Bubuk halus berukuran nanometer (sub-fine powder) berbasis keramik feroelektrik telah banyak diaplikasikan pada berbagai bidang seperti material pizoelektrik sebagai sensor dan aktuator. Piezoelectrik adalah muatan listrik yang terakumulasi dalam bahan tertentu seperti kristal, keramik tertentu, dan materi biologis seperti tulang, DNA, dan beberapa jenis protein. Arti piezoelectrik terdiri dari dua makna kata yaitu piezo yang berarti tekanan mekanik dan electric yang berarti listrik. Sehingga piezoelectrik mampu mengubah energi dari tanggapan mekanik menjadi energi listrik atau sebaliknya. Dengan kata lain, piezoelectrik memiliki sifat yang reversibel atau dapat menghasilkan energi yang mampu dikonversikan balik.
Barium titanat merupakan salah satu material yang memiliki sifat dan karakteristik sebagai keramik piezoelectrik. Oleh karena itu, studi atau kajian terhadap material ini perlu untuk narasikan. Barium titanat adalah sejenis bahan mineral atau keramik, yang rumus kimianya adalah BaTiO3 sampai sekarang. Selama beberapa dekade, barium titanat telah menarik sebagian besar peneliti untuk studi dan minat praktis, terutama struktur mikro perovskit yang digunakan dalam aplikasi piezoelektrik. Ada beberapa alasan untuk menggunakan mikrostruktur perovskit ini: 1. Lebih stabil dalam sifat kimia dan mekaniknya; 2. Menerbangkan feroelektrik di atas suhu kamar; 3. Mudah disiapkan sebagai keramik polikristalin dalam penggunaannya. Barium titanat diterapkan, misalnya, sebagai pencitraan dalam aplikasi biomedis. Oleh karena itu, penelitian ini akan menentukan jumlah terkait struktur mikro perovskit kristal barium titanat yang dikendalikan oleh beberapa variasi polivinil alkohol dan suhu. Penelitian ini meliputi identifikasi, kuantifikasi, dan karakterisasi bidang kisi kristal, ukuran kristal, regangan kisi, dan kerapatan dislokasi.
Sifat-sifat dan karakteristik struktur bubuk halus (fine powder) barium titanat berdasarkan hasil uji mikrokopik menggunakan uji X-Ray Diffractometer
Pola difraksi sinar-X diplot dalam jumlah intensitas (hitungan) versus sudut Bragg (2θ) serta mengkonfirmasi beberapa jumlah bahan kristal atau amorf seperti bidang kisi kristal (hkl), ukuran kristal (D) , regangan kisi (ε), dan kerapatan dislokasi (δ), yang ditentukan oleh kuantitas ini apakah kristal itu homogen atau tidak homogen. Ada dua teori dasar yang digunakan dalam penelitian ini untuk mengidentifikasi, mengkuantifikasi, dan mengkarakterisasi besaran-besaran tersebut, yaitu persamaan Debye Scherrer dan metode plot Williamson-Hall. Berdasarkan analisa dan perhitungan menggunakan pendekatan matematis dari dua teori dasar dalam metode ini, maka dapat ditentukan beberapa parameter fisis dari sampel, seperti bidang kisi kristal (hkl), ukuran kristal (D) , regangan kisi (ε), dan kerapatan dislokasi (δ), dan derajat kekristalan. Hal ini penting untuk diketahui untuk menentukan sifat dan karakteristik biokeramik barium titanat, baik sebagai material dasar (raw material) keramik piezoelectrik ataupun untuk beberapa aplikasi lain yang hanya dapat ditentukan secara kuantitatif dan kualitatif berdasarkan analisis sifat dan kaaktistik struktur bubuk halus (fine powder) barium titanat yang sampai pada orde nano-partikel.
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi pustaka pada proses modifikasi pembentukan mikrostruktur bubuk halus bukuran nanopartikel (sub-fine powder) baium titanat hasil preparasi sampel dengan teknik sol-gel. Sehingga kajian dan studinya menjadi lebih dalam lagi dengan melihat pengaruh suhu pemanasan dan polivinil alkohol terhadap pembentukan mikrostruktur bubuk halus bukuran nanopartikel (sub-fine powder) barium titanat yang sesuai dan representatif untuk beberapa kegunaan ataupun aplikasinya dalam bidang industri dan medik.
Penulis: Jan Ady
Informasi tentang preparasi dan karakterisasi mikrostruktur bubuk halus (fine powder) barium titanat dapat dilihat pada tulisan kami di :
(To cite this article: Jan Ady et al 2021, in AIP Conference Proceedings, dengan judul “The crystallite size, strain, and dislocation studies of barium titanate powders and influenced by the polyvinyl alcohol and temperature )
