Penanggung Jawab: Kapuslit Metalurgi – LIPI Dewan Redaksi : Ketua Merangkap Anggota: Ir. Ronald Nasoetion, MT Anggota: Dr. Ir. Rudi Subagja Dr. Ir. F. Firdiyono Dr. Agung Imadudin Dr. Ika Kartika, MT Ir. Yusuf Ir. Adil Jamali, M.Sc (UPT BPM – LIPI) Prof. Riset. Dr. Ir. Pramusanto (Puslitbang TEKMIRA) Prof. Dr. Ir. Johny Wahyuadi, DEA (UI) Dr. Ir. Sunara, M.Sc (ITB) Sekretariat Redaksi: Pius Sebleku, ST Tri Arini, ST Arif Nurhakim, S.Sos Lia Andriyah, ST Penerbit: Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Gedung 470 Telp: (021) 7560911, Fax: (021) 7560553 Alamat Sekretariat: Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Gedung 470 Telp: (021) 7560911, Fax: (021) 7560553 E-mail : [email protected]Majalah ilmu dan teknologi terbit berkala setiap tahun, satu volume terdiri atas 3 nomor. VOLUME 27 NOMOR 1, APRIL 2012 ISSN 0216 – 3188 AKREDITASI : SK 187/AU1/P2MBI/08/2009 Pengantar Redaksi………………….. iii Abstrak ………………………..…..….. v Pengaruh Waktu Pelindian pada Proses Pemurnian Silikon Tingkat Metalurgi Menggunakan Larutan HCl Bintang Adjiantoro dan Efendi Mabruri......1 Aplikasi Severe Plastic Deformation (SPD) dan Heavy Cold Rolling pada Baja Tahan Karat Austenitik 316L Efendi Mabruri ....................……….……..… 7 Percobaan Pendahuluan Perbandingan Daya Serap Unsur Minor dalam Larutan Natrium Silikat F. Firdiyono, dkk ……………….………15 Fenomena Dynamic Strain Aging pada Proses Tempa Panas Paduan Co-33Ni-20Cr-10Mo Ika Kartika ………………..……………...... 27 Sifat Listrik Superkonduktor YBa2Cu3O7-x Hasil Proses Pelelehan dengan Dopant Ti Didin S.Winatapura, dkk …..………..…… 35 Percobaan Pengisian-Pengeluaran Hidrogen Sebuah Tangki Simpan Hidrogen Padat Hadi Suwarno ……………………………..... 43 Pembentukan Nanopartikel Paduan CoCrMo dengan Metoda Pemaduan Mekanik Sulistioso Giat S dan Wisnu Ari Adi ……. 51 Indeks
28
Embed
Sifat Listrik Superkonduktor YBa2Cu3O7-x Hasil Proses Pelelehan ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
vi | Majalah Metalurgi, V 27.1.2012, ISSN 0216-3188
METALURGI
(Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 1 April 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya.
UDC (OXDCF) 660
Efendi Mabruri (Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI)
Aplikasi Severe Plastic Deformation (SPD) dan Heavy Cold Rolling pada Baja Tahan Karat Austenitik 316L
Metalurgi, Vol 27 No. 1 April 2012
Untuk meningkatkan kekuatan baja tahan karat austenitik, penghalusan butir sampai ukuran submikron (ultra
fine grain) merupakan metoda yang efektif. Tulisan ini melaporkan aplikasi severe plastic deformation
(SPD) menggunakan equal channel angular pressing (ECAP) dan aplikasi heavy cold rolling terhadap baja
tahan karat austenitik SS 316L. Hasil percobaaan menunjukkan bahwa sifat mekanik baja tahan karat
austenitik 316L dapat ditingkatkan secara signifikan masing-masing dengan kedua teknik tersebut. ECAP
pass 1 (single pass) dengan regangan 0,65 dapat meningkatkan kekuatan tarik baja tahan karat austenitik
316L menjadi 1,6 kali lipat, sedangkan heavy cold rolling 80 % dengan regangan 1,65 dapat meningkatkan
kekuatan tarik menjadi 2,1 kali lipat. Pemanasan anil pada suhu 750 °C menurunkan kekuatan tarik menjadi 1055,14 MPa tetapi nilai tersebut masih jauh lebih tinggi dari kekuatan tarik pada kondisi awal (solution
treatment) sebesar 655,53 Mpa.
Kata kunci : Baja tahan karat austenitik, Penghalusan butir, Severe plastic deformation, Equal channel
angular pressing, Heavy cold rolling
The Application of Severe Plastic Deformation (SPD) and Heavy Cold Rolling of Austenitic Stainless Steel
316L
The grain refinement down to ultrafine sizes is the efective method for strengthening of austenitic stainless
steel. This paper reports the application of severe plastic deformation (SPD) using equal channel angular
pressing (ECAP) and the application of heavy cold rolling on the austenitic stainless steel (SS) 316L. The
experimental results showed that the mechanical properties of SS 316L can be increased significantly by
these two techniques. The single pass-ECAP with 0.65 strain increased tensile strength of SS 316L by 1.6
times, whereas heavy cold rolling with 80 % reduction and 1.65 strain increased tensile strength by 2.1 times.
The annealing treatment at 750 °C decreased tensile strength of 80 % cold rolled-SS 316L down to 1055.14
Mpa, however this value is still much larger compared to that of solution treated ones of 655.53 Mpa.
Percobaan Pendahuluan Perbandingan Daya Serap Unsur Minor dalam Larutan Natrium Silikat
Metalurgi, Vol 27 No. 1 April 2012
Penelitian tentang kemampuan penyerapan zeolit alam Karangnunggal dan karbon aktif sebagai adsorben
dalam larutan natrium silikat telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efisiensi penyerapan
zeolit dan karbon aktif terhadap unsur pengotor Ca, Mg, Fe, dan Al dalam larutan natrium silikat serta
mengetahui hubungan penyerapan tersebut dengan beberapa parameter adsorpsi. Penentuan kondisi optimum
meliputi masa adsorben, pH, waktu kontak dan temperatur larutan. Hasil analisa menggunakan spektroskopi
serapan atom (SSA) menunjukkan bahwa zeolit alam Karangnunggal tidak efektif untuk menyerap ion Mg
dan Ca dalam larutan natrium silikat, tetapi zeolit tersebut dapat digunakan untuk menyerap ion Fe. Kondisi
optimum penyerapan ion Fe dicapai dengan parameter waktu kontak selama 60 menit, massa zeolit sebanyak 3 gram, pH 3, dan pada temperatur ruang. Efisiensi adsorpsi tertinggi oleh karbon aktif pada larutan sodium
silikat mencapai 88,43% untuk ion Al dan 41,6% untuk ion Fe.
Kata kunci : Pasir kuarsa, Natrium karbonat, Natrium silikat, Adsorpsi, Adsorben, Adsorbat, Zeolit, Karbon
aktif
Preliminary Comparative Study on the Adsorption of Minor Elements in Sodium Silicate Solution
Research studies on the adsorption capacity of Karangnunggal natural zeolite and activated carbon as a
sorbent in solution of sodium silicate has been done. This study aims to determine the efficiency of
adsorption of the zeolite and activated carbon to a solution of sodium silicate impurity elements such as Ca,
Mg, Fe and Al and to know the relationship between the adsorption of the zeolite and activated carbon with
the adsorption parameters. Determination of optimum conditions include the mass of adsorbent, pH, contact
time and temperature of solution. Results of analysis using atomic absorption spectroscopy (AAS) showed
that Karangnunggal natural zeolite is not effective to adsorb Mg and Ca ions in sodium silicate solution, but
zeolite can adsorb Fe ion. The optimum condition of Fe ion absorption is achieved with contact time
parameters for 60 minutes, the mass of zeolite is used as much as 3 gram, pH 3, and at room temperature.
The highest adsorption efficiency by activated carbon on sodium silicate solution reached 88.43% for the Al ion and 41.6% for Fe ion.
viii | Majalah Metalurgi, V 27.1.2012, ISSN 0216-3188
METALURGI
(Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 1 April 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya.
UDC (OXDCF) 530.0285
Ika Kartika (Pusat Penelitian Metalurgi - LIPI)
Fenomena Dynamic Strain Aging pada Proses Tempa Panas Paduan Co-33Ni-20Cr-10Mo
Metalurgi, Vol 27 No. 1 April 2012
Pada penelitian ini, telah dilakukan proses tempa panas terhadap bahan paduan Co-33Ni-20Cr-10Mo pada
selang temperatur 700-900 ºC, laju regangan (έ) berkisar antara 0,01-30 per detik dan regangan (ε) konstan
sebesar 0,5 untuk mempelajari karakteristik deformasinya. Kurva tegangan regangan menunjukkan kecepatan
pengerasan regangan pada temperatur tersebut. Pada temperatur 700-750 ºC, tegangan pada 0,2 % terlihat
menurun dengan meningkatnya laju regangan, sementara pada temperatur 800-850 ºC, tegangan pada 0,2%
tersebut tidak bergantung terhadap laju regangan. Sensitivitas laju regangan yang dihasilkan pada temperatur
700-900 ºC mempunyai nilai negatif yang menandakan bahwa interaksi dislokasi dengan atom terlarut telah
terjadi pada selang temperatur tersebut. Interaksi antara atom terlarut dan kesalahan susun yang diikat oleh
parsial Shockley merupakan fenomena dynamic strain aging (DSA) yang berasal dari segregasi Suzuki. DSA kemudian dikategorikan sebagai salah satu fenomena yang merugikan dalam proses pengerjaan panas dari
paduan Co-33Ni-20Cr-10Mo.
Kata kunci : Paduan Co-33Ni-20Cr-10Mo, Sensitivitas laju regangan negatif, Dynamic strain aging (DSA),
Tempa panas
Dynamic Strain Aging Phenomena of Co-33Ni-20Cr-10Mo Alloy During Hot Forging
In the present study, hot deformation characteristic in Co-33Ni-20Cr-10Mo superalloy was carried out by
using hot compression test in the temperature range from 700-900 ºC and strain rates ranging from
0.01-30 s–1 with a constant strain 0.5. The flow curves showed high work hardening rate at those
temperatures. At temperatures 700-750 ºC, the 0.2% flow stress decreased with increasing strain rate, while
at temperatures 800-850 ºC, the 0.2% flow stress is independent of a strain rate. Negative strain rate
sensitivity was obtained at temperatures 700-900 ºC, suggesting the dislocation solute interaction occurred in
those temperature ranges. DSA come from Suzuki segregation; chemical interaction between solute atoms
and stacking faults bonded by the shockley partials. DSA is categorized as one of catastrophic phenomena in
a hot working process of Co-33Ni-20Cr-10Mo superalloy.
(Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 1 April 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya.
UDC (OXDCF) 669.620
Didin S.Winatapura, Yustinus M.P, Wisnu A.A, Deswita dan E. Sukirman (Pusat Teknologi Bahan Industri
Nuklir (PTBIN) - BATAN)
Sifat Listrik Superkonduktor YBa2Cu3O7-x Hasil Proses Pelelehan dengan Dopant Ti
Metalurgi, Vol 27 No. 1 April 2012
Telah dilakukan pembuatan superkonduktor YBa2Cu3O7-x (YBCO) yang didoping Ti melalui proses modified
melt textured growth (MMTG). Pembuatan cuplikan dilakukan melalui reaksi padatan dengan cara
menambahkan serbuk Ti ke dalam prekursor YBCO dengan variasi komposisi 0,4 %berat, 0,7 %berat, 1,0
%berat dan 1,3 %berat. Proses pelelehan YBCO dilakukan pada 1100 C selama 12 menit, kemudian
didinginkan dengan cepat ke 1000 C dan diikuti dengan pendinginan lambat ke 960 C. Identifikasi fasa di dalam cuplikan dilakukan dengan menganalisis pola difraksi sinar-X dengan metode Rietveld. Rapat arus, Jc
dan suhu kritis, Tc diukur menggunakan four point probe (FPP). Struktur mikro dan komposisi fasa cuplikan
diamati dengan scanning electron microscope (SEM) dan energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS). Hasil
pengamatan menunjukkan bahwa cuplikan merupakan bahan superkonduktor Tc tinggi (STT). YBa2Cu3O7-
x/Ti - fasa 123 berstruktur kristal ortorombik dari grup ruang Pmmm no. 47. Rapat arus kritis, Jc cuplikan
Y-0Ti diperoleh sekitar 67 A.cm-2 dan kemudian turun terus dengan kenaikan persentase doping Ti
hingga Jc 4 A.cm-2. Menyusutnya harga Jc disebabkan Ti tidak dapat mencegah pertumbuhan fasa 211. Bila kandungan Ti bertambah, fasa 211 juga bertambah dengan distribusi tidak homogen dan tumbuh terus
serta terbentuk retakan mikro yang sejajar dan memotong butiran YBCO. Akibatnya, fasa YBCO berukuran
lebih pendek dan kecil dibandingkan fasa YBCO tanpa doping Ti. Demikian juga, dengan bertambahnya
kandungan Ti menyebabkan suhu kritis (Tc) berkurang dari 365 C menjadi 350 C.
Kata kunci : Doping, MMTG, Rapat arus kritis, Suhu kritis, Pertumbuhan butir
Electrical Characterictic of YBa2Cu3O7-x Superconductor Doped by Ti Using Melting Process
Synthesis of YBa2Cu3O7-x (YBCO) superconductor which is doped by Ti using modified melt-textured
growth (MMTG) method has been done. The specimen was made by solid state reaction by adding Ti powder
to precursor of YBCO result with composition variation (in weight %) of 0.4, 0.7, 1 and 1.3. The melt
process of YBCO was done at 1100 C for 12 minutes then cooled rapidly to 1000 C followed by slow
cooling to 960 C. Identification of the specimen phase was verified using x-rays diffraction (XRD) and followed by Rietveld method analysis. The critical temperature, Tc and current density, Jc were measured by means of four point probe (FPP). The microstructure and chemical composition of the specimen were
observed using scanning electronmicroscope (SEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS). The
result shows that the specimen was YBa2Cu3O7-x high Tc superconductor of 123-phase having orthorhombic
crystal structure of Pmmm no. 47 space group. The critical current density, Jc of the specimen was obtained
about 67 A.cm-2 and then decreased continuously with increasing of Ti dopant till Jc 4 A.cm-2. Decreasing of Jc caused by Ti can not prevent the growth of 211 phases. In increasing Ti content, 211 phases also
increase with unhomogeneous distribution and continue to grow. There is also formation of microcracks
parallel to and crossing the YBCO grains. As a result, YBCO have smaller and shorter grain size compared to
YBCO grain without Ti doping. Increasing of Ti content also cause decrease from 365 C to 350 C.
x | Majalah Metalurgi, V 27.1.2012, ISSN 0216-3188
METALURGI
(Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 1 April 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya.
UDC (OXDCF) 546.3
Hadi Suwarno (Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir – BATAN)
Percobaan Pengisian-Pengeluaran Hidrogen Sebuah Tangki Simpan Hidrogen Padat
Metalurgi, Vol 27 No. 1 April 2012
Menyimpan hidrogen dalam bentuk padat sebagai paduan metal hidrid merupakan metoda baru untuk
keperluan bahan bakar kendaraan transportasi karena memiliki densitas yang lebih besar. Sebuah tangki
simpan hidrogen dengan volume sekitar 1 liter berisi serbuk nano partikel Mg2Ti5Fe6 sekitar 700 gram telah
dirakit menjadi satu kesatuan dan diuji unjuk kerjanya serta dibandingkan dengan tangki kosong bervolume
yang sama. Pengisian dan pengeluaran hidrogen ke dalam/luar tangki dilakukan pada suhu kamar dengan
tekanan bervariasi 2, 6,5 dan 8 bar. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa rasio kapasitas serapan hidrogen
tangki berisi serbuk nano partikel Mg2Ti5Fe6 terhadap tangki kosong berturut-turut 1,3, 2,3 dan 2,8.
Percobaan serapan hidrogen pada tekanan lebih tinggi tidak dapat dilakukan karena keterbatasan sarana,
namun apabila tekanan dalam tangki diperbesar, maka kapasitas serapan hidrogen masih akan bertambah. Dari penelitian ini ditunjukkan bahwa percobaan awal penyimpanan-pengeluaran hidrogen padat dari tangki
telah berhasil baik. Penelitian lanjutan dalam bentuk pemanfaatannya di fuel cell sedang direncanakan.
Kata kunci : Nano partikel, Metal hidrid, Hydrogen storage, Pengisian-pengeluaran
Research of Charging-Discharging Hydrogen of Solid Hyrogen Storage Tank
Storing hydrogen in the form of metal-hydride is one of the most promising fuels for transport vehicles
because of its high gravimetric density. A solid hydrogen storage tank with the volume of tank about one liter
containing about 700 g of nano powders Mg2Ti5Fe6 alloy has been fabricated for performing the hydrogen
charging-discharging cycles. Charging-discharging of hydrogen into/out from the tank is conducted at room temperature at the varied pressure of 2, 6.5 and 8 bars. It is exhibited that the ratio of hydrogen capacity of
the tank containing Mg2Ti5Fe6 nano particle to the empty tank is 1.3, 2.3 and 2.8, respectively. Charging
experiment at higher pressure could not be conducted due to the limit of facility. It is predicted that at higher
pressure the hydrogen capacity of the tank will be increased. From the experimental results it is concluded
that the preliminary study on charging-discharging solid state hydrogen has been done successfully. Further
examination in the form of its application in the fuel cell is being scheduled.
Keywords : Nano particle, Metal hydrid, Hydrogen storage, Charging-discharging
Abstrak | xi
METALURGI
(Metallurgy) ISSN 0216 – 3188 Vol 27 No. 1 April 2012 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya.
UDC (OXDCF) 546.3
Sulistioso Giat Sukaryo dan Wisnu Ari Adi (Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir – BATAN)
Pembentukan Nanopartikel Paduan CoCrMo dengan Metoda Pemaduan Mekanik
Metalurgi, Vol 27 No. 1 April 2012
Metoda pemaduan mekanik adalah reaksi padatan dari beberapa logam dengan memanfaatkan proses
deformasi untuk membentuk suatu paduan. Pada penelitian ini dibuat paduan Co-Cr-Mo dengan proses wet
milling dengan variasi waktu milling selama 3, 5, 10, 20, dan 30 jam. Proses wet milling sangat efektif untuk
mencegah terjadinya oksidasi dan juga memicu pembentukan paduan Co-Cr-Mo dengan baik. Hasil XRD
menunjukkan bahwa telah terjadi pertumbuhan fasa γ pada durasi milling 3, 5, 10, 20, dan 30 jam, berturut-
turut sebesar 42,80 %; 67,61 %; 82,94 %, 84,63 % dan 88,92 %. Ukuran kristalit fasa γ sebesar 25,9 nm ;
12,5 nm ; 5,1 nm dan 4,9 nm seiring dengan meningkatnya waktu milling. Disimpulkan bahwa telah berhasil
dilakukan pembuatan paduan nanokristalin Co-Cr-Mo dengan metode pemaduan mekanik lebih dari 85 % dengan waktu milling minimum selama 30 jam.
Kata kunci : Paduan Co-Cr-Mo, Pemaduan mekanik, Nano-kristalin
Manufacturing of Co-Cr-Mo Alloy Nano-Particle by Using Mechanical Alloying
Synthesis of Co-Cr-Mo nano-crystalline by mechanical alloying has been carried out. Mechanical alloying is
a solid state reaction of some metals by utilizing the deformation process to form an alloy. In this research,
parameter milling time used for making Co-Cr-Mo alloy by wet milling process is 3, 5, 10, 20 and 30 h. Wet
milling process is very effective to prevent oxidation and triggers the formation of fine Co-Cr-Mo alloys.
Results of XRD pattern refinement shows that Co-Cr-Mo alloys was growth by percentage approximately
around 42.80 %, 67.61 %, 82.94 %, 84.63 % and 88.92 % for milling time 3, 5, 10, 20, and 30 h,
respectively. Otherwise, crystalline size measurement after milling time 5, 10, 20, and 30 h obtained around
25.9 nm, 12.5 nm, 5.1 nm and 4.9 nm, respectively. This research concluded that the optimum milling time
could obtained synthesizes nano-crystalline of Co-Cr-Mo alloy more than 85 % is 30 h.
Masuk tanggal : 06-02-2012, revisi tanggal : 12-03-2012, diterima untuk diterbitkan tanggal : 21-03-2012
Intisari SIFAT LISTRIK SUPERKONDUKTOR YBa2Cu3O7-x HASIL PROSES PELELEHAN DENGAN
DOPANT Ti. Telah dilakukan pembuatan superkonduktor YBa2Cu3O7-x (YBCO) yang didoping Ti melalui
proses modified melt textured growth (MMTG). Pembuatan cuplikan dilakukan melalui reaksi padatan dengan
cara menambahkan serbuk Ti ke dalam prekursor YBCO dengan variasi komposisi 0,4 % berat, 0,7 % berat, 1,0
% berat dan 1,3 % berat. Proses pelelehan YBCO dilakukan pada 1100 C selama 12 menit, kemudian
didinginkan dengan cepat ke 1000 C dan diikuti dengan pendinginan lambat ke 960 C. Identifikasi fasa di dalam cuplikan dilakukan dengan menganalisis pola difraksi sinar-X dengan metode Rietveld. Rapat arus, Jc dan
suhu kritis, Tc diukur menggunakan four point probe (FPP). Struktur mikro dan komposisi fasa cuplikan diamati
dengan scanning electron microscope (SEM) dan energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS). Hasil pengamatan
menunjukkan bahwa cuplikan merupakan bahan superkonduktor Tc tinggi (STT). YBa2Cu3O7-x/Ti - fasa 123
berstruktur kristal ortorombik dari grup ruang Pmmm no. 47. Rapat arus kritis, Jc cuplikan Y-0Ti diperoleh
sekitar 67 A.cm-2 dan kemudian turun terus dengan kenaikan prosentase doping Ti hingga
Jc 4 A.cm-2. Menyusutnya harga Jc disebabkan Ti tidak dapat mencegah pertumbuhan fasa 211. Bila
kandungan Ti bertambah, fasa 211 juga bertambah dengan distribusi tidak homogen dan tumbuh terus serta terbentuk retakan mikro yang sejajar dan memotong butiran YBCO. Akibatnya, fasa YBCO berukuran lebih
pendek dan kecil dibandingkan fasa YBCO tanpa doping Ti. Demikian juga, dengan bertambahnya kandungan
Ti menyebabkan suhu kritis (Tc) berkurang dari 365 C menjadi 350 C.
Kata kunci : Doping, MMTG, Rapat arus kritis, Suhu kritis, Pertumbuhan butir
Abstract
ELECTRICAL CHARACTERICTIC OF YBa2Cu3O7-x SUPERCONDUCTOR DOPED BY Ti USING
MELTING PROCESS. Synthesis of YBa2Cu3O7-x (YBCO) superconductor which is doped by Ti using
modified melt-textured growth (MMTG) method has been done. The specimen was made by solid state reaction
by adding Ti powder to precursor of YBCO result with composition variation (in weight %) of 0.4, 0.7, 1 and
1.3. The melt process of YBCO was done at 1100C for 12 minutes then cooled rapidly to 1000C followed by
slow cooling to 960C. Identification of the specimen phase was verified using x-rays diffraction (XRD) and followed by Rietveld method analysis. The critical temperature, Tc and current density, Jc were measured by
means of four point probe (FPP). The microstructure and chemical composition of the specimen were observed
using scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS). The result shows that the specimen was YBa2Cu3O7-x high Tc superconductor of 123-phase having orthorhombic crystal structure
of Pmmm no. 47 space group. The critical current density, Jc of the specimen was obtained about 67A.cm-2 and
then decreased continuously with increasing of Ti dopant till Jc 4A.cm-2. Decreasing of Jc caused by Ti can not prevent the growth of 211 phases. In increasing Ti content, 211 phases also increase with unhomogeneous
distribution and continue to grow. There is also formation ofmicrocracks parallel to and crossing the YBCO
grains. As a result, YBCO have smaller and shorter grain size compared to YBCO grain without Ti doping.
Increasing of Ti content also cause decrease from 365 C to 350 C.
Gambar 3. Kurva (.cm) vs. T(K) hasil pengukuran dengan FPP dari YBa2Cu3O7-x yang didoping dengan Ti untuk variasi komposisi (a). 0 % berat, (b). 0,4 % berat (c). 0,7 % berat (d). 1 % berat dan (e). 1,3 % berat
Sifat Listrik Superkonduktor …../ Didin S.Winatapura | 39
Tabel 1. Hasil pengukuran Jc dan Tc dengan FPP
dari YBCO yang didoping unsur Ti
No Nama
Sampel Jc
(A.cm-3
) Tc (K)
1. Y-0 Ti 67 91
2. Y-0,4 Ti 34 92
3. Y-0,7 Ti 6 77
4. Y-1 Ti 6 77
5. Y-1,3 Ti 4 77
Pengamatan Struktur mikro
Foto permukaan cuplikan YBCO yang
diperoleh melalui pengamatan dengan
SEM ditunjukkan pada Gambar 4.
Permukaan cuplikan YBCO hasil proses
pelelehan memperlihatkan butiran yang
hampir seluruhnya rapat (dense) dengan
densitas bahan, 6 g.cm3 dan highly
textured menuju ke suatu arah tertentu
yang tersusun dari butiran berbentuk pelat
(plate-shape). Pada cuplikan YBCO tanpa
dopant Ti (Y-0Ti) seperti ditunjukkan pada
Gambar 4a, terlihat butiran YBCO
memiliki dimensi ukuran butir yang
panjang dengan partikel 211 berukuran
kecil terdistribusi secara homogen pada
bidang batas butir YBCO.
Namun setelah adanya penambahan
unsur Ti, terlihat jelas bahwa butiran
YBCO tumbuh lebih pendek dan lebih
kecil dari butiran YBCO tanpa dopant Ti,
seperti ditunjukkan pada Gambar 4b.
Dengan meningkatnya konsentrasi Ti
melebihi 0,4 %, butiran YBCO tumbuh
menjadi lebih pendek lagi, seperti
ditunjukkan pada Gambar 4c-4e. Pada
kondisi ini, unsur Ti terdistribusi tidak
homogen di dalam butiran YBCO.
Demikian juga partikel atau fasa 211
terdistribusi secara tidak homogen pada
batas butir YBCO. Pada kondisi ini, juga
terbentuk retakan-retakan kecil
(microcracks) yang searah dan memotong
butiran YBCO hampir pada seluruh
cuplikan YBCO yang didoping dengan Ti.
Dari hasil penelitian ini tampak bahwa
Ti tidak berperan dalam menghaluskan
partikel fasa 211 selama proses nukleasi
dan dekomposisi. Ini menunjukkan bahwa
Ti tidak dapat meredam pertumbuhan fasa
211, sehingga pada saat konsentrasi
kandungan Ti meningkat sampai 1,3 %
berat, pertumbuhan fraksi massa fasa atau
partikel 211 juga cenderung meningkat.
Persentasi fraksi massa fasa 211 meningkat
dengan penambahan dopant Ti dan diikuti
penurunan prosentase fraksi massa fasa
YBCO, seperti dicantumkan dalam Tabel
1. Pertumbuhan butiran sepanjang sumbu c
juga menyusut bila persen berat campuran
Ti meningkat [14]
. Dampak dari perubahan
butiran oleh adanya penambahan Ti
mengakibatkan harga Jc dan Tc juga
semakin turun. Harga Jc dan Tc turun
drastis untuk doping Ti dengan komposisi
0,7 % berat; 1 % berat dan 1,3 % berat,
seperti ditunjukkan pada Gambar 4c-4e.
Perubahan struktur mikro terhadap
penurunan rapat arus kritis, Jc dapat
dipahami, oleh karena Jc adalah besaran
ekstrinsik bagi superkonduktor. Hal ini
bisa diupayakan untuk ditingkatkan atau
bahkan turun dengan adanya perubahan
pada struktur mikro bahan. Dalam
penelitian ini penambahan unsur Ti
terhadap YBCO dapat memberikan
dampak yang merugikan terhadap sifat
superkonduktivitas bahan dengan
menyebabkan harga Jc turun. Dengan
demikian jelas bahwa Ti tidak dapat
menghambat laju pertumbuhan partikel
211 sehingga bila konsentrasi Ti
meningkat, prosentase fraksi massa fasa
211 juga meningkat. Dalam kondisi ini,
juga diikuti pertumbuhan partikel fasa 211
yang tumbuh terus menerus dengan
distribusi ukuran partikelnya tidak
homogen.
40 | Majalah Metalurgi, V 27.1.2012, ISSN 0216-3188/ hal 35-42
a b c
d e
Gambar 4. Foto SEM dari struktur mikro permukaan YBa2Cu3O7-x yang didoping dengan Ti untuk variasi
komposisi (a) 0 % berat, (b) 0,4 % berat, (c) 0,7 % berat, (d) 1 % berat dan (e) 1,3 % berat
Sebaliknya, suhu kritis Tc merupakan
besaran intrinsik, artinya seharusnya Tc
tidak mengalami perubahan nilai yang
signifikan, walaupun struktur mikro bahan
berubah. Namun dalam penelitian ini,
diperoleh harga Tc turun menjadi sekitar
350 C bila konsentrasi Ti melebihi 0,4 %
berat, seperti ditunjukkan pada Gambar 4b
dan Tabel 2. Turunnya suhu kritis, Tc,
pada kondisi ini dapat terjadi oleh karena
pada saat proses pendinginan pada suhu
sekitar 960 hingga 750 C, bahan ini
melakukan penyerapan oksigen secara
besar-besaran. Namun dengan
meningkatnya kandungan Ti di dalam
bahan, oksigen yang diserap bahan tidak
terikat ke struktur kristal YBa2Cu3O7-x
tetapi diserap oleh Ti dengan membentuk
senyawa TiO2. Akibatnya bahan YBCO
tersebut memiliki kandungan oksigen yang
rendah.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini dapat
disimpulkan bahwa cuplikan
superkonduktor YBa2Cu3O7-x (YBCO) fasa
123 yang didoping dengan Ti telah
mengkristal dengan baik. Keberadaan Ti
dalam YBCO menyebabkan terbentuknya
retakan mikro yang merambat searah dan
memotong butiran, sehingga butiran
YBCO menjadi lebih pendek dan kecil
dibandingkan dengan fasa YBCO tanpa
doping Ti. Fasa 211 tumbuh secara
kontinyu dengan bertambahnya kandungan
Ti. Hal ini menunjukkan bahwa Ti tidak
dapat menghambat laju pertumbuhan fasa
211 selama proses nukleasi dan
dekomposisi. Harga rapat arus kritis Jc
bahan turun tajam dengan penambahan
fasa Ti di dalam bahan YBCO, ini
menunjukkan bahwa dengan penambahan
unsur fasa Ti, menyebabkan semakin
rendahnya konektivitas antar butir.
DAFTAR PUSTAKA
[1] C. Rose-Innes, E. H. Rhoderick. (1st
Edition) 1969. Introduction To
Superconductivity. Oxford-London :
Pergamon Press Ltd.
[2] Darminto. 2001. ,,Efek Doping
Oksigen dan Substitusi Pb Pada
Struktur dan Dinamika Vorteks dari
Kristal Tunggal Superkonduktor
Sifat Listrik Superkonduktor …../ Didin S.Winatapura | 41
Bi2Sr2CaCu2O8+ ”. Desertasi
Doktor, ITB.
[3] Minamim. 1997. ISTEC Journal. : 10
(4), 36.
[4] Robert Schwal. 1997. ,,Power
System-Other Application”. WTEC
Panel Report on Power Application of
superconductivity in Japan and
Germany. : 57-98, Maryland-US.
[5] R. D. Blaugher. 1997. ,,Power System,
Generation and Storage”. WTEC
Panel Report on Power Application of
Superconductivity in Japan and
Germany. : 20-56, Maryland-US.
[6] Tetsuya Uchimoto, Kenzo Miya.
1999. ,,Application of High
Temperature Superconductors to
Enhance Nuclear Fusion Reactors”. :
36, 92-103, Japan.
[7] Ballarino. 2000. Proceeding of EPAC.
Vienna, Austria.
[8] S. Jin, T. H. Tiefel, R. C. Sherwood,
M.E.Davis,R.B.Vandover,G.W.Kamm
lott,R. A. Fastnachf, Dan H. D. Keith.
1988. Appl. Phys. Lett.: 52, 2074-
2076.
[9] Murakami M, Gotoh S, Fujimoto H,
Yamaguchik,Khoshizukan dan Tanaka
S. 1993. Supercond. Sci. Technol.: 4,
S43.
[10] Didin S. Winatapura, Wisnu Ari Adi,
Yustinusmp Dan E, Sukirman. 2007.
Jurnal Sains Materi Indonesia. : 8,
114-149.
[11] E. Sukirman, W.Ariadi, D.
S.Winatapura Dan Yustinus. 2006.
Jurnal Ilmiah Teknik Mesin,
Universitas Trisakti. : 8, 79-90.
[12] Didin S. Winatapura Dan Engkir
Sukirman. 2009. Jurnal Sains Materi
Indonesia. : 10, 136-141.
[13] F. Izumi. 1989. Rigaku J.: 6,10.
[14] Rapi-Persad Sawh, Roy Weinstein,
Victor Obot, Drew Park, Alberto
Gandini Dan Harley Skorpenske.
2006. Journal of Physics :
Confenrence Series. : 43, 2339-242.
RIWAYAT PENULIS
Didin Sahidin Winatapura, Lulus
Sarjana Universitas Padjadjaran - Bandung
tahun 1987. Bekerja sebagai peneliti di
Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir –
BATAN.
42 | Majalah Metalurgi, V 27.1.2012, ISSN 0216-3188/ hal 35-42
Indeks |
Indeks Penulis
B Bintang Adjiantoro 1
D Deswita 35 Didin S.Winatapura 35
E E. Sukirman 35
Efendi Mabruri 1, 7
Eko Sulistiyono 15
F F. Firdiyono 15
H Hadi Suwarno 43
I Ika Kartika 27
Iwan Dwi Antoro 15
M Murni Handayani 15
S Sulistioso Giat Sukaryo 51
W Wisnu A.A 35, 51
Y Yustinus M.P 35
| | Majalah Metalurgi, V 27.1.2012, ISSN 0216-3188
Indeks |
Indeks
A Acid leaching 1
Activated carbon 15
Adsorbat 15, 17, 23
Adsorben 15, 16, 17, 19, 21, 22, 23, 24
Adsorbent 15
Adsorpsi 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22,
23, 24
Adsorption 15, 24
Austenitic stainless steel 7
B Baja tahan karat austenitik 7, 8, 9, 10, 12
C Charging-discharging 43
Chemical purification 1
Co-33Ni-20Cr-10Mo alloy 27
Co-Cr-Mo 51, 52, 54, 55, 56, 57
Co-Cr-Mo alloy 51
Critical current density 35
Critical temperature 35
D Doping 35, 36, 37, 38, 39, 40
Dynamic strain aging (DSA) 27, 28, 30, 32
E Equal channel angular pressing 7, 8, 12,13
G Grain growth 35
Grain refinement 7
H Heavy cold rolling 7, 8, 9, 10, 11, 12
Hot forging 27
Hydrogen Storage 43, 48, 49, 58
I Impurities 1
K Karbon aktif 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22,
23, 24
Kuarsa sand 15
M Mechanical alloying 48, 49, 51, 52, 57,
58
Metal hidrid 43, 44
Metal hydrid 43
Metallurgical grade silicon 1, 2, 5
MMTG 35. 36
N Nano Particle 43
Nano Partikel 43, 44, 47
Nano-crystalline 51
Nano-kristalin 51, 52
Natrium carbonat 15
Natrium karbonat 15, 16, 17, 20
Natrium silicate 15
Natrium silikat 15, 16, 17, 20, 21, 22, 23
Negative strain rate sensitivity 27
P Paduan Co-33Ni-20Cr-10Mo 27, 28, 29,
30, 31, 32
Pasir kuarsa 15, 16, 19, 20, 23
Pelindian asam 1, 2, 3
Pemaduan mekanik 51, 52, 53, 54, 56, 57
Pemurnian dengan proses kimia 1
Penghalusan butir 7, 13
Pengisian-pengeluaran 43, 45, 47
Pengotor 1, 3, 4, 5, 15, 16, 17, 18, 19, 20
Pertumbuhan butir 35, 39
| | Majalah Metalurgi, V 27.1.2012, ISSN 0216-3188
Q Quartz sand 15
R Rapat arus kritis 35, 36, 37, 38, 39, 40
S Sensitivitas laju regangan negatif 27
Severe plastic deformation 7, 8
Silikon tingkat metalurgi 1
Suhu kritis 35, 36, 38, 40
T Tempa panas 27, 28, 29, 32
Z Zeolit 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 24
PANDUAN BAGI PENULIS
1. Penulis yang berminat menyumbangkan hasil karyanya untuk dimuat di dalam majalah
Metalurgi, diharuskan mengirim naskah asli dalam bentuk final baik hardcopy atau
softcopy (dalam file doc), disertai pernyataan bahwa naskah tersebut belum pernah
diterbitkan atau tidak sedang menunggu penerbitannya dalam media tertulis manapun.
2. Penulis diminta mencantumkan nama tanpa gelar, afiliasi kedudukan dan alamat emailnya
setelah judul karya tulisnya, dan ditulis dengan Times New Roman (TNR), jarak 1 spasi,
font 12.
3. Naskah harus diketik dalam TNR font 12 dengan satu (1) spasi. Ditulis dalam bentuk
hardcopy dengan kertas putih dengan ukuran A4 pada satu muka saja. Setiap halaman
harus diberi nomor dan diusahakan tidak lebih dari 30 halaman
4. Naskah dapat ditulis dalam bahasa Indonesia atau bahasa Inggris, harus disertai dengan
judul yang cukup ringkas dan dapat melukiskan isi makalah secara jelas. Judul ditulis
dalam bahasa Indonesia dan bahasa Inggris dengan huruf kapital menggunakan TNR font
14 dan ditebalkan. Untuk yang berbahasa Indonesia, usahakanlah untuk menghindari
penggunaan bahasa asing.
5. Isi naskah terdiri dari Judul naskah, Nama Pengarang dan Institusi beserta email,
Intisari/Abstract, Pendahuluan, Tata Kerja/Prosedur Percobaan, Hasil Percobaan,
Pembahasan, Kesimpulan dan Saran, Daftar Pustaka, Ucapan Terimakasih dan Riwayat
Hidup. Pakailah bahasa yang baik dan benar, singkat tapi cukup jelas, rapi, tepat dan
informatif serta mudah dicerna/dimengerti. Sub judul ditulis dengan huruf kapital TNR font
12, ditebalkan tanpa penomoran urutan sub judul, misalnya :
PENDAHULUAN
PROSEDUR PERCOBAAN, dan seterusnya.
6. Naskah harus disertai intisari pendek dalam bahasa Indonesia dan abstract dalam bahasa
Inggris ditulis TNR 10 jarak 1 spasi diikuti dengan kata kunci/keywords ditulis miring. Isi
dari intisari/abstract merangkum secara singkat dan jelas tentang :
Tujuan dan Ruang Lingkup Litbang
Metoda yang Digunakan
Ringkasan Hasil
Kesimpulan
7. Isi pendahuluan menguraikan secara jelas tentang :
Masalah dan Ruang Lingkup
Status Ilmiah dewasa ini
Hipotesis
Cara Pendekatan yang Diharapkan
Hasil yang Diharapkan
8. Tata kerja/prosedur percobaan ditulis secara jelas sehingga dapat dipahami langkah-
langkah percobaan yang dilakukan.
9. Hasil dan pembahasan disusun secara rinci sebagai berikut :
Data yang disajikan telah diolah, dituangkan dalam bentuk tabel atau gambar, serta diberi
keterangan yang mudah dipahami. Penulisan keterangan tabel diletakkan di atas tabel,
rata kiri dengan TNR 10 dengan spasi 1. Kata tabel ditulis tebal. Akhir ketrangan tidak
LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA P U S A T P E N E L I T I A N M E T A L U R G I Kawasan PUSPIPTEK Serpong 15314, Tlp.021-7560911 Fax. 021-7560553
PANDUAN BAGI PENULIS
diberi tanda titik .
Contoh : Tabel 1. Harga kekerasan baja SS 316L
Penulisan keterangan gambar ditulis di bawah gambar, rata kiri dengan TNR 10 jarak 1
spasi, format “in line with text”. Kata gambar ditulis tebal. Akhir ketrangan tidak diberi
tanda titik.
Contoh : Gambar 1. Struktur mikro baja SS 316L
Pada bagian pembahasan terlihat adanya kaitan antara hasil yang diperoleh dengan
konsep dasar dan atau hipotesis
Kesesuaian atau pertentangan dengan hasil litbang lainnya
Implikasi hasil litbang baik secara teoritis maupun penerapan
10. Kesimpulan berisi secara singkat dan jelas tentang :
Esensi hasil litbang
Penalaran penulis secara logis dan jujur, fakta yang diperoleh
11. Penggunaan singkatan atau tanda-tanda diusahakan untu memakai aturan nasional atau
internasional. Apabila digunakan sistem satuan maka harus diterapkan Sistem Internasional
(SI)
12. Kutipan atau Sitasi
Penulisan kutipan ditunjukkan dengan membubuhkan angka (dalam format superscript)
sesuai urutan.
Angka kutipan ditulis sebelum tanda titik akhir kalimat tanpa spasi, dengan tanda kurung
siku dan tidak ditebalkan (bold).
Jika menyebut nama, maka angka kutipan langsung dibubuhkan setelah nama tersebut.
Tidak perlu memakai catatan kaki.
Urutan dalam Daftar Pustaka ditulis sesuai dengan nomor urut kutipan dalam naskah.
Contoh: Struktur mikro baja SS 316L[2]
.
13. Penyitiran pustaka dilakukan dengan memberikan nomor di dalam tanda kurung. Daftar
pustaka itu sendiri dicantumkan pada bagian akhir dari naskah. Susunan penulisan dari
pustaka sebagai berikut :
1. Buku dengan satu pengarang atau dua pengarang (hanya nama pengarang yang
dibalik) :
[1] Peristiwady, Teguh. 2006. Ikan-ikan Laut Ekonomis Penting di Indonesia : Petunjuk
Identifikasi. Jakarta : LIPI Press.
[2] Bambang, Dwiloka dan Ratih Riana. 2005. Teknik Menulis Karya Ilmiah. Jakarta :
Rineka Cipta.
2. Buku dengan tiga pengarang atau lebih
[1] Suwahyono, Nurasih dkk. 2004. Pedoman Penampilan Majalah Ilmiah Indonesia.
Jakarta : Pusat Dokumentasi dan Informasi Ilmiah, LIPI.
3. Buku tanpa nama pengarang, tapi nama editor dicantumkan.
[1] Brojonegoro, Arjuno dan Darwin (Ed.). 2005. Pemberdayaan UKM melalui Program
Iptekda LIPI, Jakarta : LIPI Press.
4. Buku tanpa pengarang, tapi ditulis atas nama Lembaga.
[1] Pusat Bahasa Departemen Pendidikan dan Nasional. 2006. Kamus Besar bahasa
LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA P U S A T P E N E L I T I A N M E T A L U R G I Kawasan PUSPIPTEK Serpong 15314, Tlp.021-7560911 Fax. 021-7560553
PANDUAN BAGI PENULIS
Indonesia Jakarta : Balai Pustaka.
5. Artikel dari Jurnal/majalah dan koran (bila tanpa pengarang)
[1] Haris, Syamsudin. 2006.,,Demokratisasi Partai dan Dilema Sistem Kepartaian di
Indonesia”. Jurnal Penelitian Politik.: 67-76 Jakarta.
6. Artikel dari bunga rampai
[1] Oetama, Yacob. 2006.,, Tradisi Intelektualitas, Taufik Abdullah, Jurnalisme
Makna”. Dalam A.B. Lapian dkk. (Ed.), Sejarah dan Dialog Peradaban. Jakarta :
LIPI Press.
7. Bahan yang belum dipublikasikan atau tidak diterbikan
[1] Wijana, I dewa Putu. 2007.,,Bias Gender pada Bahasa Majalah Remaja”. Tesis,
Fakultas Ilmu Budaya Yogyakarta : Universitas Gajah Mada.
8. Bahan yang belum dipublikasikan atau tidak diterbikan
[1] Wijana, I dewa Putu. 2007.,,Bias Gender pada Bahasa Majalah Remaja”. Tesis,
Fakultas Ilmu Budaya Yogyakarta : Universitas Gajah Mada.