VARIASI KADAR CaCO3 TERHADAP PERTUMBUHAN FASASUPERKONDUKTOR BPSCCO-2223 MENGGUNAKAN METODE

PENCAMPURAN BASAH

(Skripsi)

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2019

Oleh

Ketut Putra Wijaya

i

ABSTRACT

VARIATION OF CaCO3 AGAINST THE PHASE'S GROWTH OFSUPERCONDUCTOR BPSCCO-2223 USING THE

WET MIXING METHOD

By

Ketut Putra Wijaya

Superconductor BPSCCO-2223 have been synthesized using wet-mixing methodby varying Ca levels. Synthesis was carried out by dissolving the sample usingHNO3 and aquades and then gradually drying it at temperatures of 300, 400, and600℃. The sample were calcined for 10 hours at 800℃ and sintered at 865℃ for10 hours. The results of superconductor synthesis were characterized using XRD,SEM and Meissner effect. The XRD results showed that the addition of Ca levelsaffected the purity of the superconducting phase BPSCCO-2223. In this study, theoptimum Ca content was 2,05 with a volume fraction (Fv) value of 79,98%. Whilethe lowest volume fraction is Ca 1,95 mol of 41,27%. A relatively high degree oforientation was found in the Ca sample 2,10 mol at 7,67% and the lowest in theCa 1,95 mol at 0%. SEM results show that all samples already have layersarranged (oriented) with a relatively small empty space between slabs (voids). TheMeissner-effect results showed that Ca 2,05 have a weak Meissner effect, whilethe other BPSCCO-2223 samples did not show Meissner effect in liquid nitrogen(77 K).

Keywords: BPSCCO-2223, degree of orientation, meissner effect,superconductor, volume fraction.

ii

ABSTRAK

VARIASI KADAR CaCO3 TERHADAP PERTUMBUHAN FASASUPERKONDUKTOR BPSCCO-2223 MENGGUNAKAN

METODE PENCAMPURAN BASAH

Oleh

Ketut Putra Wijaya

Telah dilakukan sintesis superkonduktor BPSCCO-2223 menggunakan metodepencampuran basah dengan memvariasikan kadar Ca. Sintesis dilakukan denganmelarutkan sampel menggunakan HNO3 dan aquades secara perlahan, kemudiandilakukan pengeringan pada suhu 300, 400, dan 600 ℃ secara bertahap. Sampeldikalsinasi selama 10 jam pada suhu 800 ℃ dan disintering pada suhu 865℃selama 10 jam. Hasil sintesis superkonduktor dikarakterisasi menggunakan XRD,SEM dan uji Meissner. Hasil XRD menunjukkan bahwa penambahan kadar Caberpengaruh terhadap tingkat kemurnian fasa superkonduktor BPSCCO-2223.Pada penelitian ini, kadar Ca yang optimum yaitu 2,05 mol dengan nilai fraksivolume (Fv) sebesar 79,98%. Sedangkan fraksi volume terendah adalah kadar Ca1,95 mol sebesar 41,27%. Derajat orientasi yang relatif tinggi terdapat pada kadarCa 2,10 mol sebesar 7,67% dan terendah terdapat pada kadar Ca 1,95 mol sebesar0%. Hasil SEM menunjukkan bahwa semua sampel telah memiliki lapisan-lapisanyang tersusun (terorientasi) dengan ruang kosong antara lempengan (void) relatifkecil. Hasil uji Meissner menunjukkan bahwa kadar Ca 2,05 mol mengalami efekMeissner lemah, sedangkan sampel BPSCCO-2223 yang lain tidak menunjukkanadanya efek Meissner dalam nitrogen cair (77 K).

Kata kunci: BPSCCO-2223, derajat orientasi, fraksi volume, superkonduktor, ujiMeissner.

VARIASI KADAR CaCO3 TERHADAP PERTUMBUHAN FASASUPERKONDUKTOR BPSCCO-2223 MENGGUNAKAN METODE

PENCAMPURAN BASAH

Oleh

KETUT PUTRA WIJAYA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh GelarSARJANA SAINS

pada

Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2019

vii

RIWAYAT HIDUP

Penulis yang bernama lengkap Ketut Putra Wijaya, dilahirkan

di Mulyasari pada tanggal 12 Februari 1996 dari pasangan

Bapak Made Taye dan Ibu Wayan Sigati sebagai anak

kedelapan dari delapan bersaudara.

Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri 01 Mulyasari

pada tahun 2009, Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 04 Negeri Agung

pada tahun 2012, dan Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 56 Jakarta pada

tahun 2015. Pada tahun yang sama, penulis diterima sebagai mahasiswa di

Universitas Lampung, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam melalui jalur SBMPTN.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam organisasi yaitu UKM Hindu

Unila sebagai Sekretaris Umum periode 2017/2018, UKM PSN Perisai Diri Unila

sebagai Kepala Departemen Pembinaan Prestasi periode 2017/2018, Planning

Management dan Inisiator Komunitas Green Active Youth (Speak in Green) tahun

2018-sekarang, Anggota Biro Danus periode 2015/2016 dan Anggota Biro KRT

periode 2016/2017 Himpunan Mahasiswa Fisika Unila dan Anggota Sahabat

Beasiswa cabang Lampung.

viii

Selain itu, penulis pernah menjadi Asisten Dosen Pendidikan Agama Hindu tahun

2017, Asisten Praktikum Fisika Dasar I tahun 2016 dan 2018, Fisika Dasar II

tahun 2018, Eksperimen Fisika tahun 2017, Optika tahun 2018, Fisika

Eksperimen ITERA tahun 2018 dan Fisika Inti tahun 2019. Penulis melaksanakan

Kuliah Kerja Nyata (KKN) Kebangsaan tahun 2018 di Desa Kaur Gading,

Tanggamus, Lampung.

Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Badan Tenaga Nuklir

Nasional (BATAN) Serpong, Tangerang Selatan pada tahun 2018 dengan judul

“Analisis Struktur Kristal BaFe12O19 dengan Teknik Difraksi Neutron

Metode Rietveld Menggunakan Perangkat Lunak FullProf “.

ix

Motto

(Bhagavad Gita II.47)

karmaṇy evã dhikãras temã phaleṣu kadãcana

mã karma-phala-hetur bhūrmã te sańgo 'stv akarmaṇi

Berbuatlah hanya demi kewajibanmu, bukan hasil perbuatan itu yang kau pikirkan,jangan sekali-kali pahala jadi motifmu dalam bekerja, jangan pula hanya berdiam diri tanpa

kerja.

(Bhagavad Gita IV. 33)

Śreyãn dravya-mayãd yajñãjJñãna yajñah paramtapa

Sarvam karma khilãm pãrthaJñãne parisamãpyate

Persembahan berupa ilmu pengetahuan, wahai Arjuna, lebih mulia daripadapersembahan materi, dalam keseluruhannya semua kerja ini akan mendapatkan apa yang

diinginkan dalam ilmu pengetahuan, wahai Parta.

Memulai dengan penuh keyakinanMenjalankan dengan penuh keikhlasan

Menyelesaikan dengan penuh kebahagiaan

Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnya yang boleh direbut oleh manusiaialah menundukan diri sendiri.

– Ibu Kartini

x

PERSEMBAHAN

Atas asung kerta wara nugraha Ida Sang Hyang Widhi Wasa,kupersembahkan karya ini sebagai tanda cinta dan kasih sayang kepada:

“Ayah dan Ibu Tercinta”Motivator terbesar dalam hidupku, yang tak pernah berhenti mendo’akan danmenyayangiku. Terimakasih atas pengorbanan dan kesabarannya selama ini.

“Kakak-Kakakku”Sosok penyemangat, terimakasih atas nasihat dan arahannya. Semoga kelak kita

menjadi anak yang dapat membanggakan orang tua.

“Bapak dan Ibu Dosen”Terimakasih atas segala bimbingan, arahan, motivasi dan ilmu yang diberikan.

Semoga menjadi bekal untuk keberhasilanku.

“Sahabat-Sahabatku”Terimakasih telah menjadi bagian dari cerita hidupku. Terimakasih atas canda

tawanya, berbagi pengalamanya, kebersamaan serta warna yang kalian ukirdisetiap hari-hariku.

“Fisika 2015”

“Universitas Lampung”Almamater Tercinta

xi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan kesehatan dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi yang berjudul “Variasi Kadar CaCO3 terhadap Pertumbuhan Fasa

Superkonduktor BPSCCO-2223 Menggunakan Metode Pencampuran

Basah”. Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah sebagai salah satu persyaratan

untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains dan juga melatih mahasiswa untuk

berpikir cerdas dan kreatif dalam menulis karya ilmiah.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam skripsi ini. Oleh karena itu

penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Akhir kata, semoga

skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Bandar Lampung, Desember 2019

Penulis,

Ketut Putra Wijaya

xii

SANWACANA

Penulisan skripsi ini tentu tidak terlepas dari bantuan semua pihak yang tulus

membantu, membimbing dan mendo’akan. Oleh karena itu, penulis ingin

mengucapkan terimakasih kepada:

1. Ibu Suprihatin, S.Si., M.Si., selaku Pembimbing I dan Pembimbing Akademik

atas kesediannya membimbing penulis dengan penuh kesabaran dan selalu

meluangkan waktunya untuk memberikan ilmu dan nasihatnya kepada penulis.

2. Bapak Prof. Drs. Posman Manurung, M.Si., Ph.D., selaku Pembimbing II yang

telah membimbing dan memberikan arahan serta masukan demi perbaikan

skripsi penulis.

3. Ibu Dra. Dwi Asmi, M.Si., Ph.D., selaku Pembahas yang telah memberikan

masukan dan koreksi dalam penyelesaian skripsi ini.

4. Bapak Drs. Suratman, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

5. Bapak Arif Surtono, S.Si., M.Si., M.Eng., selaku Ketua Jurusan Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

6. Terimakasih kepada seluruh Dosen dan Staf Jurusan Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

xiii

7. Ayahku Made Taye dan Ibuku Wayan Sigati, terimakasih sebesar-besarnya

atas cinta dan kasih sayang yang kalian berikan selama ini. Terima kasih juga

atas do’a yang tulus yang selalu kalian panjatkan setiap harinya untuk

keberhasilanku. Terimakasih karena selalu mendukung segala sesuatu padaku

yang menurut kalian sesuatu hal yang baik.

8. Kakak-kakakku, terimakasih atas do’a dan dukungan yang selalu diberikan.

Semoga kita bisa sukses menjadi seorang anak yang mampu membanggakan

orang tua.

9. Teman-temanku satu tim penelitian Ade Setiawan dan Prastiana Tiara Pratiwi.

Terimakasih telah bersedia berbagi pendapat ketika penulis berada dalam

keadaan sulit. Terimakasih juga telah membantu dan memberikan motivasinya

kepada penulis.

10. Sahabat seperjuangan PKL Tri, Nurul, Desi dan Dinda, terimakasih sudah

memberikan semangat dan motivasinya kepada penulis.

11. Sahabat Presidium di UKM Hindu Unila Widya, Dian, dan Dharmaning.

Terimakasih telah berjalan beriringan dan merangkul satu sama lain. Semoga

kekeluargaan kita selalu terjaga selamanya.

12. Teman-teman Fisika Yogi, Yusuf, Bowo, Nanda, Dika, Jadid, Romi, Rio,

Ronal, Wahyu, Eki. Terimakasih atas kebersamaannya, semoga kita kelak

menjadi orang-orang sukses.

13. Teman-teman KKN Kebangsaan Sabar, Aini, Lili, Husna, Nove dan Asido.

Terimakasih atas kesempatannya berbagi cerita dan pengalamannya selama 1

bulan, semoga kita diberikan kesempatan bersilaturahim kembali.

xiv

14. Sahabat Rusunawa Syarif, Agin, Eman, Bagas, Poni, Ira dan Doni,

terimakasih atas bantuan, semangat dan motivasi yang diberikan kepada

penulis.

15. Teman-teman Jurusan Fisika angkatan 2015. Terimakasih kepada kalian

semua atas cerita dan kenangan yang telah kita ukir bersama. Semoga kita

semua berhasil di jalannya masing-masing.

16. Keluarga Hindu 15. Terimakasih atas kebersamaannya, nasihat dan motivasi

yang diberikan kepada penulis.

17. Almamater tercinta, Universitas Lampung. Terimakasih atas segala

pembelajaran berharga di bangku perkuliahan yang telah membuat penulis

menjadi pribadi yang lebih baik.

18. Seluruh pihak yang telah membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Semoga atas segala bantuan, do’a, motivasi, dan dukungan menjadi yang terbaik

untuk penulis, dan kiranya semuanya diridhoi Tuhan Yang Maha Esa. Penulis

berharap kiranya skripsi ini bermanfaat bagi kita semuanya.

Bandar Lampung, Desember 2019

Penulis

Ketut Putra Wijaya

xv

DAFTAR ISI

HalamanABSTRACT .................................................................................................... i

ABSTRAK ...................................................................................................... ii

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ v

PERNYATAAN.............................................................................................. vi

RIWAYAT HIDUP ........................................................................................ vii

MOTTO .......................................................................................................... ix

PERSEMBAHAN........................................................................................... x

KATA PENGANTAR .................................................................................... xi

SANWACANA ............................................................................................... xii

DAFTAR ISI................................................................................................... xv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang..................................................................... 1B. Rumusan Masalah................................................................ 5C. Batasan Masalah .................................................................. 6D. Tujuan Penelitian ................................................................. 6E. Manfaat Penelitian ............................................................... 7

xvi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Sejarah Superkonduktor....................................................... 8B. Karakteristik Superkonduktor ............................................. 9C. Jenis-jenis Superkonduktor.................................................. 12D. Superkonduktor Sistem BSCCO ......................................... 13E. Sintesis Superkonduktor Sistem BSCCO ............................ 17F. Doping Superkonduktor Sistem BSCCO ............................. 19G. Kalsinasi ............................................................................. 20H. Sintering............................................................................... 21I. Difraksi Sinar-X atau X-Ray Diffraction (XRD).................. 23J. Scanning Electron Microscopy (SEM) ................................. 28

BAB III METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian............................................... 30B. Alat dan Bahan .................................................................... 30C. Preparasi Sampel.................................................................. 31D. Karakterisasi ...................................................................... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

A. Hasil Sintesis BPSCCO-2223............................................... 36B. Identifikasi Fasa Hasil XRD ............................................... 39C. Perhitungan Fraksi Volume, Derajat Orientasi dan Impuritas ....................................................................... 41D. Hasil Uji Scanning Electron Microscopy (SEM) ................ 45E. Hasil Uji Efek Meissner ....................................................... 46

BAB V KESIMPULAN DAN SARANA. Kesimpulan ........................................................................... 48B. Saran ..................................................................................... 49

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Hubungan antara suhu terhadap resistivitas .......................................... 9

2. Efek Meissner pada superkonduktor yang memberikan gejalapenolakan medan magnet luar.............................................................. 11

3. Fluks magnet pada jangkauan medan kritis ........................................ .. 13

4. Struktur kristal BSCCO fase: (a) 2201, (b) 2212 dan (c) 2223............. 14

5. Diagram fase superkonduktor BPSCCO ............................................... 16

6. Skematik tabung sinar-X ....................................................................... 24

7. (a) elektron penembak menumbuk elektron atom pada kulit terdalamhingga keluar dan (b) elektron atom kulit terluar mengisi kekosongandengan memancarkan sinar-X ............................................................... 25

8. Skema dasar XRD ............................................................................... .. 26

9. Difraksi Bragg ..................................................................................... .. 27

10. Diagram skematik alat SEM.............................................................. .. 28

11. Diagram alir penelitian ................................................................... .... 31

12. (a) pemanasan dengan hot plate (b) hasil pemanasan (c) hasilpengeringan (d) penggerusan pertama (e) peletisasi pertama (f)kalsinasi (g) penggerusan kedua (h) peletisasi kedua ................... .... 38

13. Sampel BPSCCO-2223 setelah disintering .................................... .... 40

14. Hasil analisis XRD dengan program PCPDFWIN 1997 padaBPSCCO-2223 ................................................................................ .... 41

15. Hasil perekaman foto SEM pada sampel ....................................... .... 46

xviii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Hasil perhitungan fasa BPSCCO-2223 pada variasi kadar Ca.............. 43

2. Fraksi volume impuritas (%) yang terbentuk dari hasil XRDpada variasi kadar Ca ...................................................................... 44

3. Hasil pengujian efek Meissner pada BPSCCO-2223 denganvariasi kadar Ca ................................................................................... .. 48

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Seiring perkembangan teknologi, superkonduktor semakin banyak digunakan,

misalnya dalam bidang perkeretaapian yaitu kereta api super cepat di Jepang yang

dikenal dengan magnetic levitation (Maglev) yang mampu melaju dengan

kecepatan sampai 600 km/jam (Wang dan Wang, 2010). Selain maglev

penggunaan superkonduktor lainnya adalah kabel superkonduktor dengan

pendingin nitrogen untuk menggantikan kabel listrik bawah tanah yang terbuat

dari tembaga (Harsojo, 1998), generator superkonduktor bersuhu kritis tinggi

(SKST) (Barnes et al., 2005) dan di bidang medis digunakan untuk pembuatan

alat diagnosis magnetic resonance imaging (Yamamoto et al., 2015).

Superkonduktivitas didefinisikan sebagai sifat dari suatu material yang memiliki

resistivitas listrik yang menurun secara tiba-tiba hingga hampir mendekati nol

ketika material tersebut diturunkan temperaturnya hingga di bawah temperatur

ktitis (Tc). Tc adalah suhu dimana resistivitas material turun drastis menjadi nol.

Material yang memiliki sifat tersebut dinamakan superkonduktor (Smith, 1996).

Sifat khusus dari superkonduktor yaitu konduktivitas sempurna tanpa adanya

hambatan (ρ = 0), pada temperatur T ≤ Tc dan diamagnetik sempurna dengan

B = 0 pada temperatur T ≤ Tc (Tinkham, 1996).

2

Berdasarkan suhu kritisnya, superkonduktor dibagi menjadi dua yaitu

superkonduktor suhu rendah dan superkonduktor suhu tinggi (SKST).

Superkonduktor suhu rendah memiliki suhu kritis di bawah suhu nitrogen cair

(77 K) sehingga menggunakan media pendingin berupa helium cair, sedangkan

SKST yang suhu kritisnya di atas suhu nitrogen cair menggunakan media

pendingin berupa nitrogen cair (Chu et al., 1987). Berbagai penelitian, telah

menghasilkan superkonduktor temperatur tinggi atau biasa dikenal dengan SKST.

SKST pada umumnya berupa senyawa komponen jamak dan mempunyai fasa

struktur yang jamak pula (Darminto et al., 1999).

Salah satu superkonduktor SKST adalah superkonduktor Bi-Sr-Ca-Cu-O

(BSCCO). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Maeda et al. (1988)

teridentifikasi bahwa superkonduktor BSCCO memiliki 3 fasa yang berbeda yaitu

fasa BSCCO-2201 (Tc~10 K), fasa BSCCO-2212 (Tc~80 K) dan fasa BSCCO-

2223 (Tc~110 K). Di antara superkonduktor berbasis bismut tersebut, fasa

BSCCO-2223 merupakan bahan superkonduktor yang telah banyak dikaji dari

aspek eksperimen. Ditinjau dari suhu kritisnya yang cukup tinggi, fasa BSCCO-

2223 sangat berpotensi untuk diaplikasikan (Chu et al., 1997). Namun, kendala

yang dihadapi dalam mendapatkan fasa 2223 murni adalah ketika mensintesis fasa

2223 masih tercampuri dengan fasa lain dan pengotor seperti Ca2PbO4 sehingga

sulit mendapatkan fasa 2223 murni (Purwati, 2002).

Superkonduktor BSCCO, umumnya disintesis dari bahan awal berupa oksida Bi,

Sr, Ca dan Cu (Cyrot dan Pavuna, 1992). Sintesis superkonduktor BSCCO dapat

dilakukan dengan metode pencampuran basah (Khafifah et al., 2011). Melalui

3

metode pencampuran basah, unsur-unsur penyusun senyawa dapat bercampur

dengan baik sehingga diperoleh senyawa dengan homogenitas tinggi (Sumadiyasa

et al, 2015). Selain metode pencampuran basah, sintesis superkonduktor BSCCO

juga dapat dilakukan dengan beberapa metode, antara lain: metode sol gel

(Fallaharani et al., 2017), metode lelehan (Marhaendrajaya, 2001) dan metode

padatan (Fauzi, 2017).

Sintesis superkonduktor ditentukan oleh komposisi awal bahan pembentuk

superkonduktor. Hal ini disebabkan karena molekul-molekul bahan pembentuk

mempunyai titik leleh yang berbeda-beda sehingga dapat menyebabkan

berkurangnya unsur-unsur tertentu pada senyawa superkonduktor

(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox setelah proses sintesis (Huashan Liu et al., 1999). Selain itu,

sifat dan keadaan struktur mikronya sangat dipengaruhi oleh proses pemanasan

(pengontrolan suhu dan waktu) yang merupakan parameter penting dalam sintesis

superkonduktor (Currie dan Forest, 1988).

Salah satu upaya untuk meningkatkan nilai Tc dan fraksi volume (Fv)

superkonduktor BSCCO-2223 dilakukan dengan pemberian suatu doping (Currie

dan Forest, 1988). Pemberian kadar doping merupakan salah satu faktor dalam

sintesis bahan superkonduktor yang bertujuan untuk mempercepat pertumbuhan

dan peningkatan Fv. Doping berperan pada pembentukan superkonduktor Tc

tinggi. Hal ini dikarenakan doping dapat menggantikan atom asli di dalam

superkonduktor dengan atom doping yang ukurannya tidak jauh berbeda dengan

ukuran atom aslinya (Mizuno et al., 1988).

4

Pengaruh dari peningkatan doping Pb dapat meningkatkan pertumbuhan fasa

bahan superkonduktor BSCCO-2223 pada Fv dan derajat orientasi (P), seperti

penelitian yang dilakukan oleh Fauzi (2017) yang mensintesis superkonduktor

BSCCO-2223 dengan variasi doping Pb (Pb: 0,0; 0,1; 0,2; 0,3 dan 0,4 mol). Suhu

kalsinasi yang digunakan adalah 800°C dan suhu sintering 855°C, serta kadar Ca

yang dipakai 2,10 menggunakan metode padatan. Hasilnya menunjukkan bahwa

sampel dengan kadar doping Pb 0,4 mol mempunyai nilai Fv tertinggi yaitu

sebesar 62,06%.

Selain penambahan doping Pb, penambahan kadar Ca juga dapat mempengaruhi

pembentukan fasa dalam sistem BSCCO (Ginley et al., 2003). Penambahan kadar

Ca dalam sampel dapat meningkatkan nilai Fv BPSCCO. Afriani (2013),

mensintesis superkonduktor BPSCCO dengan variasi kadar Ca (Ca: 1,95; 2,00;

2,05 dan 2,10 mol). Suhu kalsinasi yang digunakan adalah 800°C dan suhu

sintering 840°C dengan kadar Pb 0,4 mol menggunakan metode padatan. Hasilnya

menunjukkan bahwa penambahan kadar Ca dalam sampel dapat meningkatkan

nilai Fv dan P BPSCCO-2223, ditandai dengan nilai Fv tertinggi pada sampel

dengan kadar Ca 2,10 mol sebesar 86,09%.

Selain itu, suhu dan waktu sintering juga berpengaruh terhadap tingkat kemurnian

fasa superkonduktor BPSCCO-2223. Nilai Fv akan meningkat seiring

bertambahnya suhu sintering (Surahman et al., 2019) dan berkurangnya waktu

sintering (Rahayu et al ., 2019). Hasil penelitian yang dilakukan oleh Surahman et

al. (2019), menunjukkan bahwa suhu sintering 865°C mempunyai nilai Fv

tertinggi yaitu sebesar 87,20% dibandingkan dengan suhu sintering 850°C, 855°C

5

dan 860°C. Sedangkan, Rahayu et al. (2019) memvariasikan waktu sintering.

Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa waktu sintering selama 10 jam

mempunyai nilai Fv tertinggi yaitu sebesar 88,88% dibandingkan waktu sintering

20, 30 dan 40 jam.

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dilakukan penelitian

tentang variasi CaCO3 terhadap pertumbuhan fasa superkonduktor BPSCCO-2223

menggunakan metode pencampuran basah. Variasi kadar CaCO3 yang digunakan

adalah 1,95; 2,00; 2,05 dan 2,10 mol. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kadar

CaCO3 yang relatif baik dalam pertumbuhan fasa BPSCCO-2223. Hasil yang

diperoleh dikarakterisasi menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Scanning

Electron Microscopy (SEM) dan uji Meissner.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini

sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh variasi CaCO3 terhadap pertumbuhan fasa

superkonduktor BPSCCO-2223.

2. Bagaimana tingkat kemurnian fasa superkonduktor BPSCCO-2223 pada

variasi CaCO3 dengan menghitung Fv, P dan impuritas (I).

3. Bagaimana struktur mikro dan sifat superkonduktivititas dari superkonduktor

BPSCCO-2223.

6

C. Batasan Masalah

Batasan masalah dari penelitian ini sebagai berikut:

1. Sintesis superkonduktor BPSCCO-2223 dilakukan dengan metode

pencampuran basah.

2. Variasi CaCO3 yang digunakan adalah 1,95; 2,00; 2,05 dan 2,10 mol.

3. Kalsinasi dilakukan pada suhu 800OC selama 10 jam dan sintering dilakukan

pada suhu 865OC selama 10 jam.

4. Penentuan tingkat kemurnian fasa dilakukan dengan karakterisasi XRD,

mikrostruktur dengan karakterisasi SEM dan sifat superkonduktivitas dengan

uji Meissner.

5. Analisis kuantitatif pola difraksi sinar-X hasil sintesis dilakukan dengan

program PCPDFWIN 1997.

6. Penelitian ini tidak mengkaji rapat arus kritis (Jc) dan temperatur kritis (Tc).

D. Tujuan Penelitian

Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian ini sebagai berikut:

1. Mengetahui pengaruh variasi CaCO3 terhadap pertumbuhan fasa

superkonduktor BPSCCO-2223.

2. Mengetahui tingkat kemurnian fasa superkonduktor BPSCCO-2223 yang

terbentuk dengan menghitung nilai Fv, P dan I.

3. Mengetahui struktur mikro dan sifat superkonduktivitas superkonduktor

BPSCCO-2223.

7

E. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini sebagai berikut:

1. Memberikan informasi mengenai kadar CaCO3 yang relatif baik dalam

sintesis superkonduktor fasa BPSCCO-2223.

2. Sebagai referensi ilmiah untuk penelitian lebih lanjut, terutama tentang

superkonduktor fasa BPSCCO-2223.

3. Sebagai referensi di Jurusan Fisika, khususnya bidang Material, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.

9

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Sejarah Superkonduktor

Pada tahun 1911 fisikawan Belanda, Heike Kamerling Onnes menemukan dalam

risetnya, bahwa resistivitas DC dari merkuri tiba-tiba menurun drastis menuju nol

dalam kondisi sampel di bawah 4,2 K yang merupakan titik leleh dari helium cair.

Fenomena ini kemudian dinamakannya sebagai superkonduktivitas (Cyrot dan

Pavuna, 1992). Superkonduktivitas adalah sifat dari suatu material yang memiliki

resistivitas listrik yang menurun secara tiba-tiba hingga hampir mendekati nol

ketika material tersebut diturunkan temperaturnya hingga di bawah temperatur

kritis. Material yang memiliki sifat tersebut dinamakan superkonduktor (Smith,

1996).

Pada tahun 1933 Meissner dan Ochsenfeld menemukan sifat superkonduktor yang

lain yakni diamagnetik sempurna, dimana bahan superkonduktor akan menolak

medan magnet. Kemudian tahun 1987 grup peneliti dari Alabama dan Houston

menemukan bahan superkonduktor berbasis keramik YB2Cu3O7-x dengan

Tc = 92 K, lebih tinggi dari titik leleh nitrogen cair 77 K. Kemudian di awal tahun

1988, Bi- dan Ti- kuprat oksida ditemukan dengan Tc = 110 K dan 125 K. Bahan-

bahan superkonduktor ini disebut sebagai superkonduktor suhu tinggi (SKST)

(Cyrot dan Pavuna, 1992).

9

B. Karakteristik Superkonduktor

Suatu material dikatakan bersifat superkonduktor jika menunjukkan dua sifat

khusus yaitu konduktivitas sempurna tanpa adanya hambatan pada temperatur

T ≤ Tc dan diamagnetik sempurna pada temperatur T ≤ Tc yang lebih dikenal

dengan gejala efek Meissner (Tinkham, 1996).

1. Tanpa resistivitas ρ = 0 pada seluruh T ≤ Tc

Salah satu keunikan dari bahan superkonduktor adalah pada suhu tertentu

resistivitasnya nol (Pikatan, 1989). Material yang didinginkan di dalam nitrogen

cair atau helium cair, resistivitas material ini akan turun seiring dengan penurunan

suhu. Pada suhu tertentu, resistivitas material akan turun secara drastis menjadi

nol. Suhu dimana resistivitas material turun drastis menjadi nol disebut suhu kritis,

yaitu terjadinya transisi dari keadaan normal ke keadaan superkonduktor (Reitz et

al., 1993). Hubungan antara suhu dengan resistivitas terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Hubungan antara suhu terhadap resistivitas.

10

Berdasarkan Gambar 1, saat suhu T > Tc bahan dikatakan berada dalam keadaan

normal, yang artinya bahan tersebut memiliki resistivitas listrik. Keadaan normal

ini dapat berupa konduktor, penghantar yang jelek dan bahkan menjadi isolator.

Untuk suhu T ≤ Tc bahan berada dalam keadaan superkonduktor, yang artinya

bahan akan menolak medan magnet yang datang, disebabkan karena medan

magnet luar yang diberikan selalu sama besar dengan magnetisasi bahan. Hal ini

ditandai dengan resistivitasnya turun drastis menjadi nol (Pikatan, 1989).

2. Tanpa induksi magnetik di dalam superkonduktor

Suatu bahan disebut sebagai superkonduktor jika menunjukkan sifat diamagnetik,

yaitu medan magnet didalam bahan sama dengan nol jika bahan didinginkan

hingga di bawah Tc dan magnet yang diberikan tidak terlalu tinggi (Sukirman et

al., 2003). Hal ini terjadi karena fluks magnetik ditolak oleh bahan

superkonduktor, sehingga induksi magnetik menjadi nol di dalam superkonduktor.

Suhu kritis juga dapat turun dengan hadirnya medan magnet yang cukup kuat.

Kuat medan magnet yang menentukan harga Tc disebut medan magnet kritis (Hc)

(Pikatan, 1989).

Pada bahan superkonduktor umumnya London Penetration Depth () sekitar 100

nm. Setelah itu medan magnet bernilai nol. Peristiwa ini dinamakan efek Meissner

dan merupakan karakteristik dari superkonduktor. Efek Meissner adalah efek

dimana superkonduktor menghasilkan medan magnet dari dalam bahan

superkonduktor. Efek Meissner ini sangat kuat sehingga sebuah magnet dapat

melayang karena ditolak oleh superkonduktor. Medan magnet dari luar juga tidak

boleh terlalu besar. Apabila medan magnetnya terlalu besar, maka efek Meissner

11

ini akan hilang dan material akan kehilangan sifat superkonduktivitasnya (Cyrot

dan Pavuna, 1992). Efek Meissner ditunjukkan oleh Gambar 2.

Gambar 2. Efek Meissner pada superkonduktor.

Penelitian tentang efek Meissner pada superkonduktor BSCCO telah dilakukan

oleh Marhaendrajaya (2001) dengan mensintesis superkonduktor BPSCCO-2223

dengan metode lelehan. Suhu lelehan yang digunakan adalah 863°C dengan waktu

60 dan 120 jam. Hasil yang diperoleh bahwa penambahan waktu sintering

menyebabkan efek Meissner menjadi menurun. Menurut Lusiana (2013)

superkonduktor BPSCCO pada suhu sintering 845°C memiliki efek levitasi yang

lebih besar dibandingkan suhu 800, 820 dan 865°C. Sedangkan Sumadiyasa

(2007) mengamati efek Meissner pada superkonduktor Bi-2223 yang disintering

pada 860°C selama 40 jam. Hasil yang diperoleh yaitu sampel memiliki efek

Meissner yang lemah. Hal ini mengindikasikan bahwa didalam sampel telah ada

fasa superkonduktif pada suhu 77 K.

Kemudian, Susanti (2010) mengamati efek Meissner superkonduktor BSCCO-

2223 pada variasi doping Pb. Hasil yang diperoleh bahwa kedua sampel tidak

menunjukkan adanya efek Meissner, baik sampel saat ditambahan Pb pada

pencampuran awal dan penambahan Pb pada kalsinasi. Hal ini disebabkan karena

kurang tepatnya perbandingan stokiometri Bi dan Pb yang digunakan,

12

kemurniannya kurang dan kurang optimalnya waktu kalsinasi. Selain itu, Yuliati

(2010) juga mengamati efek Meissner pada superkonduktor BSCCO dengan

variasi Ag yaitu 0,5 dan 1,0. Hasil yang diperoleh bahwa sampel dengan Ag 0,5

efek Meissnernya tidak teramati, sedangkan pada sampel dengan Ag 1,0

mengalami pergeseran super magnet oleh sampel tetapi tidak sampai terangkat.

Hal ini dikarenakan adanya pengotor dalam sampel.

C. Jenis-jenis Superkonduktor

Superkonduktor dibagi menjadi dua jenis berdasarkan suhu kritis dan medan

magnet kritis. Berdasarkan suhu kritisnya superkonduktor dibagi menjadi 2, yaitu

superkonduktor suhu rendah dan superkonduktor suhu tinggi (SKST).

Superkonduktor suhu rendah merupakan superkonduktor yang memiliki suhu

kritis di bawah suhu nitrogen cair (77 K), sehingga untuk memunculkan

superkonduktivitasnya, material tersebut menggunakan helium cair sebagai

pendingin. Sedangkan superkonduktor suhu tinggi adalah superkonduktor yang

memiliki suhu kritis di atas suhu nitrogen cair dan untuk media pendinginnya

menggunakan nitrogen cair (Chu et al, 1987).

Berdasarkan medan magnet kritis, superkonduktor dibagi menjadi 2, yaitu

superkonduktor tipe I dan superkonduktor tipe II. Superkonduktor tipe I

merupakan bahan superkonduktor yang sempurna menolak medan magnet sampai

pada batas medan magnet tertentu kemudian berubah menjadi normal. Medan

magnet yang diperlukan untuk menghilangkan superkonduktivitas atau

memulihkan resistivitas normalnya disebut medan kritis (Bc).

13

Superkonduktor tipe II mempunyai dua nilai medan magnet kritis yaitu Bc1 dan

Bc2. Fluks sepenuhnya ditolak hingga Bc1, jadi di bidang yang lebih kecil dari Bc1,

superkonduktor tipe II berperilaku seperti superkonduktor tipe I di bawah Bc. Di

atas Bc1 fluks sebagian menembus ke dalam bahan sampai bidang kritis atas, Bc2

tercapai. Di atas Bc2 material kembali ke keadaan normal. Di antara Bc1 dan Bc2,

superkonduktor dikatakan dalam keadaan campuran (Cyrot dan Pavuna, 1992).

Fluks magnet pada jangkauan medan magnet kritis ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Fluks magnet pada jangkauan medan kritis.

D. Superkonduktor Sistem BSCCO

Superkonduktor BSCCO merupakan salah satu bahan SKST. Penelitian mengenai

superkonduktor sistem BSCCO telah dimulai sejak tahun 1987 dan pertama kali

diprakarsai oleh Maeda et al. (1988). Sistem BSCCO merupakan salah satu SKST

golongan superkonduktor kuprat (CuO). Bahan SKST BSCCO memiliki ciri-ciri

antara lain, suhu tinggi di atas nitrogen cair 77 K dan merupakan bahan kompleks

yang terbentuk dari prekursor Bi2O3, SrCO3, CaCO3, dan CuO. Bahan SKST

BSCCO merupakan bahan superkondukto tipe II (Cyrot dan Pavuna, 1992).

Keadaan campuranBc1 < B < Bc2

Keadaan normalB > Bc2

Keadaan MeissnerB < Bc1

14

Superkonduktor sistem BSCCO memiliki beberapa keunggulan dan keistimewaan

dibandingkan superkonduktor keramik yang lain. Hal ini dikarenakan nilai Tc

yang dimiliki relatif tinggi dan tidak mengandung unsur beracun (Siswanto, 1999).

1. Struktur kristal superkonduktor sistem BSCCO

Dalam superkonduktor BSCCO dikenal 3 fasa superkonduktif yaitu fasa 2201

( Tc ~ 10 K ), fasa 2212 ( Tc ~ 80 K ) dan fasa 2223 ( Tc ~ 110 K ) (Lehndroff,

2001). Masing-masing fasa memiliki struktur kristal yang ditunjukkan pada

Gambar 4.

(a) 2201 (b) 2212 (c) 2223

Gambar 4. Struktur kristal BSCCO fasa: (a) 2201, (b) 2212 dan (c) 2223.

Gambar 4a menunjukkan fasa BSCCO 2201 yang disusun oleh bidang

(BiO)/SrO/CuO/SrO/(BiO), dimana piramida Cu berada diantara dua bidang SrO.

BSCCO 2201 mempunyai parameter kisi a = b = 5,39 Å dan c = 24,6 Å. Bidang

15

BiO berada pada bagian ujung struktur dan atom Cu dihubungkan dengan atom

oksigen dalam struktur oktahedral. Gambar 4b adalah fasa BSCCO 2212 disusun

oleh bidang senyawa (BiO)/SrO/CuO/CaO/CuO/SrO/(BiO), dimana piramida

atom Cu dipisahkan oleh adanya bidang Ca. Struktur kristal berbentuk tetragonal

ini memiliki parameter kisi a = b = 5,4 Å dan c = 30,7 Å. Gambar 4c merupakan

struktur kristal dari Bi-2223 yang membentuk struktur orthorombik. Rantai Sr-Sr

memiliki ikatan yang paling lemah, sedangkan atom Cu(1) sebagai kation yang

paling tidak stabil memiliki tiga ikatan rantai yaitu Cu(1)-Ca, Cu(1)-O(1), dan

Cu(1)-Cu(2). Rantai ikatan Cu(1)-O(1) merupakan ikatan yang paling kuat

Atom oksigen O(3) hanya memiliki satu rantai ikatan dengan atom Bi yang

memiliki panjang ikatan 2,231 Å (Lehndroff, 2001). Hal ini terjadi karena struktur

kristalnya tidak stabil, akibat adanya derajat ketidakteraturan yang tinggi antara

lapisan bidang-bidang CuO, SrO, BiO, dan CaO. Ketidakteraturan ini terjadi

karena reaksi padat pembentukkan fasa berlangsung pada temperatur mendekati

titik leleh senyawa ( 870°C), dimana mobilitas ion penyusun sangat tinggi

(Prasuad et al., 1996).

2. Diagram fasa superkonduktor sistem BSCCO

Diagram fasa menjelaskan tentang fasa yang mungkin terbentuk pada temperatur

atau tekanan tertentu. Menurut Strobel et al. (1992) walaupun pada proses sintesis

senyawa yang diinginkan merupakan fasa dengan komposisi dan struktur tertentu,

namun hasil akhirnya akan menghadirkan beberapa fasa lain dan melibatkan

reaksi peralihan antara fasa yang berbeda. Diagram fasa superkonduktor sistem

BSCCO ditunjukkan pada Gambar 5.

16

Gambar 5. Diagram fasa superkonduktor BPSCCO (Strobel et al., 1992).

Gambar 5 merupakan diagram fasa yang menyatakan hubungan antara suhu dan

komposisi pembentukkan superkonduktor Bi1.6Pb0.4Sr2CuO6-CaCuO2. Dalam

diagram fasa tersebut terdapat tiga daerah yang terjadi pembentukkan fasa 2223,

yaitu daerah fasa Bi-2212+Bi-2223+L1, daerah fasa Bi-2212+Bi-2223 dan daerah

fasa Bi-2223+(Sr,Ca)2 CuO3+CuO. Untuk menghindari fasa impuritas seperti CuO,

(Sr,Ca)2CuO3 dan fasa yang lain, maka daerah fasa Bi-2212+Bi-2223 merupakan

daerah yang paling efektif dalam menumbuhkan fasa 2223 karena hanya

mengandung fasa 2212 dan fasa 2223. Jangkauan suhu pembentukan fasa 2223

dalam daerah tersebut sangat kecil, yaitu antara 860°C sampai dengan 876°C

(Strobel et al., 1992).

17

E. Sintesis Superkonduktor Sistem BSCCO

Superkonduktor BSCCO, umumnya disintesis dari bahan awal berupa oksida Bi,

Sr, Ca dan Cu (Cyrot dan Pavuna., 1992). Proses sintesis senyawa superkonduktor

ditentukan oleh komposisi awal bahan pembentuk superkonduktor (Huashan Liu

et al., 1999). Selain itu, sifat dan keadaan struktur mikronya sangat dipengaruhi

oleh proses pemanasan (pengontrolan suhu dan waktu) yang merupakan parameter

penting dalam sintesis superkonduktor (Currie dan Forest, 1988). Sintesis

superkonduktor BSCCO dapat dilakukan dengan beberapa metode, antara lain:

metode sol gel (Fallaharani et al., 2017), metode lelehan (Marhaendrajaya, 2001),

metode padatan (Fauzi, 2017), dan metode pencampuran basah (Rohmawati dan

Darminto, 2012).

Metode sol-gel umumnya menggunakan senyawa ligan ethylenediaminetetraacetit

acid (EDTA) yang dapat membantu mengikat logam. Sedangkan bahan-bahan

dasarnya digunakan garam nitrat, seperti Bi(NO3)3, Pb(NO3)2, Sb(NO3)2,

Ca(NO3)2, Sr(NO3)2, dan Cu(NO3)2. Semua bahan dilarutkan dalam larutan asam

nitrat dalam air (50 ml 0,1 M HNO3) dan dipanaskan pada suhu 50°C sampai

berwarna biru muda. Kemudian EDTA dengan perbandingan molar EDTA

terhadap logam total ion 1 : 1 dilarutkan dalam amonium hidroksida sebagai zat

pengikat. Setelah itu, larutan dipanaskan pada suhu 80°C. Nilai pH larutan antara

6 dan 7. Pengikatan EDTA dengan ion logam tergantung pada pH larutan. Etilena

glikol (EG) sebagai agen polimerisasi, dengan perbandingan molar EG ke ion

logam total 3,5 : 1 disuntikkan ke dalam larutan, sehingga diperoleh larutan biru

gelap. Larutan ini dipanaskan pada suhu 120°C untuk mendapatkan viskositas

18

yang tepat setelah 10 jam. Selanjutnya gel didekomposisi pada suhu 300°C hingga

didapat aglomerat-aglomerat yang lunak dan berpori. Langkah selanjutnya. serbuk

dikalsinasi pada suhu 800 – 830°C. Setelah kalsinasi, serbuk dihaluskan dan

dicetak menjadi pelet di bawah tekanan 5 ton/cm2. Pelet disintering pada suhu

antara 840°C dan 860°C selama 100 jam (Fallaharani et al., 2017).

Metode lelehan menggunakan bahan-bahan oksida penyusun BSCCO-2223

seperti Bi2O3, SrCO3, CaCO3 , CuO, dan doping PbO. Bahan-bahan tersebut

dicampur dengan aquades dan HNO3 sebagai pelarut. Apabila seluruh bahan telah

terlarut, dilakukan pengeringan sehingga didapatkan aglomerat-aglomerat. Setelah

itu dilakukan kalsinasi dan penggerusan. Proses dilanjutkan dengan kompaksi dan

sintering. Pada proses sinteringlah dilakukan pelelehan bahan BSCCO, yaitu

padasuhu sekitar 863°C selama beberapa menit. Kemudian proses dilanjutkan

dengan pemanasan sesuai dengan diagram fasa agar terbentuk BSCCO-2223

(Marhaendrajaya, 2001).

Sintesis BSCCO-2223 metode padatan menggunakan bahan-bahan oksida dan

karbonat penyusun BSCCO-2223 seperti Bi2O3, SrCO3, CaCO3, CuO, dan doping

PbO. Unsur-unsur tersebut dicampurkan sesuai dengan stoikiometri yang

diinginkan. Selanjutnya dilakukan pengadukan, penggerusan dan kompaksi.

Proses dilanjutkan dengan kalsinasi, penggerusan kembali, kompaksi, dan

sintering sesuai dengan diagram fasa. Apabila dibandingkan dengan proses-proses

sintesis yang lainnya, maka proses sintesis BSCCO-2223 dengan metode padatan

merupakan metode yang relatif mudah, dan murah (Fauzi, 2017).

19

Metode pencampuran basah dilakukan dengan penambahan HNO3 (asam nitrat)

sebagai digest agent dan aquades secara perlahan sampai semua bahan terlarut dan

berwarna biru jernih. Proses selanjutnya dipanaskan dengan hot plate dengan suhu

70oC selama 24 jam sampai larutan menjadi mengerak. Setelah itu, bahan

dikalsinasi dan sintering. Senyawa HNO3 dengan solubilitas yang tinggi

diharapkan dapat berfungsi sebagai digest agent yang baik, sehingga ikatan yang

terjadi bukan ikatan antar atom, tetapi ikatan antar ion (Pradhana et al., 2016).

F. Doping Superkonduktor Sistem BSCCO

Berbagai upaya untuk meningkatkan nilai Tc dan Fv superkonduktor BSCCO

telah dilakukan oleh beberapa peneliti diantaranya adalah:

1. Han et al. (1990) mensintesis superkonduktor sistem BSCCO menggunakan

doping Ce, sehingga terbentuk sistem superkonduktor Bi2Sr2Ca1-xCexCu2Oy.

Doping Ce pada superkonduktor sistem BSCCO dimaksudkan untuk

memberikan doping pada Ca, dimana Ce4+ dan Ca2+.

2. Santosa et al. (2015) mensintesis superkonduktor BSCCO-2223 dengan kadar

doping Pb rendah. Variasi kadar Pb yang digunakan 0,00; 0,02; 0,04; 0,06;

0,08 dan 0,10. Hasil yang diperoleh bahwa doping Pb dengan molaritas 0,06

memiliki Tc tertinggi yaitu sebesar 57,7 K .

3. Imaduddin et al. (2014) mensintesis superkonduktor BSCCO dengan doping

Pb 0,4. Hasil yang diperoleh bahwa terbentuk BPSCCO-2212 dengan Tc

sebesar 79 K.

4. Sihombing dan Nurhayati (2017) mensintesis superkonduktor dengan doping

Mg. Variasi Mg yang digunakan 0,1 dan 0,2 gr. Hasil yang diperoleh bahwa

20

fasa 2212 dan 2223 memiliki Fv tertinggi pada Mg 0,1 gr yaitu sebesar 30,6%

(fasa 2212) dan 68,5%(fasa 2223).

5. Sumadiyasa (2007) mensintesis superkonduktor BSCCO dengan

menggantikan Ca dengan Nd. Hasil yang diperoleh menunjukkan fasa 2212

dan fasa 2223 dengan Tc sebesar 80 – 107 K serta Fv yang diperoleh kurang

dari 45%.

6. Ali et al. (2017) mensintesis superkonduktor BPSCCO-2223 menggunakan

doping Fe. Variasi kadar Fe yang digunakan adalah 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan

0,10. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa Fe 0,0 (tanpa doping Fe)

mempunyai nilai Tc dan Fv tertinggi yaitu berturut-turut sebesar 98 K dan

78,46%.

7. Yuliati (2010) mensintesis superkonduktor BPSCCO dengan doping Ag.

Variasi Ag yang digunakan 0,5 dan 1,0 mol. Hasil yang diperoleh bahwa Ag

1,0 mempunyai nilai Tc tertinggi yaitu sebesar 108 K dengan fasa yang

terbentuk yaitu fasa 2223.

8. Handayani (2013) mensintesis superkonduktor BSCCO-2223 dengan variasi

kadar Ca. Variasi Ca yang digunakan 1,95; 2,00; 2,05 dan 2,10. Hasilnya

menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar dari Ca, maka semakin tinggi juga

nilai Fv. Kadar Ca 2,10 mol pada superkonduktor BSCCO-2223

menghasilkan Fv yang relatif paling tinggi yaitu sebesar 78,17%.

G. Kalsinasi

Salah satu pendekatan yang digunakan untuk transformasi fasa adalah kalsinasi.

Kalsinasi yaitu pemanasan pada temperatur tinggi, tetapi masih berada di bawah

titik leleh. Tujuan kalsinasi untuk membuang komposisi yang tidak dibutuhkan,

21

seperti air (H2O), air kristal (dalam bentuk OH) dan gas (CO2) sehingga

menghasilkan bahan dalam bentuk oksida (Pujaatmaka dan Qadratillah, 1995).

Selain menghilangkan zat-zat yang tidak diperlukan, kalsinasi juga mempengaruhi

Fv dalam sintesis superkonduktor BSCCO. Nilai Fv akan semakin besar dengan

kenaikan suhu dan waktu tahan kalsinasi (Khafifah et al., 2011). Kalsinasi yang

tidak sempurna mengakibatkan sampel menggelembung. Beberapa faktor yang

mempengaruhi kalsinasi, yaitu suhu pemanasan, waktu penahanan suhu dan

kecepatan pendinginan (Suryawan, 2008).

Menurut James (1988) selama kalsinasi terjadi peristiwa pelepasan H2O dan OH

yang berlangsung sekitar suhu 100°C hingga 300°C. Setelah itu terjadi pelepasan

gas-gas seperti CO2 yang berlangsung pada suhu 600°C dan pada tahap ini disertai

terjadinya pengurangan berat yang cukup berarti. Pada suhu lebih tinggi, sekitar

800°C struktur kristalnya sudah terbentuk, dimana pada kondisi ini ikatan diantara

partikel serbuk belum kuat dan mudah lepas.

H. Sintering

Sintering merupakan pembakaran (pemanasan pada temperatur tinggi) yang

secara umum menurunkan energi bebas disertai perubahan dimensional. Sintering

bertujuan untuk mengubah bentuk partikel-partikel kecil atau kelompok-kelompok

kecil yang seragam, sehingga membentuk ikatan yang kuat dan keras. Suhu

sintering biasanya dilakukan di bawah titik leleh bahan dasarnya (Van Vlack,

1989).

22

Sintering berpengaruh cukup besar pada pembentukan fasa kristal bahan. Fraksi

fasa yang terbentuk umumnya bergantung pada waktu dan suhu sintering.

Semakin besar suhu sintering dimungkinkan semakin cepat proses pembentukan

kristal tersebut, sedangkan sintering yang cukup akan menyebabkan partikel halus

menjadi lebih padat (Van Vlack, 1989). Sintering memerlukan suhu tinggi agar

butiran-butiran partikel saling mendekat sehingga menyebabkan transformasi

padatan berpori menjadi padat (Ristic, 1989).

Faktor-faktor yang mempengaruhi sintering adalah ukuran butir, suhu dan waktu

pembakaran serta tekanan (Van Vlack, 1989). Pada proses ini terjadi perubahan

struktur mikro, seperti perubahan ukuran pori, pertumbuhan butir (grain growth),

peningkatan densitas, dan penyusutan massa (Ristic, 1989). Tinggi rendahnya

suhu juga berpengaruh pada bentuk, ukuran dan struktur pertumbuhan kristal (Van

Vlack, 1989).

Suhu sintesis superkonduktor Bi-2223 yang kurang optimal menyebabkan

terbentuk impuritas, sehingga kemurnian sampel rendah. Dengan demikian,

parameter suhu sintering yang semakin tinggi sampai pada batas optimum akan

diperoleh pembentukkan fasa Bi-2223 dengan kemurnian yang lebih baik

(Reviana, 2014). Semakin tinggi suhu sintering yang digunakan maka diperoleh

Fv yang semakin tinggi (Khafifah et al., 2011). Penelitian Surahman et al. (2019)

dan Lusiana (2013) menunjukkan bahwa pembentukan superkonduktor BSCCO-

2223 terjadi pada suhu 865°C. Sedangkan, penelitian Susanti (2010) menunjukkan

pembentukan superkonduktor BSCCO-2223 sangat pendek, yaitu berkisar antara

835°C sampai 857°C.

23

Selain suhu sintering, pertumbuhan fasa 2223 akan meningkat sejalan dengan

lamanya waktu sintering. Hal ini mengidentifikasikan bahwa pertumbuhan fasa

2223 telah berlangsung (Gunawan et al., 1996). Namun, dipihak lain, peningkatan

waktu sintering mengurangi porositas bahan, meningkatkan konektivitas antar

grain, dan kristal yang terbentuk semakin lebih terorientasi sumbu c yang

memberikan peluang meningkatnya nilai rapat arus Jc (Nurmalita dan Evi Yufita,

2016).

I. Difraksi Sinar-X atau X-Ray Diffraction (XRD)

XRD adalah metode karakterisasi yang digunakan untuk mengetahui senyawa

kristal yang terbentuk. Apabila dalam analisis ini pola difraksi unsur diketahui,

maka unsur tersebut dapat diketahui. Penyebab utama yang menghasilkan bentuk

pola-pola difraksi serbuk tersebut, yaitu ukuran dan bentuk dari setiap selnya serta

nomor atom dan posisi atom-atom didalam sel. Difraksi sinar-X dalam

menganalisis padatan kristalin memegang peranan penting untuk meneliti

parameter kisi dan tipe struktur. Selain itu, dimanfaatkan juga untuk mempelajari

cacat pada kristal individu dengan mendeteksi perbedaan intensitas difraksi di

daerah kristal dekat dislokasi dan daerah kristal yang mendekati kesempurnaan

(Smallman dan Bishop, 1999).

Metode XRD berdasarkan sifat difraksi sinar-X, yaitu sinar-X terjadi jika suatu

bahan ditembakan dengan elektron yang memiliki kecepatan dan tegangan tinggi

dalam tabung vakum. Elektron-elektron dipercepat yang berasal dari filament

(katoda) menumbuk target (anoda) yang berada dalam tabung sinar-X sehingga

24

elektron-elektron tersebut mengalami perlambatan (Cullity, 1978). Skema tabung

sinar-X ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6. Skema tabung sinar-X.

Radiasi yang dipancarkan oleh sinar-X terbagi menjadi dua komponen, yaitu

spektrum kontinu dan spektrum garis. Spektrum kontinu mempunyai rentang

panjang gelombang yang lebar, sedangkan spektrum garis merupakan

karakteristik dari logam yang ditembak. Spektrum sinar-X kontinu dihasilkan dari

peristiwa bremsstrahlung. Pada saat elektron menumbuk logam, elektron dari

katoda (elektron datang) menembus kulit atom dan mendekati kulit inti atom.

Pada saat mendekati inti atom, elektron ditarik mendekati inti atom yang

bermuatan positif, sehingga lintasan elektron berbelok dan kecepatan elektron

berkurang atau diperlambat. Karena perlambatan ini, maka energi elektron

berkurang. Energi yang hilang ini dipancarkan dalam bentuk sinar-X. Proses

inilah yang dikenal dengan proses bremsstrahlung.

Spektrum karakteristik terjadi apabila elektron terakselerasi mempunyai cukup

energi untuk mengeluarkan satu elektron dalam kulitnya. Misalnya level 1s

25

kosong, kemudian akan diisi dengan elektron lain yang berasal dari level energi

yang lebih tinggi. Pada waktu transisi, terjadi emisi radiasi sinar-X. Apabila

elektron mengalami transisi dari kulit yang berdekatan misalnya dari kulit L ke

kulit K maka radiasi emisi ini disebut radiasi K sedangkan elektron mengalami

transisi dari kulit M ke kulit K maka radiasi emisinya disebut K. Gambar

spektrum karakteristik ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 7. (a) elektron penembak menumbuk elektron atom pada kulit terdalamhingga keluar dan (b) elektron atom kulit terluar mengisi kekosongandengan memancarkan sinar-X.

Rancangan spektrometer sinar-X didasarkan atas analisis Bragg. Seberkas sinar-X

terarah jatuh pada kristal dengan sudut dan sebuah detektor diletakkan untuk

mencatat sinar yang sudut hamburannya sebesar . Ketika diubah, detektor akan

mencatat puncak intensitas yang bersesuaian dengan orde n yang divisualisasikan

dalam difraktogram. Jika sinar-X mengenai suatu bahan, maka intensitas sinar

yang ditransmisikan akan lebih rendah dibandingkan dengan intensitas sinar yang

datang, karena terjadi penyerapan oleh bahan dan penghamburan atom-atom

dalam bahan tersebut. Berkas difraksi diperoleh dari berkas sinar-X yang saling

26

menguatkan karena mempunyai fase yang sama. Untuk berkas sinar-X yang

mempunyai fase berlawanan maka akan saling menghilangkan. Syarat yang harus

dipenuhi agar berkas sinar-X yang dihamburkan merupakan berkas difraksi maka

dapat dilakukan perhitungan secara matematis sesuai dengan hukum Bragg

(Smallman dan Bishop, 1999). Gambar skema dasar XRD ditunjukkan oleh

Gambar 8.

Gambar 8. Skema mesin XRD.

Menurut Bragg, berkas yang terdifraksi oleh kristal terjadi jika pemantulan oleh

bidang sejajar atom menghasilkan interferensi konstruktif. Pemantulan sinar-X

oleh sekelompok bidang paralel dalam kristal pada hakekatnya merupakan

gambaran dari difraksi atom-atom kristal. Difraksi atom-atom kristal sebagai

pantulan sinar-X oleh sekelompok bidang-bidang paralel dalam kristal seperti

terlihat pada Gambar 9. Arah difraksi sangat ditentukan oleh geometri kisi, yang

bergantung pada orientasi dan jarak antar bidang kristal.

27

Gambar 9. Skema difraksi sinar-X bila mengenai bahan kristal (Cullity, 1978)

Gambar 9 menunjukkan seberkas sinar mengenai atom K pada bidang pertama

dan L pada bidang berikutnya. Jarak antara bidang K dengan bidang L adalah d,

sedangkan adalah sudut difraksi. Berkas-berkas tersebut mempunyai panjang

gelombang , dan jatuh pada bidang kristal dengan jarak d dan sudut . Agar

mengalami interferensi konstruktif, kedua berkas tersebut harus memiliki beda

jarak n. Sedangkan beda jarak lintasan kedua berkas adalah 2d sin . Interferensi

konstruktif terjadi jika beda jalan sinar adalah kelipatan bulat panjang gelombang

, sehingga dapat dituliskan sebagai berikut:

n ML LN (2.1)

denganML LN

sinKL KL

(2.2)

KL d (2.3)

                       ML LN d sin (2.4) (2.4)

sehingga,

 n dsin dsin (2.5) (2.5)

28

2n dsin (2.6) (2.6)

Pernyataan ini adalah hukum Bragg. Pemantulan Bragg dapat terjadi jika λ≤ 2d,

karena itu tidak dapat menggunakan cahaya kasat mata, dengan n adalah bilangan

bulat = 1,2,3, ... (Cullity, 1978).

J. Scanning Electron Microscopy (SEM)

SEM adalah alat untuk menganalisis struktur mikro dan morfologi pada bidang

material sains, kedokteran, dan biologi. SEM dapat membentuk bayangan

permukaan spesimen secara mikroskopik. SEM mempunyai daya pisah sekitar 0,5

nm dengan perbesaran maksimum sekitar 500.000 kali (Gabriel, 1985). Pada

prinsipnya, SEM terdiri dari beberapa komponen, yaitu sumber elektron (electron

gun), sistem lensa, sistem deteksi, sistem scanning, dan sistem vacuum. Skematik

alat SEM ditunjukkan pada Gambar 10.

Gambar 10. Diagram skematik alat SEM.

29

Pada Gambar 10, elektron yang dihasilkan oleh SEM berasal dari sumber elektron,

dimana pancaran dari elektron tersebut diteruskan ke anoda. Pada proses ini

elektron mengalami penyearahan menuju titik fokus. Anoda berfungsi membatasi

pancaran elektron yang memiliki sudut hambur yang terlalu besar. Berkas elektron

yang telah melewati anoda diteruskan menuju lensa magnetik, sirkuit pemindaian

dan akhirnya menembak spesimen. Adapun yang berasal dari filamen katoda

ditembakkan menuju sampel. Berkas elektron tersebut kemudian difokuskan oleh

lensa magnetik sebelum sampai pada permukaan sampel. Lensa magnetik

memiliki lensa kondenser yang berfungsi memfokuskan sinar elektron. Berkas

elektron kemudian menghasilkan elektron terhambur balik dan elektron sekunder

menuju sampel, dimana elektron sekunder akan terhubung dengan penguat yang

kemudian dihasilkan gambar pada monitor.

Teknik SEM pada dasarnya merupakan pemeriksaan dan analisis permukaan data

atau tampilan yang diperoleh dari permukaan atau lapisan setebal 20 m yang

merupakan gambar topografi dari penangkapan elektron sekunder yang

dipancarkan oleh spesimen. SEM dapat digunakan untuk mengetahui informasi

mengenai:

1. Topografi, yaitu ciri-ciri permukaan dan teksturnya (kekerasan, sifat

memantulkan cahaya, dan sebagainya).

2. Morfologi, yaitu bentuk dan ukuran dari partikel penyusun.

3. Kristalografi, yaitu informasi mengenai bagaimana susunan dari butir-butir di

dalam sampel yang diamati (konduktivitas, sifat elektrik, kekuatan, dan

sebagainya) (Reed, 2005).

31

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei sampai Agustus 2019 di Laboratorium

Fisika Material FMIPA Universitas Lampung, Laboratorium Analitik dan

Instrumentasi Kimia FMIPA Universitas Lampung, SMK-SMTI 1 Bandar

Lampung, Laboratorium Forensik Polda Sumatera Selatan, Universitas Negeri

Padang (UNP) dan Balai Inseminasi Buatan Lampung Tengah.

B. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari: neraca sartorius digital

dengan ketelitian 0,1 mg, gelas kimia, spatula, mortar pestle, cetakan sampel

(die), furnace, alat pressing, crucible, termometer, XRD tipe X’Pert Powder

Diffractometer dan SEM tipe Vega 3 Tescan. Sedangkan bahan dasar yang

digunakan dalam penelitian ini terdiri dari bahan oksida dan karbonat dengan

tingkat kemurnian yang tinggi yaitu: Bi2O3 (99,9 %) dari Strem Chemical, PbO

(99,9 %) dari Aldrich, SrCO3 (99,9 %) dari Strem Chemical, CaCO3 (99,95 %)

dari Strem Chemical, dan CuO (99,999 %) dari Merck, HNO3, nitrogen cair dan

aquades.

31

C. Preparasi Sampel

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pencampuran basah

yang terdiri dari pelarutan, peletisasi dan pemanasan (kalsinasi dan sintering).

Diagram alir penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 11.

Gambar 11. Diagram alir penelitian

32

1. Penimbangan

Bahan dasar yang digunakan dalam penelitian ini terlebih dahulu ditimbang sesuai

dengan takaran yang telah ditentukan. Semua bahan yang telah ditimbang

ditempatkan pada wadah tersendiri.

2. Pelarutan

Setelah ditimbang, bahan dicampur dan dilarutkan dengan HNO3 dan aquades.

Pelarutan bertujuan agar bahan memiliki homogenitas yang tinggi dengan bahan

yang lain dan tercampur dengan maksimal.

3. Pemanasan

Setelah bahan larut, kemudian dilakukan pemanasan menggunakan hot plate pada

suhu 70°C pada pH 1 sampai bahan menjadi kering. Pemanasan ini bertujuan

untuk menguapkan bahan pelarut.

4. Pengeringan

Setelah dilakukan pemanasan, kemudian dilakukan pengeringan secara bertahap

pada suhu 300°C dengan laju kenaikan suhu 29,5 °C/menit hingga suhu ruang

mencapai 300°C dengan waktu tahan selama 5 jam , 400°C dengan laju kenaikan

suhu 20 °C/menit dari suhu 300°C - 400°C dengan waktu tahan selama 10 jam,

dan 600°C dengan laju kenaikan suhu 13,3 °C/menit dari suhu 400°C - 600°C

dengan waktu tahan selama 20 jam sampai bahan benar-benar kering.

33

5. Penggerusan

Setelah sampel dikeringkan dalam tungku, sampel kemudian digerus dengan

mortar dan pestle selama ±10 jam secara bertahap sampai bahan terasa halus.

Tujuan dari penggerusan selain membuat bahan superkonduktor menjadi semakin

halus, juga diharapkan lebih meningkatkan homogenitas bahan. Dengan bahan

yang halus dan homogen akan terjadi peningkatan efektivitas reaksi padatan yang

membentuk benih-benih senyawa (prekursor).

6. Peletisasi

Metode pencampuran basah bahan superkonduktor BPSCCO-2223 akan lebih

mudah berlangsung jika bahan berukuran kecil dan jaraknya relatif berdekatan

satu dengan yang lain. Dengan demikian agar reaksi padatan lebih optimal, maka

dilakukan peletisasi yaitu proses pemadatan serbuk sehingga tercetak dalam

bentuk lingkaran dengan ukuran tertentu. Pada penelitian ini, peletisasi dilakukan

menggunakan alat pencetakan dengan tekanan 8 ton.

7. Kalsinasi

Bahan yang sudah berbentuk pelet dikalsinasi pada suhu 800°C selama 10 jam

dengan laju kenaikan suhu 15,8 °C/menit hingga suhu ruang mencapai 800°C.

Setelah dikalsinasi, sampel digerus selama ± 10 jam dan dipeletisasi kembali.

Tujuan kalsinasi adalah membentuk senyawa prekursor untuk BPSCCO-2223.

8. Sintering

Sampel hasil kalsinasi belum sempurna, karena adanya porositas, penangkapan

gas sekitar, dan kecilnya luas permukaan kontak. Untuk menghasilkan komposisi

34

dengan fasa tertentu, sampel dipanaskan pada temperatur tertentu yang dikenal

sebagai sintering. Sampel disintering pada suhu 865°C selama 10 jam dengan laju

kenaikan suhu 15,72 °C/menit hingga suhu ruang mencapai 865°C. Suhu sintering

ini akan meningkatkan jumlah fraksi volume dan ukuran kristal. Selama sintering,

gaya kohesi antar partikel-partikel penyusun meningkat dan terjadi pemadatan

yang ditandai dengan berkurangnya porositas.

D. Karakterisasi

Sampel yang telah disintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan XRD, SEM

dan Meissner.

1. Difraksi Sinar-X atau X-Ray Diffraction (XRD)

Karakterisasi menggunakan XRD bertujuan untuk mengetahui fasa yang terbentuk

pada sampel, serta menganalisis kemurnian fasa (fraksi volume, derajat orientasi,

dan impuritas). Pola difraksi sampel diperoleh dengan menembak sampel

menggunakan sumber sinar-X dari Cu-K yang mempunyai panjang gelombang

1,54 Å. Data diambil dalam rentang 2θ = 10.0131° sampai 99.9731°, dengan

modus pemindaian kontinu dan ukuran langkah sebesar 2θ = 0.0260 serta waktu

7.1400 detik per tahap. Spektrum XRD terlihat adanya puncak-puncak intensitas

yang terdeteksi tiap sudut difraksi 2θ (Cullity, 1978).

Analisis data XRD dilakukan menggunakan program PCPDFWIN 1997.

Kemudian tingkat kemurnian fasa Bi-2223 yang terbentuk dihitung menggunakan

persamaan (3.1) sampai (3.3) dengan mengasumsikan bahwa yang terbentuk

100% krital.

35

(2223)

( )

  100%total

IFv

I

(3.1)

(00 )

(2223)

100%lIP

I

(3.2)

100%I Fv (3.3)

Dengan Fv, P dan I berturut-turut adalah fraksi volume fasa BSCCO-2223, derajat

orientasi dan impuritas. Sedangkan I(total), I(2223) dan I(00l) berturut-turut adalah

intensitas total, intensitas fasa 2223 dan intensitas fasa h = k = 0 ; l bilangan

genap.

2. Scanning Electron Microscopy (SEM)

SEM digunakan untuk menganalisis struktur mikro dari bahan superkonduktor.

Hal ini dilakukan untuk melihat bentuk butir sampel. Bahan superkonduktor

memiliki konduktivitas yang cukup besar, maka sampel tersebut tidak perlu

dilapisi dengan emas (Au) ataupun karbon (C), tetapi cukup menempelkan sampel

tersebut pada pemegang sampel dengan pasta perak.

3. Efek Meissner

Untuk mengetahui keberhasilan sampel yang dibuat, maka cara yang paling

mudah adalah dengan uji efek Meissner. Sampel superkonduktor diberi nitrogen

cair secukupnya, lalu sepotong magnet kecil diletakkan di atasnya. Efek Meissner

dapat diamati dengan ada atau tidaknya levitasi (pengangkatan atau penolakan

magnet). Pada bahan SKST penolakan fluks magnetik terjadi jika bahan berada

dalam keadaan Meissner. Jadi sampel superkonduktor suhu tinggi seharusnya bisa

mengangkat magnet kecil tersebut (Marhaendrajaya, 2001).

50

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai

berikut:

1. Penambahan kadar Ca berpengaruh terhadap tingkat kemurnian fasa

superkonduktor BPSCCO-2223. Pada penelitian ini, kadar Ca yang optimum

yaitu Ca 2,05 mol dengan nilai fraksi volume (Fv) sebesar 79,98%.

2. Berdasarkan hasil SEM, semua sampel superkonduktor BPSCCO-2223 telah

terorientasi serta ruang kosong antar lempengan (void) juga relatif lebih

sedikit. Sampel yang memiliki nilai derajat orientasi terbesar yaitu pada kadar

Ca 2,10 mol sebesar 7,67% dan mempunyai struktur kristal yang lebih baik.

3. Berdasarkan hasil uji-Meissner, sampel BPSCCO-2223/Ca 2,05 mol

mengalami efek Meissner lemah, hal ini dapat dilihat bahwa terjadi

pergeseran magnet oleh sampel tetapi magnet tidak sampai terangkat.

Sedangkan sampel BPSCCO-2223 (Ca 1,95; 2,00 dan 2,10 mol) tidak

menunjukkan adanya efek Meissner dalam nitrogen cair (77 K).

49

B. Saran

Untuk mendapatkan bahan superkonduktor BPSCCO-2223 dengan tingkat

kemurnian fasa yang lebih baik, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut

menggunakan kadar Ca 2,05 mol dengan variasi waktu sintering.

DAFTAR PUSTAKA

Afriani, F. 2013. Variasi kadar CaCO3 dalam pembentukkan fase superkonduktorBSCCO-2223 dengan doping Pb (BPSCCO-2223). Skripsi. UniversitasLampung. Bandar Lampung.

Ali, S. M., Hashim, A., Senawi, S. A., Kasim, A., Razali, W. A. W., Mohamed,R., dan Lothfy, F. A. 2017. The effects of Fe-doping on mechanicalproperties in Bi1,6Pb0,4Sr2Ca2Cu3-xFexOy superconductor. MalaysianJournal of Analytical Sciences. Vol. 22. No. 3. Pp. 477- 482.

Barnes, P. N., Sumption, M. D., dan Rhoads, G. L. 2005. Review of high powerdensity superconducting generator: preset state and prospect forincorporating of YBCO windings. Journal Cryogenics. Vol. 45. Pp. 670-686.

Chen, F. H., Koo, H. S., Tseng, T. Y. 1991. Effect of Ca2PbO4 additions on theformation of the 110 K phase in Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O superconductingceramics. Journal Applied Physics. Pp. 637-642.

Chu, C. W., Wu, M. K., Ashburn, J. R., Torng, C. J., Hor, P. H., Meng R. L.,Gao, L., Huang, Z. J., dan Wang, Y. Q. 1987. Superconductivity at 93 k ina new mixed-phase Y-Ba-Cu-O compound system at ambient pressure.Physical Review Letters. Vol. 58, No. 9. Pp. 908-910.

Chu, S. dan McHenry, M. E. 1997. Growth and characterization of(Bi,Pb)2Sr2CaCu3Ox single crystal. Journal of Materials Research. Vol.13. No. 3. Pp. 589-595.

Cullity, B. D. 1978. Element of X-Ray Diffraction: Second Edition. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. Philippines.

Currie, D. B. dan Forest, A. M. 1988. Crystal structure and hight Tcsuperconductor in the system Gd1Ba2-xSrxCu3O7-x. Solid StateComunications. Vol. 66. No. 7. Pp. 715-718.

Cyrot, M. dan Pavuna. D. 1992. Introduction to Superconductivity and High-TcMaterial. World Scientific Publishing. London.

Darminto, Nugroho, A. A., Rusyadi, A., Menovsky, A. A., dan Loeksmanto, W.1999. Variasi tekanan oksigen dalam penumbuhan kristal tunggalsuperkonduktor Bi2Sr2CaCu2O8+δ dan pengaruhnya. PROC. ITB. Vol. 31.No. 3. Pp. 121-127.

Diantoro, M. 1997. Studi kinetika pembentukan superkonduktor sistemBi1,6Pb0,4Sr2Ca2Cu3O10+ (2223) melalui prekursor fase (Bi,Pb)-2212.Tesis. Institut Teknologi Bandung. Bandung.

Fallaharani, H., Baghshahi, S., Sedghi, A., Stornaiuolo, D., Tafuri, F., Massarotti,D., dan Riahi-Noori, N. 2017. The influence of head treatment on themicrostructure, flux pinning and magnetic properties of bulk BSCCOsamples prepared by sol gel route. Ceramic International. Vol. 128. No.12. Pp. 5209-5218.

Fauzi, R. M. 2017. Pertumbuhan fase bahan superkonduktor Bi-2223 denganvariasi doping Pb (BPSCCO-2223) pada kadar Ca = 2.10 dan suhusintering 855oC. Skripsi. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Gabriel, B. L. 1985. SEM: A User Manual of Material Science. American Societyfor Metal. Amerika Serikat.

Ginley, D. S. dan Cardwell, D. A. 2003. Handbook of Superconducting Materials.IOP Publishing. London.

Gunawan., Parikin., Prasuad, W. 1996. Penelitian pengaruh waktu sinteringterhadap pertumbuhan fasa 2223 superkonduktor Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-Odengan metode rietveld. Prosiding Pertemuan dan Presentasi IlmiahPPNY-BATAN Yogyakarta. Pp. 127-132.

Han, T. S., Sawa, A., Uwe, H., dan Sakudo, T. 1990. Superconductivity inBi2Sr2Ca1-xCexCu2Oy. Advances in Superconductivity II. Pp. 207-210.

Handayani, H. 2013. Sintesis bahan superkonduktor BSCCO-2223 tanpa dopingPb pada berbagai kadar CaCO3. Skripsi. Universitas Lampung. BandarLampung.

Harsojo. 1998. Kawat superkonduktor YBCO dengan Yttrium lokal. Jurnal FisikaIndonesia. Vol. 11. No. 6. Pp. 61-68.

Huashan, L., Libin, L., Hao, Y., Yuelan. Z., dan Zhanpeng, J. 1999. Optimizatianof the composition for synthesizing the high-Tc phase in Bi(Pb)SrCaCuOsystem. Journal of Materials Science. Vol. 34. Pp. 4329-4332.

Imaduddin, A., Yudanto, S. D., Siswayanti, B., dan Hendrik. 2014. Pergeseransuhu kritis superkonduktor Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O pada medan magnet tinggi.Majalah Metalurgi, Vol. 29. No. 3. Pp. 229-234.

James, S. R. 1988. Introduction on The Principles of Ceramics Processing. JohnWiley and Son, Inc. Singapore.

Khafifah, K., Baqiya, M. A., dan Darminto. 2011. NanokristalisasiSuperkonduktor Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x Dengan Variasi Kalsinasi dan SinterMelalui Metode Pencampuran Basah. Institut Teknologi SepuluhNovember. Surabaya.

Lehndroff, B. R. 2001. High-Tc Superconductors for Magnet and EnergyTechnology Fundamental Aspects. Spinger-Verlag. Berlin.

Lusiana. 2013. Proses pembuatan bahan superkonduktor BSCCO dengan metodepadatan. Majalah Metalurgi. Vol. 28. No. 2. Pp. 73-82.

Maeda, H., Tanaka, Y., Fukutomi, M., dan Asano, T. 1988. New high-Tcsuperconductors without rare earth element. Japanese Journal ApplicationPhysics. Vol. 27, No. 2. Pp. 8.

Marhaendrajaya, I. 2001. Eksperimen pembentukan kristal BPSCCO-2223 denganmetode lelehan. Berkala Fisika. Vol. 4. No. 2. Pp. 33-40.

Mizuno, M., Endo, H., Tsuchiya, J., Kijima, A., dan Oguri, Y. 1988.Superconductivity of Bi2Sr2Ca2Cu3PbxOy (x = 0,2; 0,4; 0,6). JournalApplication Physics. Vol. 27. Pp. 1225-1227.

Nurmalita dan Yufita, E. 2016. The effect of sintering time on surface morfologyof Pb-doped Bi-2223 oxides superconductors prepared by the solid statereaction methods at 840 oC. Journal of Aceh Physics Society (JAcPS). Vol.5. No. 1. Pp. 1-5.

Pikatan, S. 1989. Mengenal Superkonduktor. http://webcache.googleusercontent.com. Diakses pada tanggal 3 Januari 2019 pukul 20.15 WIB.

Pradhana. I. G. C., Suharta, W. G., dan Widagda, I. G. A. 2016. Pengaruh variasitemperatur sintering terhadap struktur kristal superkonduktorY0,5La0,5Ba2Cu3O7-. Buletin Fisika. Vol. 7. No. 1.

Prasuad, W. dan Sukirman, E. 1994. Identifikasi struktur fasa 2223superkonduktor (Bi-Pb)SrCaCuO menggunakan pendekatan group ruangFMMM (No-69) dengan menggunakan teknik difraksi neutron. PusatPenelitian Sains Material BATAN Puspiptek Serpong. Tangerang.

Prasuad, W., Gunawan, Sukirman, E., Parikin., Hamaguchi, Y., dan Shimono, I.1996. Hubungan suhu transisi kritis (Tc) terhadap perubahan panjang ikat

atom Cu-O pada superkonduktor keramik Bi2Sr2CanCun+O2n+. MakalahSeminar P3FT-LIPI Bandung.

Pujaatmaka, A. H. dan Qadratillah, M. T. 1995. Glosarium Kimia. Balai Pustaka.Jakarta.

Purwati. 2002. Sintesis superkonduktor Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O dengan variasi Bi danPb. Skripsi. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Rahayu, I., Suprihatin, dan Riyanto, A. 2019. Pengaruh waktu sintering terhadaptingkat kemurnian fase superkonduktor BPSCCO-2223 dengan kadar Ca2,10 menggunakan metode pencampuran basah. Jurnal Teori dan AplikasiFisika. Vol. 07. No. 01. Pp. 91-98.

Reed, S. J. B. 2005. Electron Microprobe Analysis and Scanning ElectronMicroscopy In Geology: Second Edition. Cambridge University Press.New York.

Reitz, J. R, Frederick, J., Robert, M., dan Christy, W. 1993. Dasar Teori ListrikMagnet (Edisi Ketiga), alih bahasa oleh Suwarno Wiryosimin. Bandung:ITB. Pp. 395-397.

Reviana, F., Suprihatin, dan Suka, E. G. 2014. Pembentukan fase bahansuperkonduktor Bi-2223 dengan doping Pb (BPSCCO-2223) pada kadarCa=2,10 dengan variasi suhu sintering. Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika.Vol. 02. No. 01. Pp. 59-65.

Ristic, M. M. 1989. Sintering new development material science monographs.Proceedings of 4th Internasional Round Table Conference on Sintern. Vol.4. Elseveir Scientif Publishing Company. Yugoslavia.

Rohmawati, L. dan Darminto. 2012. Nanokristalisasi superkonduktor(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O8+ dengan metode pencampuran basah. Berkala FisikaIndonesia.Vol. 4. No. 1 dan 2. Pp. 22-26.

Santosa, U., Anwar, F., Imaduddin, A., dan Rahardjo, D. T. 2015. Efek doping pbrendah pada superkonduktor sistem BSCCO–2223. Jurnal Materi danPembelajaran Fisika. Vol. 5, No. 2. Pp. 2089-6158.

Sihombing, E. dan Nurhayati, P. Karakterisasi superkonduktor bahan BSCCOdidoping dengan MgO. Jurnal Einstein. Vol. 5, No. 1. Pp. 32-35.

Siswanto. 1999. Sintesis Superkonduktor Keramik BSCCO Fase Tc Tinggi (2223)Melalui Route Sol-Gel Sitrat. http://adln.lib.unair.ac.id/go.php?id=jiptunair-gdl-res-1999-siswanto-320-synthesis&PHPSESSID=e99ecec43aeb91a73c0e368ce140cf5f. Diakses pada tanggal 5 Januari 2019 pukul 11.21 WIB.

Smallman, R. E. dan Bishop, R. J. 1999. Modern Physical Metallurgy andMaterials Engineering: Sixth Edition. Reed Educational and ProfesionalPublishing ltd. UK.

Smith, W. F. 1996. Principle of Material Science and Engineering. Mc Graw-HillBook. New York.

Strobel, P., Toledano, J. C., Morin, D., Schneck, J., Vaquir, G., Monnereau, O.,Primot, J., dan Fournier, T. 1992. Phase diagram of the system Bi1,6Pb0,4

Sr2CanCun+1O6+n between 825oC and 1100oC. Journal Physica C 201:Superconductivity. Pp. 27-42.

Sukirman, E., Adi, W. A., Winatapura, D. S., dan Sulungbudi, G. T. 2003. Reviewkegiatan litbang superkonduktor Tc tinggi di P3IB-BATAN. Jurnal SainsMateri Indonesia. Vol. 4. No. 2. Pp. 30-39.

Sumadiyasa, M. 2007. Pengaruh penggantian Ca dengan Nd pada pembentukanfase Bi-2223 pada superkonduktor sistem (Bi-Pb)-Sr-Ca-Cu-O: (Bi1,4Pb0,6)(Sr2Ndx)Cu3O6. Jurnal Ilmu Dasar. Vol. 8. No. 1.

Sumadiyasa, M., Adnyana, I. G. A. P., dan Widagda, I. G. A. 2015. Sintesissuperkonduktor Gd1-xLaxBa2-ySryCu3O7- dengan variasi molar x dan ymenggunakan metode pencampuran basah. Laporan Kemajuan PenelitianFundamental. Universitas Udayana.

Surahman, R. P., Suprihatin, dan Riyanto, A. Pengaruh suhu sintering terhadaptingkat kemurnian fase superkonduktor BPSCCO-2223 pada kadar Ca 2,10menggunakan metode pencampuran basah. Jurnal Teori dan AplikasiFisika. Vol. 7. No. 1. Pp. 63-68.

Suryawan, I. 2008. Pengaruh tebal umpan butiran bola (NH4)2U2O7.(C2H4O)2 danwaktu kalsinasi terhadap densitas U3O8. Prosiding Seminar NasionalPenelitian dan Pengolahan Perangkat Nuklir. Pp. 73-77.

Susanti, H. 2010. Pengaruh variasi perlakuan doping Pb pada Bi dalam sintesissuperkonduktor Bi-2212 dengan doping Pb (BPSCCO-2212) terhadap efekmeissner dan suhu kritis. Skripsi. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Tinkham, M. 1996. Introduction to Superconductivity: Second Edition. McGraw-Hill, Inc. Singapore.

Van Vlack, L. H. 1989. Elements of Materials Science and Engineering. Addison-Wesley Publishing Company. London.

Wang, J. S. dan Wang, S. Y. 2010. High Temperature Superconducting MagneticLevitation. Walter De Gruyber GmbH and Peking University Press.Beijing.

Yamamoto, M., Toyota, H., Kawagoe, S., Hatta, J., dan Tanaka. S. 2015.Development of ultra-low field SQUID-MRI system with an LC resonator.27th International Symposium On Superconductivity. Vol. 65. Pp. 197-200.

Yuliati, T. 2010. Sintesis superkonduktor BPSCCO/Ag menggunakan metodepadatan. Skripsi. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.