FABRIKASI KERAMIK (Mg0,6Zn0,4)TiO3+x wt.% Bi2O3 HASIL SINTESIS DENGAN METODE PENCAMPURAN LARUTAN DAN PENGARUH VARIASI x wt.% Bi2O3 TERHADAP STRUKTUR DAN DENSITAS KERAMIK

Abstract

Abstrak Keramik berbasis MgTiO3 banyak dilaporkan sebagai bahan yang berpotensi untuk aplikasi sistem komunikasi pada frekuensi gelombang mikro. Pada artikel ini dilaporkan hasil fabrikasi keramik (Mg0,6Zn0,4)TiO3 (MZT04) + x wt.%  Bi2O3 (x = 0, 1 dan 5) dan dikaji pengaruhnya terhadap struktur dan densitasnya. Fabrikasi ketiga keramik tersebut diperoleh dari serbuk hasil sintesis dengan metode pencampuran larutan menggunakan bahan awal serbuk logam Mg, Zn, dan Ti (Merck) serta HCl 12 M dan dikalsinasi pada suhu 550 ℃ selama 2 jam. Pencampuran Bi2O3 dilakukan dengan proses ball milling dan kompaksi dengan tekanan 10 MPa kemudian disinter pada suhu 1000 ℃ selama 4 jam. Analisis struktur dengan uji XRD menunjukkan bahwa serbuk MZT04 terdiri dari fasa MgTiO3 sebagai fasa utama dan TiO2 sebagai fasa impuritas. Sedangkan untuk keramik dengan penambahan 0, 1 dan 5 wt.% Bi2O3 terdiri dari fasa MgTiO3 sebagai fasa utama dengan % molar = (96,47 ± 2,95), (96,79 ± 1,79) dan (97,53 ± 1,88) dan sisanya MgO sebagai fasa impuritas. Bertambahnya wt.% Bi2O3 menyebabkan penurunan % molar fasa MgO, memperkecil ukuran parameter kisi dan volume sel satuan. Fakta tersebut didukung dengan terjadinya pergeseran posisi 2θ puncak MgTiO3 (104) dari 32,86 menjadi 33,02°. Penambahan wt.% Bi2O3 tersebut juga mampu meningkatkan densitas Archimedes dari 3,315 menjadi 3,762 g/cm3. Dapat disimpulkan bahwa variasi penambahan 0, 1 dan 5 wt.% Bi2O3 pada keramik MZT04 berpengaruh terhadap struktur dan densitasnya, yaitu menyebabkan pembentukan fasa MgTiO3 hampir tunggal, memperkecil ukuran parameter kisi dan volume sel satuan serta meningkatkan nilai densitas Archimedes.   Kata Kunci: (Mg0,6Zn0,4)TiO3, wt.% Bi2O3, keramik, struktur, densitas Archimedes     Abstract MgTiO3-based ceramics are widely reported as potential materials for communication system applications at microwave frequencies. In this article, the ceramic fabrication of (Mg0.6Zn0.4)TiO3 (MZT04) + x wt.% Bi2O3 (x = 0, 1 and 5) were examined and their effects on structure and density were reported. Fabrication of the three ceramics was obtained from the powder synthesized by liquid mixing method from Mg, Zn, and Ti (Merck) metal powder as well as 12 M HCl and calcined at 550 ℃ for 2 hours. Bi2O3 mixing was carried out by ball milling and compacting with a pressure of 10 MPa and sintered at 1000 ℃ for 4 hours. Analysis of the structure by XRD showed that MZT04 powders consisted of the MgTiO3 phase as the main phase and TiO2 as the impurity phase. While for the ceramics with 0, 1 and 5 wt.% Bi2O3, the samples consist of MgTiO3 phase as the main phase with % molar = (96.47 ± 2.95), (96.79 ± 1.79) and (97.53 ± 1.88) and the remaining MgO as an impurity phase. The increase in % wt Bi2O3 causes a decrease in the presence of the MgO phase, reducing the size of the lattice parameter and the volume of unit cells. This fact was supported by the shifting of  of the (104) MgTiO3 peak from 2θ = 32.86 to 33.02°. The addition of wt.% Bi2O3 was also able to increase the Archimedes density from 3.315 to 3.762 g/cm3. It can be concluded that the variation of 0, 1 and 5 wt.% Bi2O3 into MZT04 ceramic systems affects the structure and density of the systems, i.e. leads to the formation of nearly single phase of MgTiO3, reducing the size of the lattice parameter and the volume of unit cells and increasing the Archimedes density.   Keywords: (Mg0,6Zn0,4)TiO3, wt.% Bi2O3, ceramics, structure, Archimedes density