Sintesis Superkonduktor MgB2 Dengan Penambahan Carbon Nanotube Menggunakan Metode Powder In Tube
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Superkonduktivitas merupakan fenomena menarik yang ditandai dengan fase
transisi temperatur kritis (Tc) berada dalam kesetimbangan dengan fase
superkonduktor (A.Moyses, 2010). Superkonduktivitas terjadi dalam beberapa
material termasuk unsur sederhana seperti timah dan aluminum, beberapa logam
alloy (Nb3Sn, Nb3Ge, V3Si),dan beberapa senyawa keramik yang berisi atom
tembaga dan oksigen pada temperatur yang rendah ditandai dengan ketiadaan
hambatan hambatan listrik (R= 0).
Penelitian tentang superkonduktor yang semakin berkembang saat ini
membuat para peneliti di seluruh dunia terus melakukan perbaikan mutu dan
kualitas dari senyawa paduan berpotensi superkonduktor. Pengembangan material
MgB2 yang memiliki suhu kritis lebih tinggi (39 K) daripada material Nb 3Sn,
selain itu MgB2 membutuhkan biaya yang lebih murah dan lebih praktis
dikarenakan proses pendinginan dapat dilakukan menggunakan Neon cair (15 K)
dan Hidrogen cair (20 K), memiliki rapat arus kritis yang tinggi dan medan
magnet kritis yang tinggi (Kobayashi, 2014). MgB2 memiliki struktur yang cukup
mirip dengan YBaCuO yang biasa digunakan untuk MRI (Magnetic Resonance
Imaging) dan NMR (Nuclear Magnetic Resonance) (Buzea et al.2001).
Beberapa penelitian yang dilakukan disejumlah laboratorium diseluruh
dunia untuk mempelajari dan memperbaiki sifat-sifat superkonduktor MgB2,
diantaranya adalah dengan penambahan senyawa karbon aromatik misalnya SiC,
TiC, HfC, dan NbC, Carbon dan CNT dengan tujuan untuk meningkatkan rapat
arus (Dilek, 2011).
Penambahan CNT (10 wt.% dan 20 wt.%) dan pengaruh temperatur
pemanasan (8500C) pada MgB2 memberikan hasil yang baik terhadap nilai rapat
arus (Jc) tetapi mengalami penurunan suhu kritis (T c) bila dibandingkan dengan
MgB2 murni (Vajpayee et al. 2009).
Universitas Sumatera Utara
Merujuk dari beberapa penelitian yang telah dilakukan, maka penulis
melakukan penelitian yaitu sintesis material MgB2 dengan penambahan variasi
persentase berat CNT.
Dalam penelitian ini dilakukan sintesisMgB2 dengan
penambahan CNT dengan metode powder in tube.
1.2 Rumusan Masalah
1. Untuk mengetahui kualitas superkonduktor MgB2 dilakukan penambahan
dopan carbon nanotube (CNT).
2. Perlu diperhitungkan fasa yang terbentuk, mikrostruktur dan hambatan jenis
yang dihasilkan dari penambahan carbon nanotube CNT).
1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk menguji pembentukan sintesis MgB2 dengan metode Powder in Tube
(PIT).
2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan variasi berat carbon nanotube
(CNT) terhadap karakteristik sintesis MgB2.
1.4 Batasan Masalah
Agar permasalahan yang akan dibahas dapat menjadi terarah, maka penulis
membatasi ruang lingkup yaitu difokuskan pada pengaruh fraksi berat (x=0; 0,05;
0,10; 0,20) penambahan CNT pada bahan MgB2 dengan temperatur pemanasan
(8500 C) selama 10 jam pada pembentukan fasa, mikrostruktur dan nilai hambat
jenis material superkonduktor MgB2 dengan menggunakan teknik powder in
tube.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian yang diambil dari penelitian ini adalah: Diharapkan
riset penelitian ini mampu memberikan informasi dalam pengembangan
material superkonduktor MgB2 yang merujuk pada aplikasi superkonduktor dalam
industri.
Universitas Sumatera Utara
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada masing masing Bab adalah sebagai berikut :
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah,
rumusan masalah, tujuan penelitian, dan manfaat penelitian, serta
sistematika penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas landasan teori yang menjadi acuan untuk proses
pengambilan data, analisa data serta pembahasan.
BAB III
METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram
alir penelitian, prosedur penelitian dan pengujian sampel.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data
yang diperoleh dari penelitian
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dan
memberikan saran untuk penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Superkonduktivitas merupakan fenomena menarik yang ditandai dengan fase
transisi temperatur kritis (Tc) berada dalam kesetimbangan dengan fase
superkonduktor (A.Moyses, 2010). Superkonduktivitas terjadi dalam beberapa
material termasuk unsur sederhana seperti timah dan aluminum, beberapa logam
alloy (Nb3Sn, Nb3Ge, V3Si),dan beberapa senyawa keramik yang berisi atom
tembaga dan oksigen pada temperatur yang rendah ditandai dengan ketiadaan
hambatan hambatan listrik (R= 0).
Penelitian tentang superkonduktor yang semakin berkembang saat ini
membuat para peneliti di seluruh dunia terus melakukan perbaikan mutu dan
kualitas dari senyawa paduan berpotensi superkonduktor. Pengembangan material
MgB2 yang memiliki suhu kritis lebih tinggi (39 K) daripada material Nb 3Sn,
selain itu MgB2 membutuhkan biaya yang lebih murah dan lebih praktis
dikarenakan proses pendinginan dapat dilakukan menggunakan Neon cair (15 K)
dan Hidrogen cair (20 K), memiliki rapat arus kritis yang tinggi dan medan
magnet kritis yang tinggi (Kobayashi, 2014). MgB2 memiliki struktur yang cukup
mirip dengan YBaCuO yang biasa digunakan untuk MRI (Magnetic Resonance
Imaging) dan NMR (Nuclear Magnetic Resonance) (Buzea et al.2001).
Beberapa penelitian yang dilakukan disejumlah laboratorium diseluruh
dunia untuk mempelajari dan memperbaiki sifat-sifat superkonduktor MgB2,
diantaranya adalah dengan penambahan senyawa karbon aromatik misalnya SiC,
TiC, HfC, dan NbC, Carbon dan CNT dengan tujuan untuk meningkatkan rapat
arus (Dilek, 2011).
Penambahan CNT (10 wt.% dan 20 wt.%) dan pengaruh temperatur
pemanasan (8500C) pada MgB2 memberikan hasil yang baik terhadap nilai rapat
arus (Jc) tetapi mengalami penurunan suhu kritis (T c) bila dibandingkan dengan
MgB2 murni (Vajpayee et al. 2009).
Universitas Sumatera Utara
Merujuk dari beberapa penelitian yang telah dilakukan, maka penulis
melakukan penelitian yaitu sintesis material MgB2 dengan penambahan variasi
persentase berat CNT.
Dalam penelitian ini dilakukan sintesisMgB2 dengan
penambahan CNT dengan metode powder in tube.
1.2 Rumusan Masalah
1. Untuk mengetahui kualitas superkonduktor MgB2 dilakukan penambahan
dopan carbon nanotube (CNT).
2. Perlu diperhitungkan fasa yang terbentuk, mikrostruktur dan hambatan jenis
yang dihasilkan dari penambahan carbon nanotube CNT).
1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk menguji pembentukan sintesis MgB2 dengan metode Powder in Tube
(PIT).
2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan variasi berat carbon nanotube
(CNT) terhadap karakteristik sintesis MgB2.
1.4 Batasan Masalah
Agar permasalahan yang akan dibahas dapat menjadi terarah, maka penulis
membatasi ruang lingkup yaitu difokuskan pada pengaruh fraksi berat (x=0; 0,05;
0,10; 0,20) penambahan CNT pada bahan MgB2 dengan temperatur pemanasan
(8500 C) selama 10 jam pada pembentukan fasa, mikrostruktur dan nilai hambat
jenis material superkonduktor MgB2 dengan menggunakan teknik powder in
tube.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian yang diambil dari penelitian ini adalah: Diharapkan
riset penelitian ini mampu memberikan informasi dalam pengembangan
material superkonduktor MgB2 yang merujuk pada aplikasi superkonduktor dalam
industri.
Universitas Sumatera Utara
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada masing masing Bab adalah sebagai berikut :
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah,
rumusan masalah, tujuan penelitian, dan manfaat penelitian, serta
sistematika penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas landasan teori yang menjadi acuan untuk proses
pengambilan data, analisa data serta pembahasan.
BAB III
METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram
alir penelitian, prosedur penelitian dan pengujian sampel.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data
yang diperoleh dari penelitian
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dan
memberikan saran untuk penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara