Studi Pengaruh Doping Kromium Oksida Pada Zirkon Dengan Metode Wet Milling Terhadap Perubahan Fasa Dan Ukuran Kristal Zirkon

Rahman, Ilham Miftahul (2026) Studi Pengaruh Doping Kromium Oksida Pada Zirkon Dengan Metode Wet Milling Terhadap Perubahan Fasa Dan Ukuran Kristal Zirkon. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 01111940000048-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini mempelajari pengaruh doping 6% mol Cr2O3 terhadap zirkon alam (ZrSiO₄) yang berasal dari daerah Kalimantan Tengah dengan metode penggilingan basah (wet milling) menggunakan planetary ball mill. Serangkaian analisis dilakukan adalah untuk mengevaluasi pengaruh doping terhadap perubahan fasa, ukuran kristalit, dan morfologi butiran, dengan variasi waktu penggilingan 10, 20, 30, 40, dan 50 jam. Proses diawali dengan pemisahan pengotor dengan magnetic separator, dilanjutkan penggilingan awal dan lanjutan, kemudian pencampuran ZrSiO₄ dengan Cr2O3 (6% mol) dalam media alkohol. Karakterisasi sampel zirkon tanpa doping dan yang didoping Cr2O3 dilakukan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) dan Field Emission Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (FESEM-EDX). Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa sampel zirkon yang didoping dengan Cr2O3 sebanyak 6% mol dengan waktu penggilingan selama 10, 20, 30, 40, dan 50 jam tidak menghasilkan ikatan senyawa baru antara ZrSiO4 dan Cr2O3. Difraktogram XRD sampel yang didoping Cr2O3 menunjukkan puncak-puncak difraksi Cr2O3 sebagai senyawa independen selain puncak ZrSiO4 yang lebih dominan. Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa penggilingan 10–50 jam menurunkan intensitas puncak XRD, menunjukkan berkurangnya kristalinitas. Lebar puncak difraksi pada setengah tinggi (FWHM) naik akibat reduksi ukuran kristalit dan peningkatan regangan kisi. Terjadi pergeseran posisi puncak difraksi, menandakan perubahan parameter kisi akibat dopan dan deformasi mekanik. Ukuran kristalit menurun drastis (hingga ~70 nm) dengan bertambahnya waktu penggilingan. Regangan mikro meningkat signifikan, mencerminkan akumulasi cacat kristal Hasil analisis SEM sampel zirkon tanpa doping menunjukkan partikel dengan ukuran relatif besar (sekitar 5–15 µm) dan bentuk yang bersudut tajam serta tidak seragam. Permukaan partikel tampak bebas dari partikel halus. Aglomerasi tidak dominan dan sebagian besar partikel masih terpisah secara jelas. Doping Cr2O3 dan peningkatan durasi penggilingan berpengaruh signifikan terhadap perubahan morfologi serbuk zirkon. Penambahan Cr2O3 disertai penggilingan progresif menyebabkan fragmentasi partikel, peningkatan luas permukaan, peningkatan aglomerasi dan penyebaran dopan yang lebih homogen dengan meningkatnya waktu penggilingan.
================================================================================================================================
This study investigates the effect of 6 mol% chromium oxide (Cr2O3) doping on natural zircon (ZrSiO4) sourced from Central Kalimantan, utilizing the wet milling method with a planetary ball mill. A series of analyses were conducted to evaluate the influence of Cr2O3 doping on phase transformation, crystallite size, and grain morphology. Milling durations were varied at 10, 20, 30, 40, and 50 hours to observe time-dependent changes. The experimental procedure began with impurity removal using a magnetic separator, followed by both preliminary and advanced milling stages. Subsequently, zircon was mixed with 6 mol% Cr2O3 in an alcohol-based medium for the doping process. Characterization of both undoped and Cr2O3-doped zircon samples was performed using X-ray Diffraction (XRD), and Field Emission Scanning Electron Microscopy coupled with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (FESEM-EDX). The XRD analysis results show that the zircon sample doped with 6% mol of Cr2O3 with milling for 10, 20, 30, 40, and 50 hours does not produce new compound bonds between ZrSiO4 and Cr2O3. The XRD diffractogram of the Cr2O3-doped sample shows diffraction peaks of Cr2O3 as an independent compound in addition to the more dominant ZrSiO4 peak. The XRD analysis results show that milling for 10–50 hours decrease the intensity of the XRD peaks, indicating reduced crystallinity. The width of the diffraction peaks at half height (FWHM) increases due to the reduction of crystallite size and increased lattice strain. There is a shift in the position of the diffraction peaks, indicating changes in the lattice parameters due to dopants and mechanical deformation. The crystallite size decreases drastically (up to ~70 nm) with increasing milling time. Microstrain increases significantly, reflecting the accumulation of crystal defects. SEM analysis of the undoped zircon sample revealed relatively large particles (approximately 5–15 µm) with sharp edges and irregular shapes. The particle surfaces appeared smooth and free from finer particles, with minimal agglomeration and well-separated grains. In contrast, Cr2O3 doping combined with increased milling duration significantly altered the zircon powder morphology. The process led to particle fragmentation, increased surface area, enhanced agglomeration, and a more homogeneous dopant distribution as milling time progressed.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Zirkon, Kromium, Doping, Penggilingan, Karakterisasi Zircon, Chromium, Doping, Milling, Characterization.
Subjects:	Q Science Q Science > QC Physics > QC585.75.S55 Silica
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Ilham Miftahul Rahman
Date Deposited:	23 Feb 2026 01:34
Last Modified:	23 Feb 2026 01:34
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/131905

Actions (login required)

View Item