sifat keramik (1)

7/21/2019 sifat keramik (1)

http://slidepdf.com/reader/full/sifat-keramik-1 1/43

SIFAT KERAMIK

LISTRIK, THERMAL,

DIELEKTRIK, MAGNETIK, OPTIK



Sifat Listrik

• Sifat konduktivitas listrik adalasala satu sifat listrik !an" #an!akdi"unakan s$#a"ai dasar a%likasi&at$rial' Dala& al ini, kar$nak$ra&ik %ada u&u&n!a &$&ilikisifat konduktivitas !an" r$nda,

&aka a%likasi #aan k$ra&ik ini#an!ak di"unakan s$#a"ai #aanisolator listrik %ada t$"an"an r$nda

&au%un tin""i'



Konduktivitas Listrik

• Ra%at arus listrik ( did$)nisikan s$#a"ai&uatan !an" #$r%inda &$lalui suatu luasandala& satuan *aktu' (ika n adala +u&la

%artik$l !an" t$r&uati tia% satuan volu&$dan k$$%atan alirann!a v dan &uatan%artik$ln!a -$ .- / &uatan val$nsi dan $ /&uatan $l$ktron0 &aka ra%at arus listrik

%artik$l k$1i di#$rikan ol$2•



Konduktivitas Listrik



Sifat Listrik 3$rdasar %ita$n$r"i



Ta#$l R$sistivitas



Konduktivitas ionik dalam kristal

• Sala satu %$&#a*a &uatan dala&&at$rial k$ra&ik .kristalin0 adalaion, s$%$rti oksida dan alida,

di&ana konduktivitas listrikn!adiasilkan dari &i"rasi ion t$rs$#ut



Konduktivitas kation dala&Na4l



Konduktivitas isot$r& A"3r dido%in" d$n"an 4d56dan S51



Konduktivitas K4l d$n"an variasi s$n!a*ata&#aan



Konduktivitas elektronik dalam kristal

• 3ila dala& kristal t$rda%at $l$ktron#$#as atau ol$ dala& kons$ntrasi!an" s$dikit, &aka &o#ilitas $l$ktron

atau oln!a r$latif l$#i tin""idi#andin" &o#ilitas ionikn!a' Hal iniakan &$&#$rikan kontri#usi

t$rada% konduktivitas listrik' Dala&s$&ua kasus konduktivitas listrikdit$ntukan ol$ kons$ntrasi

%$&#a*a &uatan dan &o#ilitas



• Dala& #$#$ra%a kasus untuk oksidalo"a& transisi s$%$rti R$O7, SrO5,8O, TiO dan R$O5 t$rda%at or#ital

$l$ktron !an" ov$rla% s$in""a %ita1%ita $n$r"i d dan f koson", s$in""akons$ntrasi $l$ktron kuasi1#$#as9&7

uku% #$sar :;55 1 :;57

&$n!$#a#kan #$rsifat konduktif



• S$ara u&u& t$rda%at $n$r"i "a% E"antara %ita t$risi d$n"an %ita koson"!an" l$#i #$sar dari KT' Kons$ntrasi

$l$ktron konduksi intrinsik &at$rialsa&a d$n"an kons$ntrasi ol$1n!a

( )

−

π

== kT2

Eg

expmmh

kT2

2pn

43

*

h

*

e

23

2



Konduktivitas listrik t$r"antun" t$&%$ratur$#$#$ra%a oksida



Sifat T$r&al

• Ha&%ir s$&ua &at$rial k$ra&ikdala& a%likasin!a s$lalu&$&%$ratikan sifat t$r&al ini,

kar$na sifat t$r&al &at$rial t$rkaitd$n"an sifat1sifat !an" lain'

• a). Kapasitas Panas

• Adala $n$r"i !an" di#utukanuntuk &$nin"katkan t$&%$ratur&at$rial :o4



</Panas 9 kalorE/En$r"i Int$rnal

H/Ental%iKo$)si$n E=%ansi t$rnal

Ko&%r$silitas8olu&$ Molar



• T$&%$ratur di&ana ka%asitas %anas&$n+adi ukuran di%$n"arui ol$k$kuatan ikatan, konstanta $lastik,

titik l$l$ &at$rial



Kapasitas panas beberapa material keramikpada temperature yang berbeda



Konduksi Panas

•

d< 9dt$ta/ S$+u&la %anas !an"&$n"alir nor&al t$rada% luasan Adala& *aktu

•

k / konduktivitas t$r&al• 1dT9d= / Gradi$n t$&%$ratur



Sifat Di$l$ktrik

• Sifat di$l$ktrik adala suatu sifat !an" di&ilikiol$ &at$rial !an" da%at t$r%olarisasi &$n+adidi%ol1di%o listrik #ila di#$ri &$dan listrik'

•

3$r#$da d$n"an sifat konduktivitas !an"&$li#atkan %$r"$rakan %$&#a*a &uatan%ada +arak9+an"kauan !an" %an+an", r$s%ondi$l$ktrik diasilkan dari "$rakan %$&#a*a

&uatan listrik dala& +an"kauan !an" %$nd$k.sort1ran"$ &otion of arri$rs0 aki#at%$n"aru &$da listrik $kst$rnal



Sifat Di$l$ktrik

• Sifat1sifat di$l$ktrik ini san"at #$rvariasi antara&at$rial !an" satu d$n"an !an" lain dan&$ru%akan fun"si t$rada% t$&%$ratur,fr$ku$nsi &$dan t$ra%an, k$l$&#a#an, strukturkristal dan faktor $kst$rnal lainn!a' R$s%ondi$l$ktrik da%at lini$r t$ta%i +u"a da%at nonlini$r t$rada% faktor1faktor %$n!$#a#.sti&ulan0 t$rs$#ut'

• P$&#aasan &$n"$nai sifat di$l$ktrik ini san"at$rat kaitann!a d$n"an d$n"an ka%asitansi dankonstanta di$l$ktrik, %olarisasi, loss fator



• Dua #ua k$%in" lo"a& s$+a+ardi%isakan %ada +arak d dan luas%$na&%an" k$%in"n!a A, di#$ri

t$"an"an D4 .s$#a"ai&ana "a&#ardi#a*a ini0 &aka arus listrik !an"&$n"alir dala& ran"kaian t$rs$#ut

akan &$luru d$n"an $%at in""a&$n+adi nol s$irin" d$n"an%$rta&#aan *aktu, s$suai d$n"an

%$rsa&aan #$rikut



Pola u#un"an < t$rada% 8 dua %$lats$+a+ar vaku&

• 3$rdasarkan asil %$ritun"an $ks%$ri&$ndi%$rol$ k$t$rkaitan antara #$sarn!a konstanta d$n"an luas %$na&%an" k$%in" s$+a+ar dan +arak

antar dua k$%in", din!atakan dala& %$rsa&aan 2



• Hal ini &$n"indikasikan #a*a +u&la &uatan!an" da%at disi&%an ol$ dua k$%in" %$lat

s$+a+ar d$n"an &$&#$ri #aan di$l$ktrikdiantara dua %$lat s$+a+ar t$rs$#ut s$&akin#$sar .l$#i #$sar di#andin"kan d$n"an duak$%in" %$lat s$+a+ar tan%a #aan di$l$ktrik atau

vaku&0' 3ila di%lot u#un"an < t$rada% 8 asil$ks%$ri&$n di%$rol$ u#un"an lini$r s$%$rti%ada "a&#ar di#a*a ini d$n"an slo%$ ."radi$n0!an" l$#i #$sar dari %ada "radi$n kurva < vs 8

untuk dua %$lat tan%a di$l$ktrik .vaku&0'



Pola u#un"an < t$rada% 8 dua %$lats$+a+ar d$n"an #aan %$n"isi di$l$ktrik



P$&#a"ian #aan Di$l$ktrik

• 3$rdasarkan konstanta di$l$ktrik ini, #aandi$l$ktrik da%at di"olon"kan &$n+adi 7 "olon"an'

• Gol I 2 &$li%uti di$l$ktrik d$n"an konstantadi$l$ktrik !an" r$nda .> ? :> 0 dan s$dan" .:> ?>;;0 dan faktor disi%asin!a @ ;,;;7'

• Gol II 2 &$li%uti di$l$ktrik d$n"an konstantadi$l$ktrik antara 5;;; dan 5;';;;, %$r&itivitastin""i #$r#asis f$rro$l$ktrik k$ra&ik'

• Gol III 2 di$l$ktrik d$n"an fasa konduktif,ka%aistansi !an" san"at tin""i, t$ta%i t$"an"an#r$akdo*n1n!a r$nda



• K$#an!akan k$ra&ik s$%$rti k$ra&ik#$r#asis la! dan tal, alu&ina, 3$Odan AlN &$&iliki %$r&itivitas r$nda

s$in""a da%at di"olon"kan k$dala&di$l$ktrik "olon"an I, k$uali 3aTiO7

!an" &$&iliki k7;;; !an" &asuk

dala& "olon"an II



Polarisasi

• Polarisasi adala &$kanis&$ori$ntasi di%ol1di%ol listrik dan&uatan t$rikat aki#at &$dan listrik

$kst$rnal, di tuliskan dala&%$rsa&aan 2

N / +u&la di%ol tia% satuan volu&$ / &o&$n di%ol rata1rata



• < / &uatan listrik di%ol

• D / +arak antar di%ol

• α /%olarisa#ilitas

• EB / &$dan listrik lokal



• di&ana 2 kB ? : / χ /Sus$%ti#ilitas/P9ε;'E





Total %olarisa#ilitas di$l$ktrik adala +u&la darik$$&%at +$nis %olarisasi diatas, s$in""a

Sk$&atikPolarisa#ilitas!an"#$r"antun"

fr$ku$nsi

oss a or &$ru%a an a or $ru" an



oss a or &$ru%a an a or $ru" an#$ru%a arus dan $n$r"i !an" diti&#ulkanol$ t$"an"an dan arus !an" diinduksikandala& ran"kaian A4' S$#a"ai onto

s$d$rana #a*a ka%asitor !an" di#$rit$"an"an sinusiodal , %$&uatan dan ru"iarus akan di#$rikan ol$ %$rsa&aandi#a*a ini 2



P$&uatan dan ru"i arus %ada

ka%asitor



D$n"an d$&ikian ru"i $n$r"i%$rsiklus adala 2



ru"i da!a %$rd$tikn!a



K$kuatan Di$l$ktrik

• K$kuatan di$l$ktrik din!atakan dala&dielektric breakdown .rusakn!a sifatdi$l$ktrik0 aki#at &$dan listrik $kst$rnal'El$tri #r$akdo*n da%at t$r+adi dala& duaara, !akni elektronic breakdown .k$kuatandi$l$ktrik instrinsik0 dan thermal breakdown .rusakn!an!a di$l$ktrik !an" dis$#a#kan ol$%anas !an" #$rl$#ian %ada #aan di$l$ktrikaki#at t$"an"an !an" t$rlalu #$sar dan t$rlalula&a0' K$kuatan di$l$ktrik din!atakan dala&volt9& atau volt9&il'

P$n"ukuran k$kuatan di$l$ktrik di%$n"arui



P$n"ukuran k$kuatan di$l$ktrik di%$n"aruiol$ varia#$l %ros$dur %$n"ukuran dank$t$#alan sa&%$l' S$&akin t$#al sa&%$l,

k$kuatan di$l$ktrikn!a &$nin"kat

• T$r&al #r$akdo*n t$r+adi %adat$&%$ratur diatas :>;o4 !an"#an!ak dis$#a#kan ol$ t$&%$ratursist$& di&ana di$l$ktrik di"unakan,na&un al ini +u"a da%at di%iu ol$

t$"an"an !an" di#$rikan t$rlalula&a, s$in""a disi%asi $n$r"i#$ru%a %anas t$rus t$raku&ulasi



• El$ktronik #r$akdo*n t$r+adi #ila "radi$n t$"an"an&$nin"kat in""a &$na%ai nilai t$rt$ntu !an" dis$#utinstrinsi $l$trial #r$akdo*n, di&ana $l$ktron dala&struktur di%$r$%at ol$ &$dan listrik s$in""a t$r+adi

tu&#ukan $l$ktron !an" tak t$rk$ndali &$n!$#a#kansa&%$l &$n"ala&i k$rusakan' Pada t$&%$ratur r$nda.di#a*a t$&%$ratur ka&ar, s$kitar ? >;o40 $l$ktronik#r$akdo*n &$nin"kat d$n"an %$nin"katan t$&%$raturk$uali di$l$ktrik kaa !an" &$n!$#a#kan vi#rasi kisi

dan akirn!a !an" &$n"a&#urkan $l$ktron' K$kuatandi$l$ktrik %ada t$&%$ratur r$nda untuk kristal dan"$las #$rkisar %ada ord$ .: in""a :;0 = :;Cv9&'

P$n"aru t$&%$ratur$ dan durasi



P$n"aru t$&%$ratur$ dan durasi%$n"u+ian %ada k$kuatan#r$akdo*n "$las %!r$=



• ntuk #$#$ra%a "$las d$n"ankandun"an soda !an" #$r#$dak$kuatan &at$rialn!a dita&%ilkan

dala& ta#$l #$rikut, di&ana %adat$&%$ratur r$nda k$kuatandi$l$ktrik tidak di%$n"arui ol$

ko&%osisi, t$ta%i %ada t$&%$raturdiatas :>;o4 di%$n"arui ol$r$sistivitas dan kandun"an alkali'

•



Hu#un"an antara 3r$akdo*n t$r&ald$n"an r$sistivitas



sifat keramik (1)

Documents