ABSTRAKPada penelitian ini dipelajari efek substitusi pasangan ion Ti2+-Mn4+ terhadap sifat magnetik dan sifat absorpsi gelombang mikro pada senyawa barium hexaferrite (BHF) dengan komposisi BaFe12-2xTixMnxO19 dimana x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 dan 0.8. Nano partikel senyawa BHF yang telah disubstitusi pasangan ion Ti2+-Mn4+ diproses dengan teknik pemaduan mekanik (mechanical alloying) dan destruksi ultrasonik daya tinggi dari prekursor-prekursor TiO, MnO2, BaCO3 dan Fe2O3. Karakterisasi menggunakan X-ray diffraction (XRD) menunjukan bahwa sampel yang dihasilkan merupakan fasa tunggal senyawa BHF dengan volume sel dan ukuran kristalit yang meningkat dengan peningkatan substitusi. Analisis XRD menunjukan ukuran kristalit < 70 nm untuk semua sampel, sedangkan morfologi yang teramati pada Scanning Electron Microscope (SEM) memperlihatkan ukuran grain diantara 200 ? 400 nm. Hal ini menunjukan bahwa tiap grain terdiri dari beberapa kristalit atau polycrystalline.Karakterisasi ukuran partikel proses ultrasonik menggunakan Particle Size Analyzer (PSA) menunjukan ukuran partikel 49.21 nm. Analisa data XRD dengan metode Whole Powder Pattern Modeling (WPPM) menunjukan distribusi ukuran kristalit 49.14 nm dan hasil SEM menunjukan distribusi ukuran 60.01 nm. Hal ini menunjukan bahwa partikel yang dihasilkan terdiri dari kristal tunggal. Karakterisasi magnetik menggunakan magnetometer dan analisis dengan metode Law of Approach Saturation (LAS) menunjukan kenaikan nilai saturasi sampai pada x = 0.4 dan kemudian menurun pada peningkatan nilai substitusi lebih lanjut. Nilai koersivitas memperlihatkan tren menurun untuk peningkatan nilai substitusi. Hal ini menunjukan terjadinya pemilihan posisi substitusi kristalografi (site preferential occupation).Karakteristik absorpsi gelombang mikro pada frekuensi 8 - 12.4 GHZ (X-band) menggunakan Vector Network Analyzer (VNA) menunjukan terjadinya peningkatan serapan sampai pada x = 0.6 (-24.9 dB, 11.3 GHz) kemudian kembali menurun pada x = 0.8 (-15.7 dB, 10.5 GHz) akibat penurunan sifat magnet yang signifikan. Selain itu terjadi pergeseran frekuensi serapan ke arah frekuensi yang lebih rendah akibat nilai koersifitas yang menurun dengan peningkatan nilai substitusi.Efek pengecilan ukuran partikel dari ~200 nm ke ~50 nm menunjukan peningkatan nilai serapan oleh karena peningkatan hamburan ke segala arah dan polarisasi destruksi akibat rasio permukaan terhadap volume yang meningkat. Pergeseran frekuensi serapan ke arah frekuensi yang lebih rendah merupakan konsekuensi penurunan nilai koersivitas akibat pengecilan ukuran partikel. Nano komposit BHF dengan material dielektrik BaTiO3 dan C serta Fe menunjukan peningkatan nilai serapan dan pelebaran frekuensi serapan dengan nilai serapan tertinggi dihasilkan oleh kombinasi BHF-Fe (32.48 dB, 10.0 GHz) yang meningkat 30.5% dari BHF pada x = 0.6.
ABSTRACTThe effect of Ti2+-Mn4+ substitution on magnetic and microwave absorption properties has been studied for BaFe12-2xTixMnxO19 ferrite, where x varies from 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 and 0.8. Nano particles of BHF substituted Ti2+-Mn4+ ions were obtained from mechanical alloyed and sonication from TiO, MnO2, BaCO3 dan Fe2O3 precursors. X-ray diffraction (XRD) patterns for sintered samples confirmed that the materials are consisted with single phase BHF structure with unit cell volume and crystallite size was found increase with increasing x. XRD analysis shows that the crystallite size is below 70 nm for all samples, but the grain morphology from SEM shows that the grains is in range of 200 - 400 nm, which concluded that each grain are polycrystalline.Samples from sonication is characterized by Particle Size Analyzer (PSA) shows the distribution of 49.21 nm, Whole Powder Pattern Modeling (WPPM) that employeed to analyze XRD data shows the crystallite size distribution is 49.14 nm and SEM morphology shows the size distribution of 60.01 nm. This concluded that particles from sonication consist of single crystal. Magnetic properties that charaterized using magnetometer and analyzed using Law of Approach Saturation (LAS) shows the saturation magnetization is increases up to x = 0.4 and decrease for further substitution. The coercivity remains decreases monotonically with increasing substitution. These results were interpreted in terms of the site preferential occupation.Microwave absorption properties that characterisized by Vector Network Analyzer shows increasing absorption until x = 0.6 (-24.9 dB, 11.3 GHz) and then decrease for x = 0.8 (-15.7 dB, 10.5 GHz) because of significant decrease the magnetic properties. The absorbtion peak also shifted to lower frequency because the coercivity was decrease as the substitution increase.As the particle size decrease from 200 ? 50 nm, the absorbtion slightly increase because of the multiple scattering and destruction polarization effect with the increasing of surface to volume ratio. The absorbtion peak shift to the lower frequency as consequence of decreasing coercivity because of decreasing particle size. Nano composite of BHF with dielectric material such as BaTiO3 and C, also Fe, shows increasing absorbtion peak and widening absorbtion frequency. The highest value generated by a combination of BHF-Fe (32.48 dB, 10.0 GHz) nano composite which increased 30.5% from the BHF at x = 0.6 |
D1487-Maykel T E Manawan.pdf :: Unduh