Sintesis dan Karakterisasi Material Feroelektrik Sistem BaTiO3 - PbZrO3 - NaVO3

Absa, Munzir (2021) Sintesis dan Karakterisasi Material Feroelektrik Sistem BaTiO3 - PbZrO3 - NaVO3. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 01111850010001-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2023. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Material bersifat feroelektrik adalah salah satu material yang diteliti dalam perkembangan dunia elektronika, karena dapat dikembangkan sebagai sensor dan kapasitor. Salah satu material bersifat feroelektrik yang terkenal dan memiliki struktur perovskite adalah Barium Titanat (BaTiO3). Material BaTiO¬3 disintesis dengan metode kopresipitasi oksalat untuk menghasilkan serbuk prekursor yang homogen dengan temperatur kalsinasi rendah sekitar 600oC-700oC.
Pada penilitian ini, BaTiO3 didoping dengan material perovskite lainnya yaitu PbZrO3, yang dikenal memiliki nilai permitivitas dielektrik yang tinggi, serta NaVO3 yang mempunyai titik leleh yang rendah untuk menurunkan temperatur kalsinasi dan sintering. Ketiga prekursor hasil sintesis dari BaTiO3, PbZrO3 dan NaVO3 dicampurkan sesuai perhitungan stoikiometri dengan metode solid state reaction untuk mendapatkan sistem (1-x-y)BaTiO3-xPbZrO3-yNaVO3 dengan x = 0.15 dan y = 0.025. Kemudian dilakukan karakterisasi TGA untuk menentukan temperatur kalsinasi. Setelah kalsinasi, dilakukan pembuatan pellet dan sintering dengan variasi temperatur, dan dipilih temperatur sintering dengan shrinkage yang baik dan densitas yang tinggi. Sintering dilakukan dengan dua metode, yaitu metode single-step dan multistep. Kemudian dilakukan pengukuran densitas, karakterisasi struktur dengan uji XRD, karakterisasi miksrotruktur dengan uji SEM dan karakterisasi sifat listrik dari material.
Didapatkan bahwa fasa utama dalam penelitian ini, yaitu BaTiO3 menjadi fasa minoritas untuk sintering ¬single-step pada temperatur 1250oC. Sementara pada temperatur yang sama dengan metode sintering multistep didapatkan bahwa fasa BaTiO3 adalah mayoritas. Pengujian sifat listrik juga menunjukkan bahwa sampel sintering multistep memiliki permittivitas relatif yang lebih tinggi dari temperatur kamar hingga 100oC, yang merupakan temperatur operasi alat elektronik umumnya. Sementara dielectric loss dari sampel multistep lebih rendah dan quality factor-nya lebih tinggi pada frekuensi rendah.
======================================================================================================
Ferroelectric materials are one group of materials that are being studied in the development of electronics, as it can be used as sensor and capasitor. Barium Titanate (BaTiO3) is one of those ferroelectric materials, which also has a perovskite structure. Barium Titanate is synthesized by the oxalate coprecipitate method. In this research, BaTiO3 is doped by other perovskite-based material namely PbZrO3, which is known to have a high dielectric permittivity, and NaVO3 which has a low melting point. The dopant PbZrO3 are synthesized by sol-gel autocombustion method while NaVO3 are synthesized by the solid state reaction method. Then, the precursors of BaTiO3, PbZrO3, and NaVO3 are mixed according to stoichiometry and using the solid state reaction method to obtain a sistem of (1-x-y)BaTiO3-xPbZrO3-yNaVO3 with x = 0.15 and y = 0.025.
Thermogravimetric analysis (TGA) characterization was done to determine the right temperature for calcination. After calcination, the samples are pressed into pellets and the sintering is done with a variation of temperatur, and the sintering temperature which gives a good shrinkage and a high density is chosen. Afterwards, density measurement, structure characterization from X-Ray Diffraction (XRD) measurement, microstructure characterization from Scanning Electron Microscopy (SEM) measurement, and the electrical property characterization were done for the materials.
It was found that the main phase in this study, BaTiO3, is the minority phase for single-step sintering at a temperature of 1250oC. While at the same temperature for multistep sintering method, it was found that the BaTiO3 phase was the majority. The electrical properties test showed that the multistep sintering samples had higher permittivity from room temperature to 100oC. The dielectric loss of the multistep sample is lower than the single-step sample and its quality factor is higher in low frequencies.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	material feroelektrik, perovskite, barium titanat, sifat listrik, ferroelectric materials, perovskite, barium titanate, electrical properties.
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC1 Dielectrics
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Munzir Absa
Date Deposited:	02 Mar 2021 23:22
Last Modified:	02 Mar 2021 23:22
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/83198

Actions (login required)

View Item