2.5 Magnesium Deboride MgB
2
Magnesium deboride merupakan material superkonduktor dengan temperatur kritis ~39 K dengan rapat arus kritis tinggi sebesar 106-107Acm
2
dan medan
magnet pada temperatur rendah.
2.5.1 Sejarah Penemuan MgB
2
Pada tahun 1953, Jones et al. dan Russell et al. melaporkan pembentukan fasa MgB
2
dengan interaksi antara Mg dan amorf B pada atmosfer hidrogen atau argon.Atom Boron memiliki ukuran yang cocok dan struktur elektonik untuk
membentuk ikatan B-B langsung yang dapat membentuk berbagai macam ikatan boron lainnya. Ada lebih dari 50 senyawa diboride dengan struktur yang berbeda
Buzea, 2001. Pada Januari 2001, Prof.J.Akimitsu dari Aoyama-Gakuin University,
Tokyo, Jepang mengumumkan penemuan superkonduktivitas material MgB
2
dengan Tc relatif tinggi yaitu 39 K Nagamatsu, 2001. Penemuan ini merangsang cukup banyak penelitian dan pengembangan tentang MgB
2
, tidak hanya dikarenakan sifat fundamental MgB
2
yang menarik tetapi karena sifat potensial untuk aplikasi.
2.5.2 Struktur Kristal dan Sifat Superkonduktivitas MgB
2
MgB
2
memiliki struktur kristal heksagonal dengan space group p6m m m yang umum diantara diboride Buzea, 2001. Struktur kristal ditunjukkan pada Gambar
2.6.
Gambar 2.6 Struktur kristal MgB
2
Qingyang, 2012
Bila dibandingkan dengan superkonduktor suhu rendah LTS dan superkonduktor oksida tembaga suhu tinggi HTS, karakteristik MgB
2
memiliki temperatur kritis
Universitas Sumatera Utara
lebih tinggi daripada LTS. Atom boron membentuk grafit seperti sarang lebah dan atom Mg terletak pada poros segienam Eltsev,2002; Masui, 2003.
Penelitian tentang pemberian dopan pada MgB
2
untuk melihat kenaikan Tc, sejauh ini memberikan hasil yang mengecewakan. Penambahan sebagian
besar dopan pada MgB
2
mengakibatkan Tc menurun. Dopan seperti Al, Li, Si, Zn, Cu, Nb, Mn, Co, Ni, Ag, Sc, Zr, Sn, Ca, Ti, Pb, Au, dan lain-lain masih dalam
tahap uji coba pada substitusi Mg maupun B, hanya substitusi Al ke Mg dan subtitusi C ke B yang dinyatakan sukses.
2.5.3 Sintesis MgB
2
In Situ Powder In Tube PIT
Beberapa prosedur sintesis dilaporkan untuk proses in situ MgB
2
dengan temperatur yang relatif rendah dan dalam jangka waktu pemanasan yang singkat
Yamada et al., 2004. Material awal adalah serbuk Mg dan amorfkristal B, kemudian dicampurkan, diutamakan serbuk Mg dan B memiliki ukuran partikel
yang kecil biasanya 50 m. MgB
2
dapat disintesis dengan reaksi Mg dan B umumnya pada suhu 650
C yang merupakan titik leleh dari Mg. Pembentukan MgB
2
dibawah titik leleh Mg merupakan reaksi padatan Mg dan B Yamamoto, 2005. Hal ini jelas membuktikan bahwa pembentukan MgB
2
hanya muncul dengan mencairnya Mg. Pada temperatur 650 C dengan tekanan
135 Pa, penguapan pada temperatur ini sangat kurang. Reaksi cairan-padatan antara Mg dan B akan meningkatkan kerapatan MgB
2
. Untuk menghasilkan MgB
2
dengan cara yang praktis dan biaya efektif dilakukan sintesis MgB
2
dengan memasukkan sampel yang telah ditimbang sesuai stoikiometri ke dalam tabung
yang terbuat dari Fe, Ni, Cu, Ag, Nb, Ta, dan beberapa alloy Grassoet al., 2001.
2.5.4 Penambahan Dopan pada Material MgB
Kategori