintain the tetragonal phase under the same thermal conditions. Grain growth follows the grain growth kinetics model described by the Burke and Turnbull equation, with the growth exponent n varying depending on the temperature, estimated at about 2.22 at 900°C and 2.65 at 1000°C, indicating that crystal growth rate accelerates at higher temperatures. These results highlight the importance of utilizing natural materials with impurities as a cost-effective alternative compared to commercial materials that require expensive doping, particularly for applications as electrolytes in SOFCs operating above 900°C.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Kata kunci: zirkonia(t-ZrO2), zirkon (ZrSiO4), kalsinasi, temperatur dan waktu tahan. Keywords: tetragonal zirconia (t-ZrO2), zircon (ZrSiO4), calcination, temperature and holding time.
Subjects:	Q Science Q Science > QC Physics Q Science > QC Physics > QC 611.97.T46 Temperature effects. Including transition temperature
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Misdayanti Misdayanti
Date Deposited:	04 Mar 2025 00:58
Last Modified:	04 Mar 2025 00:58
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118944

Actions (login required)

View Item