S FIS 0800733 Chapter1
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Termistor NTC (Negative TempratureCoeficience) adalah komponen
elekronika yang biasa digunakan untuk barbagai aplikasi seperti pembatas suhu,
pembatas aliran air, pembatas arus listrik, sensor panas, sensor tekanan (D.G.
Syarif,dkk. 2007). Selain itu, temistor NTC telah digunakan dalam berbagai
bidang seperti kedokteran (termasuk kedokteran nuklir), otomotif, instrumentasi,
telekomunikasi,
HVACR
(Heating
Ventilation
Air
Condisioning
and
Refrigerator)(D.G. Syarif,dkk. 2009). Termistor NTC pada umumnya berstruktur
spinel tetragonal, terbentuk dari logam-logam transisi dalam sistem periodik dan
memiliki rumus umum AB2 O 4 dengan A adalah ion logam pada posisi tetrahedral
dan B adalah adalah ion logam pada posisi octaherdral (D.G. Syarif dan E.
Sukirman, 2007,Wiendartun, 2007).
Sampai saat ini baik di dalam maupun diluar negeri telah banyak
dilakukan penelitian tentang termistor NTC yang memiliki struktur spinel dan
memiliki rumus umum
.
Penelitian tersebut antara lain bertujuan untuk
memperbaiki struktur, nilai konstanta B, maupun suhu kerjanya.
Berikut ini
adalah beberapa contoh hasil penelitian tentang termistor NTC yang telah
dilakukan yaitu:
1. Termistor
memiliki struktur spinel tetragonal atau spinel cubic, nilai
B = (2191-4397 K) dan bekerja pada suhu rendah (D.G. Syarif dan
E.Sukirman, 2007).
2. Termistor
(didopping
)
memiliki struktur spinel cubic, nilai B
= (2928–3363 K), dan bekerja pada suhu rendah (D.G. Syarif, dkk, 2010).
3. Termistor
(didopping
memiliki harga B = ( 6424-6589 K) dan
bekerja pada suhu tinggi (Wiendartun, dkk 2013).
4. Termistor
berstruktur spinel cubic, memiliki harga B =
(1978,8-3208 K) dan bekerja pada suhu tinggi (R.N. Jadhav, dkk 2012).
Aria Respati, 2015
Pengaruh Konsentrasi CuO dan ZnO Terhadap Karakteristik Termistor NTC Berbasis
(Cux Zny MnzNit )Fe 2O4
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu| perpustakaan.upi.edu
2
5.
Termistor
berstruktur spinel cubic, memiliki harga B =(
2254-4809 K), dan bekerja pada suhu ruang (S.A. Kanade dan V. Puri
2007).
Selain itu masih banyak lagi penelitian tentang termistor NTC yang berstruktur
spinel yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Pada
peneltian
ini dilakukan pembuatan termistor NTC
Cux Zny MnzNit )Fe2 O4 yang masih berstruktur
berbentuk
dengan variasi Cu dan Zn,
bahan-bahan tersebut merupakan gabungan dari logam-logam transisi yang pada
umumnya digunakan untuk pembuatan keramik termistor NTC. Pada hasil
penelitian yang sudah ada, pengaruh konsentrasi Cu yaitu pada pembuatan
termistor NTC
, semakin turun konsenterasi Cu maka harga B justru
meningkat dan termistor tersebut berstruktur spinel tetragonal atau spinel cubic
(D.G. Syarif dan E.Sukirman, 2007). Sedangkan pengaruh Zn pada termistor NTC
yaitu
pada
pembuatan
termistor
(
NTC
harga B akan meningkat seiring dengan penambahan Zn tetapi tidak begitu
berpengaruh pada struktur kristal maupun ukuran butir dari keramik termistor
NTC tersebut (K. Park dan J.K. Lee, 2009). Jadi pada pembuatan termistor NTC
(
)
ini diharapkan mendapatkan komposisi yang optimal
untuk mendapatkan harga B yang tinggi dan memiliki struktur spinel serta dapat
bekerja di suhu ruang.
1.2
Rumusan Masalah
Dari yang telah dipaparkan pada bagian latar belakang di atas maka pada
penulisan
ini
yangmenghasilkan
didapatkan
termistor
rumusan
NTC
masalah
Berapa
dengan karakteristik
komposisi
optimal
yang baikyaitu B
, berstruktrur spinel dan memenuhi kebutuhan pasar?
Aria Respati, 2015
Pengaruh Konsentrasi CuO dan ZnO Terhadap Karakteristik Termistor NTC Berbasis
(Cux Zny MnzNit )Fe 2O4
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu| perpustakaan.upi.edu
3
1.3
Tujuan
Mengetahui komposisi optimal yang menghasilkan termistor NTC dengan
karakteristik
yang baik
B
,
berstruktrur spinel dan memenuhi
kebutuhan pasar.
1.4
BatasanMasalah
1.4.1 Termistor NTC yang dibuat berstruktur (
)
dengan x
dan y bervariasi, berdasarkan variasi (CuO dan ZnO) yaitu (15 dan 5), (10
dan 10) dan (5 dan 15) dalam persen berat.
1.4.2. Sifat mikro dan struktur kristal dikarakterisasi dengan menggunakan XRD
dan melihat morfologi kristal dengan menggunakan SEM.
1.4.2. Sifatlistrik yang diuji adalah impedansnya pada suhu yang bervariasi yaitu
dari suhu 30- 100 derajat Celcius.
1.5
Metodologi Penelitian
Berikut ini adalah langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini.
1.5.1. Penimbangan bahan-bahan dan penggerusan.
1.5.2. Pencampuran dengan larutan organik.
1.5.3. Pembuatan film tebal dengan metode screen printing.
1.5.4.
Film tebal di bakar pada suhu 1100
ditahan selama 3 jam
1.5.5. pembuatan kontak perak dengan metode screen printing dan dipanaskan
pada suhu 600
.
1.5.6. Karakterisasi.
1.5.6.1.Pengambilan gambar visual gambar
1.5.6.2.Uji kelistrikan
1.5.6.3.Analisis XRD
1.5.6.4.Analisis SEM
1.5.7. Analisis data dan pembahasan
Aria Respati, 2015
Pengaruh Konsentrasi CuO dan ZnO Terhadap Karakteristik Termistor NTC Berbasis
(Cux Zny MnzNit )Fe 2O4
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu| perpustakaan.upi.edu
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Termistor NTC (Negative TempratureCoeficience) adalah komponen
elekronika yang biasa digunakan untuk barbagai aplikasi seperti pembatas suhu,
pembatas aliran air, pembatas arus listrik, sensor panas, sensor tekanan (D.G.
Syarif,dkk. 2007). Selain itu, temistor NTC telah digunakan dalam berbagai
bidang seperti kedokteran (termasuk kedokteran nuklir), otomotif, instrumentasi,
telekomunikasi,
HVACR
(Heating
Ventilation
Air
Condisioning
and
Refrigerator)(D.G. Syarif,dkk. 2009). Termistor NTC pada umumnya berstruktur
spinel tetragonal, terbentuk dari logam-logam transisi dalam sistem periodik dan
memiliki rumus umum AB2 O 4 dengan A adalah ion logam pada posisi tetrahedral
dan B adalah adalah ion logam pada posisi octaherdral (D.G. Syarif dan E.
Sukirman, 2007,Wiendartun, 2007).
Sampai saat ini baik di dalam maupun diluar negeri telah banyak
dilakukan penelitian tentang termistor NTC yang memiliki struktur spinel dan
memiliki rumus umum
.
Penelitian tersebut antara lain bertujuan untuk
memperbaiki struktur, nilai konstanta B, maupun suhu kerjanya.
Berikut ini
adalah beberapa contoh hasil penelitian tentang termistor NTC yang telah
dilakukan yaitu:
1. Termistor
memiliki struktur spinel tetragonal atau spinel cubic, nilai
B = (2191-4397 K) dan bekerja pada suhu rendah (D.G. Syarif dan
E.Sukirman, 2007).
2. Termistor
(didopping
)
memiliki struktur spinel cubic, nilai B
= (2928–3363 K), dan bekerja pada suhu rendah (D.G. Syarif, dkk, 2010).
3. Termistor
(didopping
memiliki harga B = ( 6424-6589 K) dan
bekerja pada suhu tinggi (Wiendartun, dkk 2013).
4. Termistor
berstruktur spinel cubic, memiliki harga B =
(1978,8-3208 K) dan bekerja pada suhu tinggi (R.N. Jadhav, dkk 2012).
Aria Respati, 2015
Pengaruh Konsentrasi CuO dan ZnO Terhadap Karakteristik Termistor NTC Berbasis
(Cux Zny MnzNit )Fe 2O4
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu| perpustakaan.upi.edu
2
5.
Termistor
berstruktur spinel cubic, memiliki harga B =(
2254-4809 K), dan bekerja pada suhu ruang (S.A. Kanade dan V. Puri
2007).
Selain itu masih banyak lagi penelitian tentang termistor NTC yang berstruktur
spinel yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Pada
peneltian
ini dilakukan pembuatan termistor NTC
Cux Zny MnzNit )Fe2 O4 yang masih berstruktur
berbentuk
dengan variasi Cu dan Zn,
bahan-bahan tersebut merupakan gabungan dari logam-logam transisi yang pada
umumnya digunakan untuk pembuatan keramik termistor NTC. Pada hasil
penelitian yang sudah ada, pengaruh konsentrasi Cu yaitu pada pembuatan
termistor NTC
, semakin turun konsenterasi Cu maka harga B justru
meningkat dan termistor tersebut berstruktur spinel tetragonal atau spinel cubic
(D.G. Syarif dan E.Sukirman, 2007). Sedangkan pengaruh Zn pada termistor NTC
yaitu
pada
pembuatan
termistor
(
NTC
harga B akan meningkat seiring dengan penambahan Zn tetapi tidak begitu
berpengaruh pada struktur kristal maupun ukuran butir dari keramik termistor
NTC tersebut (K. Park dan J.K. Lee, 2009). Jadi pada pembuatan termistor NTC
(
)
ini diharapkan mendapatkan komposisi yang optimal
untuk mendapatkan harga B yang tinggi dan memiliki struktur spinel serta dapat
bekerja di suhu ruang.
1.2
Rumusan Masalah
Dari yang telah dipaparkan pada bagian latar belakang di atas maka pada
penulisan
ini
yangmenghasilkan
didapatkan
termistor
rumusan
NTC
masalah
Berapa
dengan karakteristik
komposisi
optimal
yang baikyaitu B
, berstruktrur spinel dan memenuhi kebutuhan pasar?
Aria Respati, 2015
Pengaruh Konsentrasi CuO dan ZnO Terhadap Karakteristik Termistor NTC Berbasis
(Cux Zny MnzNit )Fe 2O4
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu| perpustakaan.upi.edu
3
1.3
Tujuan
Mengetahui komposisi optimal yang menghasilkan termistor NTC dengan
karakteristik
yang baik
B
,
berstruktrur spinel dan memenuhi
kebutuhan pasar.
1.4
BatasanMasalah
1.4.1 Termistor NTC yang dibuat berstruktur (
)
dengan x
dan y bervariasi, berdasarkan variasi (CuO dan ZnO) yaitu (15 dan 5), (10
dan 10) dan (5 dan 15) dalam persen berat.
1.4.2. Sifat mikro dan struktur kristal dikarakterisasi dengan menggunakan XRD
dan melihat morfologi kristal dengan menggunakan SEM.
1.4.2. Sifatlistrik yang diuji adalah impedansnya pada suhu yang bervariasi yaitu
dari suhu 30- 100 derajat Celcius.
1.5
Metodologi Penelitian
Berikut ini adalah langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini.
1.5.1. Penimbangan bahan-bahan dan penggerusan.
1.5.2. Pencampuran dengan larutan organik.
1.5.3. Pembuatan film tebal dengan metode screen printing.
1.5.4.
Film tebal di bakar pada suhu 1100
ditahan selama 3 jam
1.5.5. pembuatan kontak perak dengan metode screen printing dan dipanaskan
pada suhu 600
.
1.5.6. Karakterisasi.
1.5.6.1.Pengambilan gambar visual gambar
1.5.6.2.Uji kelistrikan
1.5.6.3.Analisis XRD
1.5.6.4.Analisis SEM
1.5.7. Analisis data dan pembahasan
Aria Respati, 2015
Pengaruh Konsentrasi CuO dan ZnO Terhadap Karakteristik Termistor NTC Berbasis
(Cux Zny MnzNit )Fe 2O4
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu| perpustakaan.upi.edu