KOMPOSIT (Agl)o,3(p-Al203)o,7 DAN (AgI)o,s(P-AI203)o,5

Transkripsi

1 PENGARUH SUHU TERHADAP KONDUKTIVITAS BAHAN KOMPOSIT (Agl)o,3(p-Al203)o,7 DAN (AgI)o,s(P-AI203)o,5 P. Purwantodan Safei Purnama Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir - BATAN safeipurnama@yahoo.com ABSTRACT : The composite materials of (Agl) rffi-alioj),,? and (Agl) 5(p-Al20})ll5 have been made by solid state reaction mixing between Agl with /3-AI20j. The results show that the conductivity values of (AgOoJp-AliOj),,- were 5.98xW5 to 9.47xIO'3 S/m, and the conductivity values of (Agl),l5(p- Al?Os),)j were 0.33x/0'4 to 4.47x/0'3 S/m asfunction of temperature. The conductivity of materialscomposite decreased at transition temperature, but the conductivity ofagl increased with temperature. The activation energy of (Agl)o.}(/3-A/20}) - and (Agl) 5(P-Al203),,5 relative stable with value of activation energy between 0.74xl0'2" J to 2.80x10'2" J. The diffraction peaks of(agl),, /fi-al:oj). -and (AgQojffi-dljOjJoj have thepeak ofagl. Keywords: Materials ofcomposite, x-ray diffraction, conductivities, thermal, activation energy PENDAHULUAN suatu Cacat pada kristal akan menimbulkan mobilisasi ion yaitu cacat Schottky dan Frenkel. Banyaknya cacat pada bahan tergantung pada perlakuan panas yang diberikan pada bahan tersebut. Adanya getaran termal pada bahan menyebabkan ion memperoleh energi untuk melakukan perpindahan dari satu tempat ke tempat lain didalam suatu kristal sehingga terjadi kekosongan. Bahan konduktor ionik merupakan bahan elektrolit padat yang berkembang terus. Hal ini dengan ditunjukkan sifat bahan konduktor ionik yang memiliki konduktivitas mencapai 10"2 S/m, sifat konduktivitas ini digunakan untuk aplikasi teknologi misalnya baterai, fuel cell dan sensor2). Agl memiliki suhu transisi 147 C dan terdiri dari tiga fasa yaitu fasa-y, P dan a. Pada suhu ruang Agl mempunyai dua fasa yaitu fasa-y berstruktur kubik dan fasa-p berstruktur hexagonal dan mempunyai konduktivitas 10 S/m. Sedangkan di atas suhu transisi, Agl mengalami transisi dari fasa-p ke fasa-a. Agl fasa-a mempunyai sifat superionik dengan nilai konduktivitas 1 S/m '. Penelitian yang telah diteliti oleh E. Kartini dkk'^, yaitu sintesis bahan elektrolit padat berbasis gelas komposit (AgI)o.7(NaP03)o,3 menunjukkan pola difraksinya merupakan presipitasi dari kristavm Agl dan konduktivitasnya sekitar (0,69-3,31) xlo"3s/m. Sifat konduktivitas bahan Agl dan P- AI2O3 sudah diketahui, selanjutnya akan dicoba untuk membuat suatu campuran dari kedua bahan tersebut yaitu (AgI)o.3(P-Al203)o.7 dan (AgI)n.5(P-Al203)o.5- Bahan Agl sebagai Penguat dan P-AI2O3 sebagai matriknya. Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh bahan superionik baru dengan konduktivitas pada suhu ruang yang lebih baik. Pengamatan dilakukan untuk mengulangi sifat konduktivitas terhadap suhu pemanasan, struktur kristal serta energi aktivasi bahan tersebut. Hasil yang diharapkan dari penelitian ini untuk mendapatkan bahan elektrolit padat yang lebih baik sifat konduktivitasnya dari bahan awal yang selanjutnya dapat digunakan untuk baterai padat. 22 MESIN, Vol. 9, No. 1,Januari 2007, 22-3I

2 TINJAUAN PUSTAKA Pengukuran fasa atau struktur kristal pada suatu bahan dilakukan dengan difraktometer sinar-x. Dasar teori adalah hukum Bragg1): X = 2 dhki sin Ghki (1) dimana X 0 dhki panjang gelombang sinar-x (Xcu= U5421 A) sudut difraksi yang diasosiasikan tempat posisi puncak dengan bidang- bidang kisi (hkl) tertentu. jarak antar bidang yang menggambarkan sistem, ukuran unit sel suatu kristal, dan indeks Miller bidang tersebut. Agl, menurut literatur6), memiliki sistem kristal kubik pada fasa-y dan fasa-a, sedangkan pada fasa-p mempunyai memiliki sistem kristal heksagonal. Bahan superionik yang akan dibahas ini terdiri dari campuran Agl dan keramik. Bahan keramik yang digunakan adalah AI2O3. Difraksi sinar-x menunjukkan bahwa pada campuran Agl- AI2O3 terdapat puncak-puncak difraksi yang merupakan hasil presipitat dari kristal Agl. Persamaan untuk kristal kubik adalah : l/d2hk, = (h2 + k2 + l2)/a2 (2) Bila disubtitusikan persamaan (1) ke persamaan (2), didapat: Sin26 =(X2/4a2)(h2+k2+l2) = A(h2+k2+l2) (3) _ t\lla^ a adalah parameter kisi, dan A = (X /4a) adalah konstanta. Persamaan untuk kristal heksagonal adalah l/d2hki = (h2 + k2)/a2 + l2/c2 (4) Bila disubtitusikan persamaan (1) ke persamaan (4), didapat: Sin20 =(X2/4){(h2+k2)/a2 + l2/c2} 2/_2, = A {(hz+kz)/az + 17c'} (5) a dan c adalah parameter kisi, dan A = (X /4) adalah konstanta. Dari persamaan (3) dan (5) dapat diperkirakan bila terjadi pergeseran puncak atau sudut 20 mengecil maka akan terjadi perubahan parameter kisi a dan c menjadi lebih besar dan sebaliknya. Konduktivitas listrik bahan superionik adalah kontribusi jumlah muatan ion pada bahan dan ditulis: a = Z rit Zi (Xi (6) dimana n; adalah konsentrasi pembawa muatan dengan muatan Zi dan mobilitas pi. Bahan superionik konduktor (SIC) konduktivitas elektron kecil sekali atau diabaikan sehingga disebut konduktivitas ionik yang ada. Konduktivitas ionik sebagai fungsi suhu dapat didekati dengan model Arrhenius0 yaitu : a- exp\ kt I kt atau a= ^exp kt dimana: a : (T0 : k : T : Ea : t kt konduktivitas konstanta eksponensial konstanta Boltzman suhu (Kelvin) energi aktivasi (7) Konduktivitas ionik suatu bahan ditentukan oleh struktur kristalnya, misalnya bahan dengan konduktivitas tinggi mempunyai Pengaruh suhu terhadap konduktivitas bahan (P. Purwanto dan S. Purnamd) 23

3 tipe struktur dengan tumpukan atom tidak padat, sehingga mempunyai jaringan untuk dilewati ion yang bergerak (ion sized passage ways). Jumlah lowongan atau celah yang dapat ditcmpati oleh ion sama atau lebih besar dibandingkan dengan jumlah ion yang bergerak atau bilangan okupansi. Konduktivitas didapat dari persamaan : J = ere (8) menghubungkan antara kerapatan arus, J dan medan listrik, s. serta o~ adalah konduktivitas, sebaliknya dari resistivitas p. Misalnya arus I pada sebuah sampel bahan ionik dengan penampang tetap A (m2) dan panjang L(m) dan diberi tegangan V pada bahan yang diukur, ditunjukkan pada Gambar 1. R = V/I = p L/A ( Q) atau p = RA/L (Qm) (10) Sedangkan konduktans, G sedangkan resistivitas, p adalah persamaan (10), dapat ditulis : adalah l/o, 1/R. maka ct= G(L/A) (11) satuannya adalah Q_1m"' atau Siemen/m. METODOLOGI Bahan Bahan Agl dan a-al203 produksi Alfa Aesar dengan kemurnian masing-masing 99,9% dan 99,99%. A Alat Peralatan yang digunakan meliputi : timbangan analitik, mortal agateta\a\ press, furnace, x-ray clifractometer (XRD). alau ukur kondukivitas (LCR-meter), simultaneus thermal analysis TGA-DTA. I_. < L> V Gambar 1. Pengukuran konduktivitas ionik. Kerapatan arus J adalah I/A (Ampere/m ), dan medan listrik 8 adalah V/L (V/m) persamaan (8), direduksi menjadi : I/A = 1/p.V/L (9) Tahanan R dari bahan diberikan sebagai R= V/I maka : Pelaksanaan Percobaan Pada percobaan ini dibagi dalam lima kegiatan yaitu : a. Pembuatan (P-AI2O3) yaitu dengan pemansan serbuk (C1-AI2O3) didalam furnace pada suhu 1200 C selama 2 jam. b. Pembuatan bahan elektrolit padat (AgI)x(P-Al203)i-x harga x = 0,3 dan 0,5 melalui proses pencampuran Agl dan P- AI2O3 dengan perbandingan berat tertentu. Komposisi berat yang dibutuhkan kedua bahan tersebut sebagai berikut : X Agl (gr) P-AI2O3 (gr) 0,3 0,8059 1,1941 0,5 1,1312 0,8688 Campuran tersebut dibuat pelet dengan gaya tekan 48,26x106 N/m2 dan 24 MESIN, Vol. 9, No. 1,Januari 2007, 22-3I

4 dilanjutkan pemanasan pada suhu 300 C selama 5 jam. c. Pengujian struktur kristal dan penentuan regangan dilakukan dengan menggunakan difraksi sinar-x. d. Pengukuran konduktivitas bahan komposit dengan LCR meter pada frekuensi 0,1 Hz sampai 100 khz dengan beda tegangan (v) = 1 volt, 2 volt dan 3 volt. e. Pengukuran sifat termal bahan komposit dengan simultaneous thermal analysisi TGA-DTA (Thermogravimetry Analysis and Differential Thermal Analysis). HASIL DAN PEMBAHASAN Difraksi sinar-x Pola difraksi Agl, P-AI2O3, komposit (Agl)ol3(p-Al203)o,7 dan (Agl)o,5(p-Al203)o,5 ditunjukkan pada Gambar 2. Selanjutnya Gambar 2 dibagi dalam empat subinterval sudut 20 yang ditunjukkan pada Gambar 3a-3d Pada Gambar 3b, pola difraksi terjadi perubahan intensitas pada puncak bidang 110 terjadi kenaikan intensitas. Pada Gambar 3c, pada bidang 112 tidak terjadi perubahan intensitas dan pada Gambar 3d tidak dapat dianalisis karena intensitasnya terlalu kecil. Pola difaraksi sinar-x, untuk bahan (AgI)0,3(b-A12O3)0,7 dan (Agl)0,5(b- Al2O3)0,5 relatif sama dengan pola bahan Cul, hasil analisa menunjukan bahwa bahan campuran tersebut mempunyai struktur kristal sama dengan bahan Agl struktur kristal heksagonal. Data literatur1,6* menunjukkan bahwa Agl dengan fasa-p mempunyai struktur kristal heksagonal, dan parameter kisi a = 4,592 A dan c = 7,510 A. Pada Gambar 2. menunjukkan pola difraksi sinar-x bahan (Agl)o.5(p-Al203)o.5.,.(AgI)o,3(P-AI203)o,7. P-Agl, dan P-AI2O3. Tampak pada gambar 2 bahwa puncak difraksi untuk bahan (Agl)0,s(p-Al203)o,5. (Gambar 2a) dan (AgI)0,3(p-AI2C>3)o,7 (Gambar 2b) tidak terjadi pergeseran posisi sudut 20 bila dibandingkan puncak difraksi bahan P-Agl (Gambar 2c). Tabel 1 adalah data posisi puncak difraksi dari literatur dibandingkan hasil pengukuran dengan difraktometer sinar-x (A 2250 (0.* (A C 1500 ~*mf^.-/oil Tabel 1. Posisi puncak (20) atau hkl literatur dan hasil pengukuran. hkl Literatur1' a =4,592 A c = 7,510A Hasil Pengukuran (20) Agl Agl03 Agios ,32 22,23 22,23 22, ,71 23,61 23,59 23, M»> JiUAjIUJV^^ Gambar 2. Pola difraksi sinar-x (a).(agi)o.5(p-al203)o,5. (c).p-agl (d). p-al203 (b).(agi)o,3(p-ai20-,)0,7. Dari hasil pola difraksi pada Gambar 3a, terlihat puncak difraksi pada bidang 100 terjadi kenaikan intensitas, pada bidang 002 intensitasnya tetap, pada puncak bidang 101 intensitasnya menurun ,35 25,25 25,21 25, ,76 32,68 32,68 32, ,20 39,13 39,13 39, ,63 42,61 42,56 42, ,31 46,30 46,27 46,29 Dari pola difraksi kedua bahan komposit tersebut merupakan puncak-puncak Agl, sedangkan p-ahc^idak menunjukkan adanya puncak pola difraksi. Hal ini menunjukkan bahwa pada proses perlakuan panas pada Agl menutupi permukaan bagian luar. Pengaruhsuhu terhadap konduktivitas bahan (P. Purwanto dan S. Purnama) 25

5 4000 (Agl)x(p-AI203)i-x 4000 (Agl)x(p-Al203)i- (0 ±t <n c d) theta a. Perubahan intensitas pada puncak hkl =100, 002 dan (Agl)x(p-Al203) theta b. Perubahan intensitas pada puncak hkl =110 (Agl^p-A^Og),. c. Perubahan intensitas pada puncak hkl = theta d. Perubahan intensitas pada puncak tidak ada. Gambar 3. Perubahan orientasi pola difraksi. Puncak-puncak P-AI2O3 tidak tampak fraksi mol Agl lebih besar dibandingkan P-AUO3 melainkan puncak-puncak Agl, hal ini sehingga puncak yang nampak hanya puncakdimungkinkan dari berat atom Ag dan I lebih besar puncak Agl fasa-p. dibandingkan dengan Al. Kemungkinan kedua 26 MESIN, Vol. 9, No. 1, Januari 2007, 22-31

6 Konduktivitas Pengukuran konduktivitas bahan Agl, P-AI2O3, komposit (AgI)o.3(P-Al203)o.7 dan (Agl)o,5(p-Al203)o.5 terhadap fungsi suhu pemanasan dari 25 C sampai 300 C dan juga dilakukan dengan variasi tegangan (v) = 1 volt, 2 volt dan 3 volt ditunjukkan pada Gambar 4a, 4b dan 4c. Pada Gambar 4a-4c, konduktivitas Agl mulai naik pada suhu 150 C C, dan pada suhu di atas 250 adalah stabil. Konduktivitas Agl naik pada selang suhu C, karena pada suhu selang tersebut Agl mengalami transisi fasa dari p ke a. Selanjutnya untuk menganalisis konduktivitas Agl, komposit (AgI)0,3(P-Al203)o.7 dan (AgI)o,5(p-Al2C>3)o,5 dengan menerapkan model a = cj0f yang dilakukan oleh W. K. Lee dkk7). Persamaan yang digunakan untuk menghitung konduktivitas yaitu: E co o Suhu (oc) a. Pada v = 1 volt a= CJQf (12) dimana G s f konduktivitas (S/m) konduktivitas pada saat f = 0 Hz. faktor eksponen ( 0<s<l ) frekuensi (Hz) Suhu(oC) b. Pada v = 2 volt. 275 Persamaan (12) diubah menjadi bentuk logaritma yaitu log c = log a0 + s log f. Dalam menganalisis konduktivitas Agl, komposit (AgI)0,3(P-Al203)o,7 dan (AgI)0,5(P- Al203)o.5 dibagi dalam dua subinterval suhu, yaitu pertama suhu C dan kedua pada suhu C. Hasil perhitungan nilai konduktivitas Agl, komposit (AgI)0.3(P-Al203)o.7 dan (Agl)o.5(p-Al203)o.5 ditunjukkan pada Tabel 2, 3 dan 4. Dari Gambar 4a, 4b dan 4c, terlihat Agl menunjukkan konduktivitasnya naik pada suhu pemanasan antara C. Untuk lebih jelas mengenai suhu transisi dari Agl, (AgI)o,5(P-Al203)o.5 ditunjukkan pada Gambar 4a dan 4b. E c. Pada c.u.. t~r*\ v = 3 volt Gambar 4. Konduktivitas Agl, P-AI2O3, komposit (AgI)o.3(P-Al203)o.7 dan (AgI)o.s(P- AbOsXs. Pada berbagai tegangan. Pengaruh suhu terhadap konduktivitas bahan (P. Purwanto dan S. Purnama) 27

7 Tabel 2. Konduktivitas Agl, komposit (AgI)o,3(P-Al203)o.7 dan (AgI)o.5(P-Al203)o.5 pada v = 1 volt. Sampel a i(s/m) ao2(s/m) pai x10'5 2,12xl0"5 Agl 5,99x10"5 7,73xl0"5 (AgI)o.3(P-AI203)o x10'3 2,29x10"5 (AgI)o5(p-AI20?)ns 2.25x10*3 0,29x10'3 Tabel. 3. Konduktivitas Agl, komposit (Agl)o.3(p-Al203)o.7 dan (AgI)o,5(P-Al203)o.5 pada v = 2 volt. Sampel CT0i(S/m) oo2(s/m) P-AI2O3 0,85x10"5 0,92x10"5 Agl 4,60x10"5 4,77x10"5 (AgI)o3(p-Al2O.Oo,7 8,20x10 5,98x10"5 (AgI)0.5(P-Al2O3)6.5 3,51xl0'3 3,33x10*3 Tabel.4. Konduktivitas Agl, komposit (Agl)o,3(p-Al203)o.7 dan (Agl)o,5(p-Al203)o,5 pada v = 3 volt. Sampel CT0i(S/m) ao2(s/m) P-A1203 l,00xl0'5 l,01xl0"5 Agl 3,74x10"5 3,86x10"5 (Agl)o3(p-Al203)o.7 6,15xl0'3 0,79x10"5 (AgI)o.5(P-Al203)o.s 4,47x10'3 2,99x10-3 Tabel 2, 3, dan 4, nilai konduktivitas Agl adalah 3,74x10"5 S/m sampai 5,99x10"5 S/m. Nilai konduktivitas (AgI)o.3(P-Al203)o,7 adalah 5,98x10"5 S/m sampai 9,47x10 S/m, dan konduktivitas (Agl)o.5(p-Al203)o.> adalah 0.33x10"4 S/m sampai 4,47x10 S/m. Bila dibandingkan dengan konduktivitas bahan Agl tanpa perlakuan panas mempunyai nilai konduktivitas 1 S/m, tetapi dengan perlakuan panas pada suhu 300 C. nilai konduktivitas Agl menurun hal ini disebabkan pada saat perlakuan panas terbentuk suatu senyawa oksida dari Agl sehingga menurunkan konduktivitas bahan tersebut. Apabila dibandingkan penelitian yang telah dilakukan oleh M.F. Collins et al ', menunjukkan bahwa bahan superionik garam perak pada suhu ambient dengan konduktivitas 8,0 S/m. Dan menurut Saito T et al, proses pemanasan terjadi lompatan kenaikan konduktivitas listrik, sebaliknya pada proses pendinginan terjadi lompatan penurunan konduktivitas listrik hal ini sebagai efek dari perubahan fasa-p menjadi fasa-a. Dari data eksperimen dan literatur terdapat nilai konduktivitas berbeda dengan kondisi suhu yang berbeda. Perbedaan nilai konduktivitas ini belum dapat dijelaskan secara lebih rinci. Kurva kunduktivitas pada Gambar 4a, 4b, dan 4c terlihat linier pada kisaran suhu 25 C C pada bahan p-al203. sedangkan (Agl)o.3(p-Al203)o.7 dan (Agl)o.5(p-Al203),,5 mengalami penurunan konduktivitas pada suhu transisi. Nilai konduktivitas (AgI)o.3(P- Al203)o.7 dan (Agl)o.5(p-Al203)o,5 pada suhu transisi mengalami penurunan dan di atas suhu transisi nilai konduktivitasnya relatif stabil dan tidak berrgantung suhu. Hal ini menunjukkan suatu "DC" konduktivitas yang berarti konduktivitas komposit tersebut tidak tergantung pada suhu. Sifat Termal Sifat termal dari Agl dan komposit (AgI)o.5(P-Al203)o.5 ditunjukkan pada Gambar 5. Termogram dari ketiga bahan tersebut untuk menunjukkan apakah suhu transisi mengalami pergeseran atau tidak. Dari termogram DTA Agl, menunjukkan suhu transisi 148,63 C, sedangkan pada komposit (AgI)o.5(P-Al203)o.> adalah 149,70 C. Proses transisi fasa pada Agl ditunjukkan pada termogram DTA pada Gambar 5a. Dari termogram DTA Agl, terlihat bahwa transisi mulai terjadi pada suhu 148 C-180 C. Begitu juga untuk komposit (Agl)o.5(p-Al203)o.5 ditunjukkan pada Gambar 5c. Menurut Chandra, S, bahan Agl pada suhu dibawah 148 C berfasa-p dan menurut Purnama, S10), bahan superionik Agl mempunyai fasa transisi dari fasa-p ke fasa-a pada suhu sekitar 150 C. 28 MESIN, Vol. 9, No. I, Januari 2007, 22-31

8 o X LU Energi Aktivasi Energi Aktivasi (Ea) komposit (AgI)o.3(P-Al203)o.7 dan (Agl)o.5(p-Al203)o.5 dihitung dengan mempergunakan persamaan Arrheniusn: > o ( Temperature ( C) a. Agl 75 DO Temperature ( C) b. P-AI2O3 a = a0.exp(-ea/k.t) (13) dimana a Ea k T konduktivitas (S/m) konduktivitas pada saat f = 0 Hz. energi aktivasi (ev) atau J konstanta boltzman (l,38xl0"23 J/ K) suhu ( K) Kurva Arrhenius ditunjukkan pada Gambar 6a, 6b, 6c dan 6d. Perhitungan energi aktivasi dibagi dalam dua kisaran suhu yaitu pertama C dan kedua C. Dengan mempergunakan persamaan (13) dibuat grafik antara log a terhadap 1000/T dapat dihitung energi aktivasi bahan (Agl)o.3(p-Al203)o.7 dan (Agl)o,5(p-Al203)o.5. Nilai energi aktivasi komposit (AgI)o,3(p- Al203)o.7 dan (AgI)o,5(P-Al203)o.5 ditunjukkan pada Tabel 5 sampai 8 menunjukkan energi aktivasi (AgI)0,3(P-Al203)o.7 berkisar l,66x J - 2,80x10-20 J dan (Agl)o,5(p-Al203 )o,s 20 berkisar 0,74x10'2U J - l,86xl0'zu J. Energi aktivasi kedua bahan komposit tersebut relatif stabil dengan nilai energi aktivasi berkisar ^ ,74xlO'"uJ-2,80xlO'/uJ. UJ %.0 Li ra a) x Tabel 5. Energi aktivasi (AgI)o.3(p-Al2C>3)o.7 dan (Agl)o.5(p-Al203)o,5 pada v = 1 volt. Sampel El (J) E2 (J) (Agl)o.3(p-Al203)0.7 2,00x10-20 l,66xl020 (AgI)o.5(P-Al203)0.5 0,94x1020 0,74xI Temperature ( C) c. (Agl)o,5(p-Al203)0>5. Gambar 5. Termogram DTA. Keterangan : El = energi aktivasi padasuhu C E2 = energi aktivasi pada suhu C Pengaruh suhu terhadap konduktivitas bahan (P. Purwanto dan S. Purnama) 29

9 E b (Agl)0.3(p-AI203)o.7 OV=1volt DV=2volt ^^^ AV=3volt E.o. b o ^ ^^ (Agl)o.5(b-Al203)o.s OV=1volt DV=2volt AV=3volt iooon*( K-1) a. (AgI)o,3(P-Al203 )oj selang suhu C -5.0 E -5.3, t> -5.6 O (Agl)o.3(p-AI203)o.7 A^ A^Ajj^^^ E^^O* t)00/t( K-1) o V=1volt a V=2 volt AV=3volt b. Agl)o,3(p-Al203 )o,7 selang suhu C /T ( K-1) cl. (AgI)o.5(P-Al203)o.5selang suhu C. E CD O OV=1volt DV=2volt AV=3volt (Agi)0.5(p-Ai2o; 3/0, /T ( K-1) c2. (Agl)o.5(p-Al203 )0,5 selang suhu C. (Agl)o.s(P-Al203)o,5 (Agl)o.5(p-AI203)o,5-45 F, b o _J 6 ov=1volt -5.0 o V=2 volt ft A V=3 volt ^6 E.O b o _i ov=1volt -Kfi o V=2 volt AV=3volt 1000/T ( K-1> -70 c. (AgI)0,5(P-Al2O3 )o.5 selang suhu C /T ( K-1) d. (Agl)o.5(p-Al203 )o,s selang suhu C. Gambar 6. Kurva Arrhenius bahan komposit. 30 MESIN, Vol. 9, No. I, Januari 2007, 22-31

10 Tabel 6. Energi aktivasi (AgI)o,3(p-Al2C>3)o,7 dan (Agl)o.5(p-Al203)o,5 pada v = 2 volt. Sampel El (J) E2 (J) (Agl)o.3(P-AI203)0.7 I,95xl0-20 2,80x10*20 (AgI)0.5(p-AI203)o.5 0,85x10'20 l,46x!0-20 Tabel 7. Energi aktivasi (AgI)o,3(P-Al2C>3)o,7 dan (Agl)o,5(p-Al203)o,5 pada v = 3 volt. Sampel E1(J) E2 (J) (Agl)o.3(P-AI203)o.7 l,84xl020 2,74x10-20 (AgI)o,5(P-Al203)o.5 0,91x10-20 l,86xl0_2 Keterangan: El = energi aktivasi pada suhu C E2= energi aktivasi pada suhu C Pada Gambar 6c dengan selang suhu C dibagi dalam dua subselang suhu yaitu pertama C, kedua pada suhu C. Dari Gambar 6c1 dan 6c2, dapat dihitung nilai energi aktivasi komposit (AgI)o,5(p-Al2C>3)o,5 ditunjukkan pada Tabel 8. Tabel 8.Energi aktivasi (Agl)o,5(p-Al203)o,5. Tegangan Ei (J) Ej (J) 1 volt 0,90x10*20 0,77x10"20 2 volt -0,22x10'20 -l,06xl volt 0,34x10-20 l,06xl0-20 Keterangan: Ei = Energi aktivasi pada suhu C. Ej= Energi aktivasi padasuhu C. KESIMPULAN Komposit (AgI)o,3(P-Al2C>3)o,7 dan (Agl)o,5(p-Al203)o,5 telah dapat dibuat dengan reaksi padatan. Struktur yang terbentuk yaitu struktur Agl dan struktur P-AI2O3 tidak nampak. Nilai kondukltivitas komposit (AgI)o,3 (P-Al203)o,7 berkisar 5,98x10'5S/m sampai 9,47x10'3 S/m, dan (AgI)0,5(P-Al203)o,5 nilai konduktivitas berkisar 0,33xlO"4 S/m sampai 4,47x10"3 S/m. Di atas suhu transisi, konduktivitas kedua bahan komposit turun, dan stabil di atas suhu transisi, tetapi konduktivitas Agl naik terhadap suhu pemanasan. Energi aktivasi (AgI)o,3(p- Al203)o,7 dan (Agl)0,5(p-Al203)o.5 relatif stabil dengan nilai energi aktivasi berkisar 0,74xlO"20J 2,80xlO*20J. DAFTAR PUSTAKA 1. Chandra, S., Superionic Solid, Principle and Applications, 1981, North Holland Publish, Co, Amsterdam, pp Linden, D, Handbook of Battries, 1995, McGraw-Hill, Singapore, Chapter 15, pp Munshi, M.Z.A, 1995, Handbook of Solid State Battries and Capacitor, Word Scientific, Singapore, pp Kawamura, J and Hiyama, S. 1992, Solid State Ionic, vol.56, p Kartini, E. dkk, Journal Sains Material Indonesia, 2003, Vol.4, No.3, him Purnama, S., Effendi, N dan Yahja, A. K. 1996, Pengaruh Struktur Kristal Terhadap Konduktivitas Ionik Pada Agl dan Cul, Oktober 1996, Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi, Serpong, him Lee, W.K., Liu, J.F. and Nowick, A.S., OWICK, Physics Review Letter, 1991, Vol 67.No.l2,pp.l Collins, M.F. and Kartini, E., Solid State Ionic. 2003, Vol 1, pp Saito, T., Tatsumisago, M. and Minami, T., Solid State Ionics. Vol 61, 1993, pp Purnama, S., Effendi, N., dan Yahja, A.K., Journal Sains Material Indonesia, 1999, Vol.1, No.1, Oktober, him Pengaruh suhu terhadap konduktivitas bahan (P. Purwanto dan S. Purnama) 31