X-Ray Difraction XRD TINJAUAN PUSTAKA

menggunakan gel elektrolit, yang harus menurunkan biaya baterai lithium- ion.Science Direct

2.6 X-Ray Difraction XRD

Sinar X ditemukan pertama kali oleh Wilhem Conrad Rontgen pada tahun 1895, di Universitas Wurtzburg Jerman. Karena asalnya tidak diketahui waktu itu maka disebut sinar X. Untuk penemuan ini Rontgen mendapat hadiah nobel pada tahun 1901, yang merupakan hadiah nobel pertama dibidang fisika. Sejak ditemukannya, sinar-X telah umum digunakan untuk tujuan pemeriksaan tidak merusak pada material maupun manusia. Disamping itu, sinar-X dapat juga digunakan untuk menghasilkan pola difraksi tertentu yang dapat digunakan dalam analisis kualitatif dan kuantitatif material, pengujian dengan menggunakan sinar- X disebut dengan pengujian XRD X-Ray Diffraction XRD digunakan untuk analisis komposisi fasa atau senyawa pada material dan juga karakterisasi kristal. Prinsip kerja XRD adalah mendifraksi cahaya oleh kisi-kisi atau kristal ini dapat terjadi apabila difraksi tersebut berasal dari radius yang memiliki panjang gelombang yang setara dengan jarak antar atom yaitu sekitar 1 Angstrom. Radiasi yang digunakan berupa radiasi sinar-X elektron dan neutron. Sinar-X merupakan foton dengan energi tinggi yang memiliki panjang gelombang berkisar antara 0,5 sampai 2,5 Angstrom. Ketika berkas sinar-X berinteraksi dengan suatu material, maka sebagian berkas akan diabsorbsi, ditransmisikan dan sebagian lagi dihamburkan terdifraksi. Hamburan yang terdifraksi inilah yang terdeteksi oleh XRD. Pada awalnya teori mengenai sinar-X dari sistem kristal telah dikembangkan dengan persamaan Laue. Kemudian Bragg mengembangkannya lebih lanjut dengan menggunakan model kristal semi transparan yang terdiridari beberapa lapisan atau bidang. Pada penelitiannya, sebagian sinar-X yang diarahkan dalam suatu bidang akan direfleksikan dengan suatu sudut refleksi sama dengan sudut sinar datang terhadap sudut sinar datang tersebut. Sebagian lagi akan diteruskan kesisi dan kemudian direfleksikan oleh bidang bagian lebih dan seterusnya.M.Hilmy, 2008 XRD merupakan teknik analisis non-destruktif untuk mengidentifikasikan dan menentukan secara kuantitatif tentang bentuk-bentuk berbagai Kristal, yang disebut dengan fase.Identifikasi diperoleh dengan membandingkan pola difraksi dengan sinar-X. XRD dapat digunakan untuk menentukan fase apa yang ada dalam bahan dan konsentrasi bahan-bahan penyusunnya. XRD juga dapat mengukur macam-macam keacakan dan penyimpangan Kristal.XRD juga dapat mengidentifikasi mineral-mineral yang berbutir halus seperti tanah liatM.Hilmy, 2008. Prinsip Kerja XRD Dasar dari prinsip pendifraksian sinar yaitu difraksi sinar-X terjadi pada hamburan elastic foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik. Hamburan monokromatis sinar-X dalam fasa tersebut memberikan interferensi yang konstruktif. Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi Kristal adalah berdasarkan persamaan Bragg : n.λ = 2.d.sin θ ; n = 1,2,3,4…... 2.1 prinsip-prinsip dari difraksi adalah hasil dari pantulan elastik yang terjadi ketika sebuah sinar berbenturan dengan sasaran serta pantulan sinar yang bersifat elastic. Fenomena dapat dijelaskan dengan Hukum Bragg.Sinar-X dalam pembangkitannya dideskripsikan oleh gambar dibawah ini dan didalam sinar-X terdapat dua jenis radiai yaitu sinar-X kontinyu dan karakteristik. Untuk alat XRD terdapat filter guna menyaring sinar-X kontinyu dan hanya meneruskan sinar-X karakteristik. Prinsip dari alat XRD X-Ray powder diffraction adalah sinar-X yang dihasilkan dari suatu logam tertentu memiliki panjang gelombang tertentu, sehingga dengan memvariasi besar sudut pantulan sehingga terjadi pantulan elastik yang dapat dideteksi.Maka menurut Hukum Bragg jarak antar bidang atomdapat dihitung dengan data difraksi yang dihasilkan pada besar sudut –sudut tertentu. Prinsip ini digambarkan dengan diagram dibawah ini. Gambar 2.7 Mekanisme Xray Diffraction Seberkas sinar- X dengan panjang gelombang λ cahaya monokromatik jatuh pada struktur geometris atom atau molekul dari sebuah Kristal pada sudut datang θ. Jika beda lintasan antara sinar yang dipantulkan dari bidang yang berturut-turut sebanding dengan n panjang gelombang, maka sinar tersebut mengalami difraksi. Peristiwa difraksi mungkin terjadi karena jarak antaratom dalam Kristal dan molekul berkisar antara 0,15 hingga 0,4 nm, yang bersesuaian dengan spektrum gelombang elektromagnet pada kisaran panjang gelombang sinar-X dengan energy foton antara 3 hingga 8 keV. Sesuai dengan hukum Bragg, dengan memvariasikan sudut θ diperoleh lebar antar celah yang berada dalam bahan polikristalin.Kemudian, posisi sudut dan intensitas puncak hasildifraksi digrafikkan dan diperoleh pola yang merupakan karakteristik sampel. Setiap Kristal memiliki pola XRD yang berbeda satu sama lain yang bergantung pada struktur internal bahan. Pola XRD ini merupakan karakteristik dari masing- masing bahan sehingga disebut sebagai ‘fingerprint’ dari suatu material atau bahan Kristal. M.Hilmy, 2008

2.7 Charging Discharging