Asworo, RiskaYudhistira (2013) Optimasi Pembuatan Keramik Oksida MgFe2O4 dengan Bahan Baku Oksida Besi Hasil Isolasi dari Lumpur Lapindo. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Kadar oksida besi yang cukup tinggi dalam lumpur Lapindo (28,8%) memiliki potensi untuk diisolasi dan dimanfaatkan sebagai raw material. Berdasarkan sifat kemagnetannya, bahan oksida besi telah dimanfaatkan secara luas untuk berbagai produk seperti keramik semikonduktor. Tetapi keramik semikonduktor dengan bahan baku oksida besi memiliki resistivitas yang masih terlalu tinggi. Penambahan oksida lain dalam oksida besi sebagai bahan baku keramik semikonduktor yang akan dibuat, dapat menurunkan nilai resistivitas dari keramik oksida. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui komposisi optimum penambahan oksida magnesium pada oksida besi dalam pembentukan keramik oksida MgFe 2 O 4 berdasarkan karakteristik struktur kristal, ukuran kristal dan resistivitasnya serta gambaran mikro keramik pada kondisi optimum. Proses isolasi dilakukan dengan metode basa dan metode asam. Pada metode basa digunakan sampel lumpur yang telah dikalsinasi pada temperatur 900 o C selama satu jam, diekstraksi menggunakan larutan NaOH 2M. Penggunaan larutan alkali diharapkan dapat melarutkan SiO 2 dan Al 2 O 3 kandungannya cukup besar dalam sampel sehingga endapan yang didapatkan hanya mengandung Fe 2 O 3 . Pada metode asam digunakan sampel lumpur kering tanpa kalsinasi kemudian diekstraksi menggunakan larutan air raja, filtratnya ditambahkan amoniak berlebih untuk mengendapkan Fe(OH) 3 . Fe(OH) 3 yang didapat kemudian dipanaskan pada temperatur 110 o C selama 1 jam membentuk Fe 3 O 4 . Kalsinasi selama 1 jam pada temperatur 600 o C akan mengubah Fe 3 O 4 menjadi Fe 2 O 3 . Endapan Fe 2 O 3 yang didapatkan kemudian ditambahkan MgO dengan variasi konsentrasi 0, 20, 50, 70 dan 100 % (w/w) dan campuran kedua oksida tersebut dimampatkan membentuk pellet dengan massa 1 gram kemudian dilakukan sintering pada temperatur 1000 o C. Komposisi optimum yang didapatkan dalam proses sintering pada temperatur 1000 o C, digunakan pada pembuatan keramik dengan temperatur sintering 1300 o C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses isolasi Fe 2 O 3 menggunakan metode Asam lebih optimum dengan kadar Fe 2 O 3 yang didapatkan sebesar 79,62 %. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa semakin banyak MgO yang ditambahkan nilai ukuran kristal rata-rata dan resistivitasnya semakin kecil, sedangkan nilai fraksi volum spinelnya semakin besar. Komposisi optimum didapatkan pada penambahan MgO 70% (w/w) dengan temperatur sintering 1300 o C dengan nilai fraksi volum 0,72 dan ukuran kristal 49,0641 nm. Tetapi nilai resistansi keramik pada kondisi optimum tidak dapat terukur dikarenakan kurangnya luas permukaan kontak keramik dengan alat ukur. Terbentuknya struktur spinel menunjukkan bahwa pembentukan keramik oksida MgFe 2 O 4 dengan bahan baku oksida besi dari lumpur Lapindo dapat dilakukan, tetapi perlu dilakukan penelitian lebih lanjut agar keramik oksida MgFe 2 O 4 yang terbentuk dapat difungsikan sebagai keramik semikonduktor.
English Abstract
high content of iron oxide in Lapindo`s mud (28.8%) has potential to be isolated and n be used as a raw material. Based on preeminence magnetic properties, iron oxide materials have been widely used for a variety of products such as ceramic semiconductors. However ceramic semiconductors with iron oxide raw material have to high resistivity. addition of o r oxides in iron oxide as a semiconductor ceramic raw materials is able to reduce value of resistivity of oxide ceramics. purpose of this study was to determine optimum composition of addition of magnesium oxide to iron oxide in formation of oxide ceramics MgFe 2 O 4 based on crystal structure, crystal size, resistivity and micro stucture of oxide ceramic at optimum conditions. Isolation process performed using alkaline and acidic method. In alkalin method was is used samples calcined at 900 °C for one hour, extracted using 2 M NaOH solution. use of alkaline solutions is expected to dissolve SiO 2 and Al 2 O 3 in sample implies large enough, so that precipitate obtained only containing Fe 2 O 3 . In acidic method where dried samples without calcination was extracted using an aqua regia, n filtrate was added excess ammonia to precipitate Fe(OH) 3 . Fe(OH)3 obtained is n heated at 110 °C for one hour to form Fe 3 O 4 . Calcination for one hour at 600 o C will changes Fe 3 O 4 into Fe 2 O 3 . Magnesium oxide was add into Fe 2 O 3 on variation of concentrations of 0, 20, 50, 70 and 100% (w/w) and a mixture of two oxides are compressed to produce ceramic pellets whith total weight 1 gram. Ceramic pellets were sintered at 1000 o C. Optimum composition obtained in sintering at 1000 °C is used in fabrication of ceramics with sintering at 1300 o C. result shows that isolation process of Fe 2 O 3 of Lapindo`s mud using acidic method with content of Fe 2 O 3 was obtained is 79.62%. results also showed that addition of MgO decreased average of crystal size and resistance value but increased volume fraction of spinel structure formation . optimum composition was obtained on addition of MgO 70% (w/w) with a sintering temperature of 1300 o C, volume fraction spinel was 0.72 and average crystal size was 49.0641 nm. But resistance value of ceramic in optimum conditions can not be measured, due to lack of surface area in contact with ceramic measuring devices. Formation of spinel structure shows that formation of oxide ceramics MgFe 2 O 4 with raw materials of iron oxide Lapindo`s mudflow could be done, but more research needs to be done in order MgFe 2 O 4 formed oxide ceramics can be used as a ceramic semiconductor.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/666/ASW/o/041308114 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 666 Ceramic and allied technologies |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Matematika, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 07 Feb 2014 14:59 |
| Last Modified: | 07 Feb 2014 14:59 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160185 |
Actions (login required)
 |
View Item |