Studi Pengaruh Metode Cetakan Nano terhadap Struktur Kristal, Ukuran Kristal, Konduktivitas Termal, dan Resistivitas Listrik Keramik Ca3Co4O9

Firdausi, Safira and Dr.rer.nat. Rachmat T. T., S.Si., M.Si and Dr.eng Masruroh, S.Si., M.Si (2024) Studi Pengaruh Metode Cetakan Nano terhadap Struktur Kristal, Ukuran Kristal, Konduktivitas Termal, dan Resistivitas Listrik Keramik Ca3Co4O9. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Keramik Ca3Co4O9 adalah salah satu bahan berpotensi sebagai material termoelektrik yang memiliki stabilitas udara yang tinggi, konduktivitas termal yang rendah, material yang tidak beracun dan biaya produksinya murah. Material Ca3Co4O9 memiliki struktur berlapis yaitu lapisan rock salt Ca2CoO3 dan lapisan CoO2, di mana lapisan ini memiliki manfaat besar pada teknologi termoelektrik. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh laju variasi suhu kalsinasi pada struktur dan ukuran kristal keramik Ca3Co4O9 serta mengetahui pengaruh penambahan cetakan nano anorganik MCM-41 dan cetakan nano organik pati beras terhadap ukuran partikel, batas butir atau pori, serta sifat termoelektrik material. Parameter tetap yang digunakan adalah suhu kalsinasi 800°C, waktu penahanan kalsinasi selama empat jam, variasi mol Ca:Co adalah 1:1, dan variasi cetakan yang digunakan adalah MCM-41 serta pati beras. Pengujian struktur kristal dilakukan dengan instrumen XRD dan metode Rietveld refinement, morfologi sampel dilihat secara pemindaian elektron dan dilakukan perhitungan ukuran partikel menggunakan aplikasi ImageJ. Pengukuran sifat termoelektrik konduktivitas termal dan resisitivitas listrik material dilakukan menggunakan alat thermal tester dan four probe resistivity tester. Hasil pengujiann XRD dan pencocokan data standar menunjukkan bahwa sudah terbentuk struktur kristal Ca3Co4O pada hasil metode sol-gel dengan memvariasikan laju pemanasan (SG 2, SG 5, SG 10, SG 20°C/menit) dan penambahan templat pati beras (SG-RS 5°C/menit), sedangkan sintesis metode sol-gel dengan penambahan templat MCM-41 (SG-MCM) tidak berhasil dilakukan karena terjadi reaksi antara prekursor sehingga membentuk senyawa baru. Variasi laju pemanasan dan penambahan templat pati berpengaruh pada nilai ukuran kristal, ukuran partikel, derajat kristalinitas, konduktivitas termal, dan resisitivitas listrik material, hal ini menunjukkan hasil yang cenderung meningkat sesuai dengan peningkatan laju pemanasan.

English Abstract

Ca3Co4O9 ceramic is one of the potential materials as a thermoelectric material that has high air stability, low thermal conductivity, non-toxic material and low production cost. Ca3Co4O9 material has a layered structure, namely the rock salt Ca2CoO3 layer and the CoO2 layer, where this layer has great benefits in thermoelectric technology. The purpose of this study is to determine the effect of the rate of calcination temperature variation on the structure and size of Ca3Co4O9 ceramic crystals and to determine the effect of the addition of MCM-41 inorganic nano-moulds and rice starch organic nano-moulds on particle size, grain or pore boundaries, and thermoelectric properties of the material. The fixed parameters used were calcination temperature of 800°C, calcination holding time of four hours, Ca:Co mole variation of 1:1, and mould variations used were MCM-41 and rice starch. Crystal structure testing was carried out with XRD instruments and the Rietveld refinement method, the morphology of the sample was viewed by scanning electrons and particle size calculations were carried out using the ImageJ application. Measurement of thermoelectric properties of thermal conductivity and electrical resisitivity of the material was carried out using a thermal tester and four probe resistivity-tester. The results of XRD testing and standard data matching show that the Ca3Co4O9 crystal structure has been formed in the results of the sol-gel method by varying the heating rate (SG 2, SG 5, SG 10, SG 20°C/min) and the addition of rice starch template (SG-RS 5°C/min), while the synthesis of the sol-gel method with the addition of MCM-41 template (SG-MCM) was not successful because of the reaction between the precursors to form new compounds. The variation of heating rate and the addition of starch template affect the value of crystal size, particle size, degree of crystallinity, thermal conductivity, and electrical resisitivity of the material, it shows the results tend to increase according to the increase of heating rate.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	042409
Uncontrolled Keywords:	Termoelektrik; Material Ca3Co4O9; Konduktivitas Listrik; Resistivitas Listrik; Laju Pemanasan
Divisions:	S2/S3 > Magister Kimia, Fakultas MIPA
Depositing User:	Unnamed user with username nova
Date Deposited:	07 Aug 2024 04:47
Last Modified:	07 Aug 2024 04:47
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/222554

Text (DALAM MASA EMBARGO) Safira Firdausi.pdf Restricted to Registered users only Download (5MB)

Actions (login required)

View Item