Analisis Pembentukan Fasa Na2ZrO3 Pada Sintesis Zirkonia (ZrO2) Menggunakan Metode Fusi Alkali Dan Kopresipitasi

Tyas, Maharani Wahyuning (2025) Analisis Pembentukan Fasa Na2ZrO3 Pada Sintesis Zirkonia (ZrO2) Menggunakan Metode Fusi Alkali Dan Kopresipitasi. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5001211038-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji proses pembentukan fasa natrium zirkonat (Na2ZrO3) sebagai prekursor dalam sintesis zirkonia (ZrO2) dari pasir zirkon (ZrSiO4) melalui metode fusi alkali. Fokus utama penelitian meliputi mekanisme dekomposisi zirkon selama fusi, identifikasi fasa kristal pada tahap akhir sintesis, serta evaluasi komposisi senyawa hasil kalsinasi. Proses sintesis dilakukan dengan rasio molar NaOH:ZrSiO4 sebesar 6:1 pada temperatur 700℃, menggunakan tiga jenis krusibel berbeda: alumina, porselen, dan silikon karbida (SiC). Tahapan meliputi fusi alkali, pencucian, pelindian dengan HCl, kopresipitasi menggunakan NH₄OH, dan kalsinasi pada temperatur 800, 1000, dan 1100 ℃. Karakterisasi dilakukan menggunakan XRF, XRD, dan Rietveld refinement. Hasil analisis kualitatif menunjukkan bahwa jenis krusibel memengaruhi fasa kristal yang terbentuk. Krusibel alumina menghasilkan fasa tunggal tetragonal ZrO2 pada seluruh temperatur kalsinasi, sedangkan krusibel SiC dan porselen menunjukkan pembentukan fasa monoklinik pada 1100 °C. Fasa-fasa antara seperti Na2ZrSi2O7, Na2ZrSi4O11, dan Na4Zr2Si3O12 juga teridentifikasi pada tahap fusi, tergantung pada jenis krusibel yang digunakan. Secara kuantitatif, hasil XRF menunjukkan bahwa pasir zirkon mengandung 63,58% ZrO2 dan 25,96% SiO2, dengan sejumlah kecil pengotor seperti Al2O3, MgO, dan HfO2. Analisis Rietveld menunjukkan bahwa ukuran kristal tertinggi (197 nm) dan regangan mikro terendah (6×10⁻⁴) diperoleh pada sampel dari krusibel alumina yang dikalsinasi pada 1100 ℃. Sebaliknya, krusibel porselen menghasilkan ukuran kristal lebih kecil dan regangan mikro lebih tinggi, menunjukkan kestabilan struktur yang lebih rendah. Secara keseluruhan, pemilihan jenis krusibel terbukti berpengaruh signifikan terhadap jalannya reaksi fusi alkali, kestabilan fasa kristal, dan kemurnian produk akhir. Krusibel alumina direkomendasikan sebagai media reaksi paling inert dan stabil untuk sintesis zirkonia berkualitas tinggi dari pasir zirkon.
=======================================================================================================================================
This study investigates the formation of sodium zirconate (Na2ZrO3) as a precursor in the synthesis of zirconia (ZrO2) from zircon sand (ZrSiO4) via alkali fusion. The research focuses on the zircon decomposition mechanism during fusion, phase identification at the final synthesis stage, and the evaluation of calcined product composition. Synthesis was conducted with a NaOH:ZrSiO4 molar ratio of 6:1 at 700℃, using three types of crucibles: alumina, porcelain, and silicon carbide (SiC). The process included alkali fusion, washing, HCl leaching, coprecipitation with NH4OH, and calcination at 800, 1000, and 1100℃. Characterization was performed using XRF, XRD, and Rietveld refinement. Results revealed that crucible type significantly influenced the crystalline phases. Alumina crucibles consistently yielded single-phase tetragonal ZrO2 across all calcination temperatures, while SiC and porcelain crucibles promoted monoclinic phase formation at 1100℃. Intermediate phases such as Na2ZrSi2O7, Na2ZrSi4O11, and Na4Zr2Si3O12 were identified during fusion, depending on crucible material. XRF analysis showed zircon sand contained 63.58% ZrO2 and 25.96% SiO2, along with trace impurities including Al2O3, MgO, and HfO2. Rietveld analysis indicated the highest crystallite size (197 nm) and lowest microstrain (6×10⁻⁴) in samples calcined at 1100℃ using alumina crucibles. Conversely, porcelain crucibles yielded smaller crystallites and higher microstrain, reflecting lower structural stability. Overall, alumina crucibles are recommended as the most inert and stable medium for producing high-purity zirconia from zircon sand.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Fusi alkali, Krusibel, Fasa Zirkonia, Na2ZrO3, Zirkonia, Fusi alkalion, Krusibel, Phase Zircona, Na2ZrO3, and Zirconia
Subjects:	Q Science > Q Science (General) > Q370 Entropy (Information theory) Q Science > QC Physics Q Science > QC Physics > QC100 Crystals. Q Science > QC Physics > QC320 Heat transfer Q Science > QD Chemistry > QD471 Chemical compounds - Structure and formulas Q Science > QD Chemistry > QD481 Chemical structure. Q Science > QD Chemistry > QD96F56 Fluorescence spectroscopy
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Maharani Wahyuning Tyas
Date Deposited:	02 Jul 2025 03:09
Last Modified:	02 Jul 2025 03:09
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/119315

Actions (login required)

View Item