Perpustakaan Digital ITB

Teknologi keramik maju telah berhasil mengembangkan elektrolit padat untuk Solid Oxide Fuel Cell (SOFC). Material keramik yang digunakan untuk aplikasi ini ialah zirkonia. Zirkonia yang ada di Indonesia adalah hasil pemurnian dari pasir zirkon yang merupakan produk samping dari proses pengolahan timah di P. Bangka. Berbagai penelitian dilakukan dengan memanfaatkan zirkonia lokal tersebut dengan harapan Indonesia mampu mengembangkan fungsi zirkonia sebagai elekrolit padat untuk turut mengembangkan teknologi keramik maju dengan bahan baku lokal.Penelitian ini menggunakan zircon opacifier yang terlebih dahulu disintesis menjadi zirkonia. Zirkonia di-doping menggunakan dopan yttria untuk membentuk yttria stabilized zirconia. Proses doping dilakukan dengan metode mixing, metode inilah yang membedakan penelitian ini dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan dengan metode presipitasi. Campuran zirkonia dan yttria untuk selanjutnya dikompaksi dengan cetakan berdiameter 1.39cm dan beban 30kN. Sampel lalu disintering pada temperatur 1400oC dengan lama sintering 1, 2, dan 3 jam. Sebelum dan sesudah disintering, sampel diukur dimensi dan ditimbang beratnya. Hal ini dilakukan untuk mempelajari penyusutan yang terjadi, menentukan mekanisme penyusutan, dan densifikasinya. Sifat mekanik sampel diwakili dengan uji kekerasan menggunakan microhardness. Dari sampel hendak dipelajari hubungan penambahan yttria terhadap nilai konduktivitas ionik oksigen dari sampel YSZ.Dari percobaan yang dilakukan didapatkan bahwa selama proses sintering berlangsung, terjadi penyusutan diameter sekitar 17%-25% dengan perubahan berat yang terjadi 8%-12%. Densifikasi tertinggi yang terjadi pada penambahan yttria 6%, 8%, dan 10% mol diperoleh dengan proses sintering selama 1 jam dengan nilai densifikasi masing-masing 60.03%, 66.68%, dan 62.10%. Sedangkan dari hasil uji kekerasan diperoleh nilai 470-890 skala HVN. Mekanisme perpindahan massa yang terjadi saat sintering adalah difusi permukaan untuk penambahan 6% dan 10% mol yttria, sedangkan pada yttria 8% mol mekanisme perpindahan massanya adalah difusi kisi pada batas butir. Dengan penambahan yttria pada zirkonia dapat meningkatkan konduktivitas ionik oksigen YSZ karena diperoleh fasa kubik zirkonia yang struktur kristalnya memudahkan dalam pergerakan vakansi oksigen.