AKREDITASI : SK 187/AU1/P2MBI/08/2009

Transkripsi

1 VOLUME 26 NOMOR 3, DESEMBER 2011 ISSN AKREDITASI : SK 187/AU1/P2MBI/08/2009 Penanggung Jawab: Kapuslit Metalurgi LIPI Dewan Redaksi : Ketua Merangkap Anggota: Ir. Ronald Nasoetion, MT Anggota: Dr. Ir. Rudi Subagja Dr. Ir. F. Firdiyono Dr. Agung Imadudin Dr. Ika Kartika, MT Ir. Yusuf Ir. Adil Jamali, M.Sc (UPT BPM LIPI) Prof. Riset. Dr. Ir. Pramusanto (Puslitbang TEKMIRA) Prof. Dr. Ir. Johny Wahyuadi, DEA (UI) Dr. Ir. Sunara, M.Sc (ITB) Sekretariat Redaksi: Pius Sebleku, ST Tri Arini, ST Arif Nurhakim, S.Sos Penerbit: Pusat Penelitian Metalurgi LIPI Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Gedung 470 Telp: (021) , Fax: (021) Alamat Sekretariat: Pusat Penelitian Metalurgi LIPI Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Gedung 470 Telp: (021) , Fax: (021) metalurgi_magz@yahoo.com Majalah ilmu dan teknologi terbit berkala setiap tahun, satu volume terdiri atas 3 nomor. Pengantar Redaksi.xxvii Abstrak.xxix Metoda Foto Back-Reflection Laue untuk Menentukan Arah Sumbu Kristal Tunggal La2-2xSr1+2xMn2O7 (x=0,4) Agung Imaduddin Peningkatan Kadar Nikel (Ni) dan Besi (Fe) dari Bijih Nikel Laterit Kadar Rendah Jenis Saprolit untuk Bahan Baku Nickel Containing Pig Iron (NCPI/NPI) Agus Budi P dan Puguh P Preliminary Study of Elasticity on Binary Alloy Andika Widya P dan Anton S Percobaan Pembuatan Fasa Intermetalik Nb3Sn dengan Proses Sintering Logam Niobium (Nb) dan Timah (Sn) F.Firdiyono dan Kawan-Kawan Penguatan Tembaga Murni dengan Teknik Equal Channel Angular Pressing Solihin, Efendi M, I Nyoman GPA Pengaruh Komposisi Larutan terhadap Kandungan Mo dalam Lapisan Ni-Mo secara Elektroplating Sri Mulyaningsih dan Budi Priyono Pembuatan Komposit AC8A/SiCp dengan Metode Hot Press Metalurgi Serbuk T. Mustika, B. Soegiyono, I.N. Jujur.161 Indeks

2 xxvi Majalah Metalurgi, V , ISSN

3 PENGANTAR REDAKSI Syukur Alhamdulillah Majalah Metalurgi Volume 26 Nomor 3, Desember 2011 kali ini menampilkan tujuh buah tulisan. Tulisan pertama hasil penelitian disampaikan oleh Agung Imaduddin berjudul Metoda Foto Back-Reflection Laue pada Penentuan Arah Sumbu Kristal Tunggal La 2-2x Sr 1+2x Mn 2 O 7 (x=0,4). Selanjutnya Agus Budi Prasetiyo dan Puguh Prasetiyo menulis tentang Peningkatan Kadar Nikel (Ni) Dan Besi (Fe) dari Bijih Nikel Laterit Kadar Rendah Jenis Saprolit untuk Bahan Baku Nickel Containing Pig Iron (NCPI/NPI). Andika Widya Pramono dan Anton Suryantoro menulis tentang Preliminary Study of Elasticity on Binary Alloy. Sedangkan F. Firdiyono dan Kawan-Kawan menulis tentang Percobaan Pembuatan Fasa Intermetalik Nb 3 Sn dengan Proses Sintering Logam Niobium (Nb) dan Timah (Sn). Selanjutnya, Solihin, Efendi Mabruri, dan I Nyoman Gede PA menyampaikan tulisan tentang Penguatan Tembaga Murni dengan Teknik Equal Channel Angular Pressing. Tulisan berikutnya disajikan oleh Sri Mulyaningsih dan Budi Priyono dengan tulisan Pengaruh Komposisi Larutan terhadap Kandungan Mo dalam Lapisan Ni-Mo secara Elektroplating. Tulisan terakhir oleh Tika Mustika, B. Soegiyono, dan I.N Jujur yang berjudul Pembuatan Komposit AC8A/SiCp dengan Metode Hot Press Metalurgi Serbuk. Semoga penerbitan Majalah Metalurgi volume ini dapat bermanfaat bagi perkembangan dunia penelitian di Indonesia. REDAKSI Pengantar Redaksi xxvii

4 xxviii Majalah Metalurgi, V , ISSN

5 METALURGI (Metallurgy) ISSN Vol 26 No. 3 Desember 2011 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) Agung Imaduddin (Pusat Penelitian Metalurgi LIPI ) Metoda Foto Back-Reflection Laue pada Penentuan Arah Sumbu Kristal Tunggal La 2-2x Sr 1+2x Mn 2 O 7 Metalurgi, Volume 26 No.3 Desember 2011 (x=0,4) La 2-2x Sr 1+2x Mn 2 O 7 (atau disebut LSMO 327) mempunyai sifat magnetoresistance terbesar dibandingkan grup lainnya, ( seperti LSMO 113 ). Dalam pembuatan kristal tunggal diperlukan metoda yang praktis untuk menentukan arah sumbu kristal tunggalnya. Pada tulisan ini akan dipaparkan metoda penentuan arah sumbu kristal tunggal tersebut dengan memakai foto back-reflection Laue untuk mengetahui arah sumbu a, b dan c terhadap arah penumbuhan kristalnya. Dalam penelitian ini digunakan 2 sampel kristal tunggal LSMO 327 dengan konsentrasi Sr pada x=0,4. Dari metoda back reflection Laue tersebut, diketahui bahwa kristal tunggal LSMO 327 memiliki sudut arah sumbu c dengan sudut 80 terhadap arah pertumbuhan kristalnya. Sedangkan arah sumbu a dan b tidak terlihat sama pada kedua sample. Kata kunci : LSMO 327, Foto back-reflection Laue, Kristal tunggal Mn oxide materials have long been known to have a large magnetoresistance properties. LA 2-2x Sr 1+2x Mn 2 O 7 (or called LSMO 327) has the largest magnetoresistance properties compared to other groups (such as LSMO 113). The preparation of single crystals required a practical method to determine the direction of the axis of single crystals. In this paper, we reported a method of determining the direction of the axis of single crystals by using back-reflection Laue photographs to determine the direction of the axis a, b and c to the direction of crystal growth. We used two samples of single crystal LSMO 327 x = 0.4. By the back-reflection Laue method, we know that c-axis of LSMO 327 single crystals have an angle of 80 to the direction of crystal growth. While the direction of the a-axis and b-axis does not look the same in both samples. Keywords : LSMO 327, Back-reflection Laue photographs, Single crystals Abstrak xxix

6 METALURGI (Metallurgy) ISSN Vol 26 No. 3 Desember 2011 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) Agus Budi Prasetiyo dan Puguh Prasetiyo (Pusat Penelitian Metalurgi LIPI ) Peningkatan Kadar Nikel (Ni) dari Bijih Nikel Laterit Kadar Rendah Jenis Saprolit untuk Bahan Baku Nickel Containing Pig Iron (NCPI/NPI) Metalurgi, Volume 26 No.3 Desember 2011 Telah dilakukan percobaan pemanggangan reduksi terhadap bijih nikel laterit kadar rendah jenis saprolit dari Sangaji Halmahera untuk bahan baku pembuatan Nickel Containing Pig Iron (NCPI/NPI). Percobaan ini dimaksudkan untuk mengetahui sampai sejauh mana terjadi peningkatan kadar Ni dan Fe dari saprolit kadar rendah dengan kadar 1,27 % Ni dan 9,44 % Fe. Pemanggangan reduksi terhadap pellet saprolit dilakukan dalam muffle furnace. Selanjutnya kalsin hasil reduksi dikonsentrasi menggunakan magnetik separator dengan cara basah untuk mendapatkan konsentrat dan tailing. Kemudian konsentrat dan tailing dianalisa dengan AAS untuk mengetahui seberapa besar peningkatan kadar Ni dan Fe. Untuk percobaan digunakan variabel temperatur, waktu dan persen reduktor. Diperoleh hasil percobaan optimal pada T ± 1100 C, bentonit 2 %, waktu pemanggangan 1 jam. dan 12,5 % batubara. Pada konsentrat terjadi peningkatan kadar Ni menjadi 1,97 % dan kadar Fe menjadi 19,10 %. Sedangkan pada tailing terjadi penurunan kadar Ni menjadi 1,02 % dan kadar Fe naik menjadi 11,20 %. Apabila konsentrat dilebur menjadi NCPI/NPI sesuai untuk menjadi SS 300 (stainless steel 300) sedangkan tailing apabila dilebur menjadi NCPI/NPI sesuai untuk menjadi SS 200. Kata kunci : Laterit kadar rendah, Saprolit, Nikel mengandung bijih besi (NCPI/NPI), Reduksi, Konsentrat,Tailing, Magnetik separator Reduction experiments have been conducted on the ore roasting of low grade nickel laterite saprolite type of Halmahera Sangaji feedstock for the manufacture of Pig Iron Containing Nickel (NCPI / NPI). These experiments are intended to determine the extent of an increase in levels of Ni and Fe from low grade saprolite grading 1.27% Ni and 9.44% Fe. Reduction roasting of pellets made in a Muffle Furnace saprolite. Further reduction results calcine concentrated using a magnetic separator with a wet method to get the concentrate and tailings. Then the concentrate and tailings were analyzed by Atomic Adsorption Spectrophotometry (AAS) to determine how much increased levels of Ni and Fe. For the experiments used a variable temperature, time and percent reducing agent. Optimal experimental results obtained at T ± 1100 C, 2% bentonite, 1 hour roasting time. and 12.5% coal. At concentrations increased levels to 1.97% Ni and Fe levels to 19.10%. While the levels of Ni tailings decreased to 1.02% and Fe levels rose to %. If the concentrate is melted into NCPI / NPI according to the SS 300 (stainless steel 300) while the tailings when merged into NCPI / NPI according to the SS 200. Keywords : Low grade nickel laterite, Saprolite, Nickel Containing Pig Iron (NCPI/NPI), Reduction, Concentrate, Tailing, Magnetic separator xxx Majalah Metalurgi, V , ISSN

7 METALURGI (Metallurgy) ISSN Vol 26 No. 3 Desember 2011 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) Andika Widya Pramono dan Anton Suryantoro (Pusat Penelitian Metalurgi LIPI) Preliminary Study of Elasticity on Binary Alloy Metalurgi, Volume 26 No.3 Desember 2011 Apabila setiap komponen dari suatu campuran logam memiliki modulus elastisitas atau struktur kisi (lattice structures) yang berbeda, efek elastis akan berpengaruh pada laju coarsening serta morfologi fasa yang terbentuk. Dalam hal ini efek mekanis yang ditimbulkan oleh fenomena elastisitas ini lebih dominan dibandingkan dengan laju difusi dari proses coarsening. Efek elastis mekanis ini kemudian dapat berpengaruh kepada sifat mekanis dari campuran logam tersebut. Makalah ini menyajikan gambaran awal bagaimana efek elastisitas tersebut dapat dikaji dengan menggunakan pendekatan elemen hingga (finite element) melalui penggunaan persamaan Cahn-Hilliard yang dilanjutkan dengan Persamaan Parabola Orde Keempat. Model Cahn Hilliard dengan efek elastisitas dikembangkan berdasarkan persamaan energi bebas Ginzburg Landau yang merupakan fungsi dari perbedaan konsentrasi. Kata kunci : Elastisitas, Struktur kisi, Pendekatan Cahn-Hilliard, Energi bebas Ginzburg Landau If the components of the mixture have different elastic moduli or different lattice structures, elastic effects might influence the rate of coarsening and the morphology of the particles. In this case the aspect of quasi-static equilibrium for the mechanical part is more predominant than the diffusion mechanism. The resulting elastic effects have a pronounced impact on the evolving coarsening morphology and hence on the material properties. This paper tries to give preliminary consideration on how this elastic behavior is analyzed through finite element approximation using Cahn Hiliard Approach followed by Fourth Order Nonlinear Degenerate Parabolic Equation. Cahn Hilliard model with elastic contributions is based on a Ginzburg Landau free energy which is a functional in terms of the concentration difference. Keywords : Elasticity, Lattice structures, Cahn-Hilliard approach, Ginzburg-Landau free energy Abstrak xxxi

8 METALURGI (Metallurgy) ISSN Vol 26 No. 3 Desember 2011 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) F. Firdiyono dan Kawan-Kawan (Pusat Penelitian Metalurgi LIPI) Percobaan Pembuatan Fasa Intermetalik Nb 3 Sn dengan Proses Sintering Logam Niobium (Nb) dan Timah (Sn) Metalurgi, Volume 26 No.3 Desember 2011 Penentuan kondisi optimum meliputi waktu milling Nb dan Sn dengan HEM (High Energy Milling), perbandingan jumlah Nb dan Sn, waktu dan temperatur pemanasan campuran Nb dan Sn. Pengamatan karakterisasi Nb 3 Sn yang terbentuk dilakukan dengan menggunakan DTA (Differential Thermal Analyzer), XRD ( X-Ray Diffraction), SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDS (Enegy Dispersive x-ray Spectros opy). Analisis dengan menggunakan SEM dan XRD menunjukkan waktu minimum yang diperlukan untuk milling campuran Nb dan Sn adalah 3 jam, sedangkan hasil dari analisis DTA menunjukkan pembentukan Nb3Sn terjadi pada temperatur sekitar 700 C. Analisis XRD terhadap campuran Nb dan Sn menunjukkan bahwa makin lama waktu pemanasan maka fasa intermetalik Nb 3 Sn yang terbentuk akan semakin banyak. Kata kunci : MRI, NMR, Maglev, Superkonduktor Cu-Nb-Sn, Nano dalam tabung, Superkonduktor temperatur rendah, Nb 3 Sn Determination of optimum conditions include milling time of Nb and Sn with HEM, ratio of Nb and Sn, heating time and heating temperature of mixed Nb and Sn. Characterization of Nb 3 Sn produced from the process was performed using DTA, XRD, SEM and EDS. The results of SEM and XRD analysis showed the minimum time needed for milling Nb and Sn are 3 hours, and the result of DTA analysis showed the intermetalic phase of Nb 3 Sn was occured at the temparetuir around 700 C. The result of XRD analysis for mixed Nb and Sn showed that by the increasing of heating time will produced more intermetalic phase of Nb 3 Sn. Keywords : MRI, NMR, Maglev, Superkonduktor Cu-Nb-Sn, Nano-powder-in-tube, Low temperature superconductor, Nb 3 Sn xxxii Majalah Metalurgi, V , ISSN

9 METALURGI (Metallurgy) ISSN Vol 26 No. 3 Desember 2011 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) Solihin, Efendi Mabruri, I Nyoman Gede PA (Pusat Penelitian Metalurgi LIPI ) Penguatan Tembaga Murni dengan Teknik Equal Channel Angular Pressing Metalurgi, Volume 26 No.3 Desember 2011 Penguatan tembaga murni dengan metode Equal Angular Channel Pressing telah dilakukan terhadap tembaga murni. Hasil pengerjaan ECAP dengan jalur ekstrusi ECAP rute Bc, dimana benda kerja diputar 90 setiap pass, menghasilkan pembelahan grain menjadi sub-grain yang memiliki ukuran yang menurun drastis dengan sudut butir yang lebih kecil. Seiring dengan penurunan besar butir, kekerasan tembaga tersebut meningkat drastis. Kata kunci : Equal Angular Channel Pressing, Severe Plastic Deformation, Sub-Grain, Tembaga The hardness of high purity copper has been increased through Equal Angular Channel Pressing method. The application of ECAP method with extrution rute Bc, in which the sample was rotated 90 for each pass, result in the generation of sub-grain within the grain. The size of new grain (sub grain) is drastically smaller than initial grain and also has low angle. With the decreasing of grain size, the hardness drastically increases. Keywords : Equal Angular Channel Pressing, Severe Plastic Deformation, Sub-Grain, Copper Abstrak xxxiii

10 METALURGI (Metallurgy) ISSN Vol 26 No. 3 Desember 2011 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) Sri Mulyaningsih dan Budi Priyono (Pusat Penelitian Metalurgi LIPI ) Pengaruh Komposisi Larutan terhadap Kandungan Mo dalam Lapisan Paduan Ni-Mo secara Elektroplating Metalurgi, Volume 26 No.3 Desember 2011 Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan lapisan paduan Ni-Mo yang akan digunakan sebagai lapisan bond coat untuk lapisan tahan temperatur tinggi (TBC). Penelitian dilakukan dengan menggunakan bahan dasar plat nikel 99% yang diroll dan dibentuk sampel berukuran 25 x 50 x 2 mm. Sampel kemudian diberi lapisan dengan cara elektroplating menggunakan larutan yang terdiri dari NiSO 4, Na 2 MoO 4, C 8 H 8 O 7. Komposisi larutan divarisikan menjadi 5 jenis larutan dengan perbandingan; I. 0,1 : 0,1: 0,1 mol, II. 0,075 : 0,125 : 0,1 mol, III. 0,050 : 0,100, 0,1 mol, IV. 0,025 : 0,125: 0,1 moll dan V. 0,001 : 0,2 : 0,1 mol. Proses dilakukan pada suhu ruang dengan rapt arus 0,1 A/dm 2. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa larutan III menghasilkan lapisan dengan kadar Mo terbaik yaitu 21,19%. Kata kunci : Elektroplating, Paduan Ni-Mo, Lapisan tahan temperatur tinggi There has been done the experiment about electro deposition Ni-Mo alloy as a bond coat layer for high temperature resistance coating, known as Thermal barrier coating (TBC). The sample is made from Nickel 99%. Roll process was done to thinning the samples and then cut the material into 25 x 50 x 2 mm shape. Electroplating process was done on the surface of materials by mixed NiSO 4, Na 2 MoO 4 and C 8 H 8 O 7 for the solution. Electroplating process was carried out at 0,1-0,6 A/dm 2 at room temperature. Composition of the solution was varied within I. 0,1 : 0,1: 0,1 mol, II. 0,075 : 0,125 : 0,1 mol, III. 0,050 : 0,100, 0,1 mol, IV. 0,025 : 0,125: 0,1 moll and V. 0,001 : 0,2 : 0,1 mol. The best Mo content from the experiment is NiMo coating from solution III, it was 21,19 %. Keywords : Electroplating, Ni-Mo alloy, Thermal barrier coating xxxiv Majalah Metalurgi, V , ISSN

11 METALURGI (Metallurgy) ISSN Vol 26 No. 3 Desember 2011 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620 T. Mustika, B. Soegiyono dan I.N. Jujur (Pusat Penelitian Metalurgi LIPI ) Pembuatan Komposit AC8a/SiCp dengan Metode Hot Press Metalurgi Serbuk Metalurgi, Volume 26 No.3 Desember 2011 Perencanaan suatu proses produksi sederhana yang mudah diaplikasikan pada industri menengah merupakan latar belakang dari riset ini. Pada riset ini dipelajari sejauh mana mekanisme pembentukan bahan dengan proses hot press metalurgi serbuk di lingkungan udara yang tidak dikondisikan, akan berpengaruh terhadap karakteristik dari Aluminium Matrix Composites (AMCs). Komposit terbuat dari serpihan AC8A cor yang di haluskan sebagai matrik dan ditambah kan partikel keramik SiC sebanyak 20% volume sebagai penguat. Proses hotpress dilakukan pada temperatur 380 ºC dengan tekanan sebesar 425 MPa selama 5 menit dalam lingkungan udara yang tidak dikondisikan. Dilakukan perbandingan karakteristik dari material yang dibuat dengan cara hot press serbuk Aluminium paduan AC8A dengan dan tanpa partikel penguat SiC, serta material AC8A hasil cor. Hasil pengamatan terhadap komposit AC8A/SiCp memperlihatkan mikrostruktur yang padat. Pada beberapa tempat terdapat bagian partikel SiC yang retak dan terlepas dari SiC lainnya di permukaan AC8A. Hasil Uji tekan serta SEM dari retakan hasil uji tekan yang terjadi menunjukkan bahwa tercapai ikatan permukaan yang baik antara aluminium paduan dengan SiC. Hasil XRD menunjukkan fase dominan yang terbentuk sebelum dan setelah proses hotpres AC8A/SiCp adalah Al, Si dan SiC. Hasil uji mekanis menunjukkan bahwa kekerasan serta kuat tekan (compression strength) dari AC8A hasil hot press metalurgi serbuk lebih tinggi dibandingkan ingot AC8A hasil cor, namun kuat luluh (yield strength) AC8A hasil hot press metalurgi serbuk jauh lebih rendah dibandingkan ingot AC8A hasil cor. Kata kunci : Komposit matrik aluminium, Hot press tanpa pengkondisian udara Formulated a simple process to become easier in application in medium scale industries was the main background of this research. In this research, we investigate how far hot forming mechanism in an unconditional air is affecting to the microstructure and properties of Aluminium Matrix Composites (AMCs). Composites made using AC8A flakes that have been reduced into particle size as a matrix, which added 20% volume SiC particles as reinforcement, hot pressed at 380 ºC with pressure of 425 MPa for 5 minutes under unconditional air. The comparation between the characteristics of material made by hot pressing of AC8A powder with and without reinforching SiC particles, and cast ingots AC8A have been done.the observation of AC8A/SiCp composite showed a dense microstructure. In some places there is SiC particles which are fragmented and separated from other SiC particles on AC8A surface. The results of compression test and SEM observation of fractography occurred and indicates that a good interface diffusion bonding between AC8A with SiC have been reached. XRD results indicate that the dominant phase formed in AC8A/SiCp before and after hotpress was Al, Si and SiC. The results of mechanical tests showed hardness and compression strength of hot pressed AC8A had a higher results than the cast AC8A, but the yield strength of hot pressed AC8A is much lower than cast AC8A. Keywords : Aluminium metal composites, Unconditioned air hot press Abstrak xxxv

12 xxxvi Majalah Metalurgi, V , ISSN

13 METODA FOTO BACK-REFLECTION LAUE UNTUK MENENTUKAN ARAH SUMBU KRISTAL TUNGGAL La 2-2x Sr 1+2x Mn 2 O 7 (x=0,4) Agung Imaduddin Pusat Penelitian Metalurgi LIPI Kawasan Puspiptek Serpong, Tangerang agungi@gmail.com Intisari La 2-2x Sr 1+2x Mn 2 O 7 (atau disebut LSMO 327) mempunyai sifat magnetoresistance terbesar dibandingkan grup lainnya, ( seperti LSMO 113 ). Dalam pembuatan kristal tunggal diperlukan metoda yang praktis untuk menentukan arah sumbu kristal tunggalnya. Pada tulisan ini akan dipaparkan metoda penentuan arah sumbu kristal tunggal tersebut dengan memakai foto back-reflection Laue untuk mengetahui arah sumbu a, b dan c terhadap arah penumbuhan kristalnya. Dalam penelitian ini digunakan 2 sampel kristal tunggal LSMO 327 dengan konsentrasi Sr pada x=0,4. Dari metoda back reflection Laue tersebut, diketahui bahwa kristal tunggal LSMO 327 memiliki sudut arah sumbu c dengan sudut 80 terhadap arah pertumbuhan kristalnya. Sedangkan arah sumbu a dan b tidak terlihat sama pada kedua sample. Kata kunci : LSMO 327, Foto back-reflection Laue, Kristal tunggal Abstract Mn oxide materials have long been known to have a large magnetoresistance properties. LA 2-2x Sr 1+2x Mn 2 O 7 (or called LSMO 327) has the largest magnetoresistance properties compared to other groups (such as LSMO 113). The preparation of single crystals required a practical method to determine the direction of the axis of single crystals. In this paper, we reported a method of determining the direction of the axis of single crystals by using back-reflection Laue photographs to determine the direction of the axis a, b and c to the direction of crystal growth. We used two samples of single crystal LSMO 327 x = 0.4. By the back-reflection Laue method, we know that c-axis of LSMO 327 single crystals have an angle of 80 to the direction of crystal growth. While the direction of the a-axis and b-axis does not look the same in both samples. Keywords : LSMO 327, Back-reflection Laue photographs, Single crystals PENDAHULUAN Sejak penemuan superkonduktor oksida Cu oleh Bernorz-Muller tahun 1986 penelitian terhadap struktur perovskite semakin tertuju. Hal ini juga berlaku pada bahan oksida Mn yang telah lama diketahui mempunyai sifat tahanan magnet yang sangat tinggi (giant magnetoresistance). Oksida Mn mempunyai struktur dasar perovskite, dimana atom Mn terletak di tengah dan dikelilingi 6 atom oksigen, pada tiap-tiap sudut struktur perovskite itu, terletak atom La dan Sr. Bahan oksida Mn mempunyai rumus umum (La, Sr) 1+n Mn n O 3n+1 (n = 1, ), 2, dimana n adalah jumlah lapisan (layer) Mn-O yang berdekatan. Sifat listrik dan magnetnya berasal dari orbit 3d pada ion Mn dan elektron mengalir pada lapisan Mn-O dari bahan oksida tersebut. Pada n=2, bahan ini memiliki sifat tahanan magnet terbesar, dan konsentrasi Sr yang dinyatakan dengan x pada La 2xSr 1+2x Mn 2 O 7 (atau disebut juga LSMO 327) memiliki sifat tahanan magnet terbesar pada x=0,4 yaitu sekitar 100%. Pada suhu dibawah temperatur Curie (T C ), bahan ini bersifat logam dan ferromagnetik, sedangkan pada suhu diatas T C, bahan ini bersifat isolator dan paramagnetik. Untuk meneliti sifat tahanan magnet pada bahan ini diperlukan kristal 2-

14 tunggal yang berkualitas tinggi. Tahap pembuatan batang pellet dan Kristal tunggal La 2-2x Sr 1+2x Mn 2 O 7 x=0,4 telah kami paparkan dalam tulisan kami sebelumnya [1,3]. Pada studi penelitian ini, karakterisasi sampel dengan memakai foto back reflection Laue untuk mengetahui arah sumbu kristal a, b dan c terhadap arah penumbuhan kristalnya akan dipelajari. Gambar 1 menunjukkan struktur kristal LSMO 327. Gambar 2. Box tempat meletakkan film yang akan menangkap pantulan sinar X dari sampel (a=b=3,87å, c= 20,14 Å) Gambar 1. Struktur Kristal tetragonal LSMO 327, permukaan kelupasnya terdapat pada bidang ab METODA PENELITIAN Gambar 3. Gambaran katakterisasi sampel dengan memakai back reflection Laue Metoda Back Reflection Laue Metoda foto back reflction Laue merupakan metoda yang praktis dan murah, karena dapat memanfaatkan peralatan XRD yang telah ada. Dengan adanya peralatan XRD, kita hanya kemudian menyiapakan box untuk menyimpan film yang akan kita cuci cetak seperti Gambar 2. Gambaran karakterisasi sampel dengan menggunakan metoda ini ditunjukkan pada Gambar 3, sedangkan metoda back reflection Laue diilustrasikan dalam Gambar 4. Gambar 4. Skema metoda foto back reflection Laue 118 Majalah Metalurgi, V , ISSN / hal

15 Pada karakterisasi back reflection Laue dipakai tabung sinar-x Cu Kα, dengan daya 40kV 30A dan lama pancaran sinar-x selama 2 jam. Jarak antara film dan sampel adalah 3 cm. Sebanyak 2 sampel LSMO 327 dengan menggunakan konsentrasi Sr pada x=0,4 (Sampel #1 dan Sampel #2) dan kondisi pembuatan sampelnya sama. Bidang yang difoto adalah bidang yang dihasilkan setelah sampel dikelupas di permukaan depan dan belakangnya. Perhitungan yang dipakai dalam menentukan arah sudut θ dan jarak bidang d yang terjadi adalah: tan(180-2θ) = r 2 /D (1) nλ=2d sinθ...(2) Pada gambar tersebut, terlihat bahwa pada penembakan sinar X di bidang ab (0 0 1), maka arah sumbu a (1 0 0) adalah berdasarkan pola yang terlihat lurus ke atas. Demikian juga pada arah sumbu b (0 1 0), bentuk deretan spotnya membentuk sudut 90 dengan (1 0 0) dan memiliki bentuk deretan spot yang sama dengan (1 0 0). Arah (1 0 0) dan (1 1 1) memiliki bentuk deretan spot yang lurus dan hampir sama, sehingga untuk membedakannya kita melihat deretan spot yang ada diantara kedua deretan (1 0 0) dan (1 1 1). HASIL DAN PEMBAHASAN dimana : r 2 =jari-jari Debye ring D=jarak antara sampel dan film Untuk mendapatkan pola simulasi back reflection Laue, dapat dipakai software Clip. Gambar 5 dibawah ini adalah gambar software Clip [8] yang dipakai untuk melakukan pola simulasi back reflection Laue pada bentuk kristal tetragonal a=b=3,87å dan c=20,14 Å pada bidang (0 0 1) dengan jarak film dan sampel 3 mm. Dari perhitungan simulasi yang dilakukan software Clip didapatkan hasil berupa bentuk pola seperti ditunjukkan dalam Gambar 5. Gambar 6. Hasil analisa foto back reflection Laue pada sample #1 (ke arah depan sampel). Pada penambakan sinar X ke arah belakang sampel juga memperlihatkan pola yang sama dengan arah depan Gambar 5. Hasil simulasi perhitungan pola back reflection Laue pada bidang ab, atau (0 0 1), dimana jarak sampel dan film adalah 30 mm [7] Gambar 7. Hasil analisa foto back reflection Laue pada sample #2 (ke arah depan sampel). Pada penembakan sinar X ke arah belakang sampel juga memperlihatkan pola yang sama dengan arah depan Menentukan Arah Sumbu../Agung Imaduddin 119

16 Berdasarkan hasil foto dengan metoda back reflection Laue, permukaan depan dan belakang dari permukaan kelupasnya memperlihatkan bidang kristal yang sama. Selain itu, spot pada foto Laue memperlihatkan spot yang tidak melebar maupun terpecah, hal ini menunjukkan sampel memiliki kualitas yang tinggi (Gambar 6 dan 7). Dari bidang kelupas yang dapat dilakukan, maka diketahui bahwa bidang kelupas pada sample #1 dan #2 tersebut adalah memiliki arah sumbu c (0 0 1) dan memiliki kemiringan 80 dengan arah pertumbuhan kristal. Dimana sudut arah penumbuhan kristal dengan bidang ab adalah 10 seperti ditunjukkan dalam Gambar 8a, 8b, 8d dan 8e. Gambar 8b dan 8e berturut-turut memperlihatkan arah sumbu c pada penampang memanjang dari sampel #1 dan #2. Dengan membandingkan gambar pola simulasi memakai software Clip dan hasil foto back reflection Laue ini, maka bisa diketahui arah sumbu a dan b (Gbr 8c dan 8f). Perbedaan pada sampel #1 dan #2 adalah terletak pada arah sumbu a dan b. Pada Sampel #1, sumbu a dan b memiliki sudut sekitar 32 terhadap masing-masing garis AB dan CD (Gambar 8a dan 8c), sedangkan pada sampel #2, sumbu a dan b memiliki sudut 0 terhadap masing masing garis AB dan CD (Gambar 8d dan 8f). Hal ini menunjukkan pada bahan ini, bidang ab (arah sumbu c) (0 0 1) membentuk sudut 80 dengan arah pertumbuhan kristal, tapi arah sumbu a dan b tidak tergantung pada arah pertumbuhan kristal. Hal ini dapat dijelaskan karena panjang a dan b adalah sama (a=b=3,87 Å) sehingga sumbu a dan b dapat terbentuk dengan arah yang tidak tetap terhadap arah penumbuhan kristalnya. Gambar 8. Gambar arah sumbu kristal tunggal pada sampel (LSMO 327 dengan konsentrasi Sr pada x=0,4) yang ditentukan dengan metoda foto back-reflection Laue KESIMPULAN Metoda foto back reflection Laue untuk menentukan arah pertumbuhan Kristal pada La 2-2x Sr 1+2x Mn 2 O 7 (x=0,4) telah dilakukan. Berdasarkan hasil analisa foto Laue tersebut, pada bidang ab (arah sumbu c) (0 0 1) terbentuk sudut 80 dengan arah pertumbuhan kristal, tapi arah sumbu a dan b tidak tergantung pada arah pertumbuhan kristal. Hal ini dapat dijelaskan karena panjang a dan b adalah sama (a=b=3,87 Å) sehingga sumbu a dan b dapat terbentuk dengan arah yang tidak tetap terhadap arah pertumbuhan kristalnya. 120 Majalah Metalurgi, V , ISSN / hal

17 UCAPAN TERIMA KASIH Kami mengucapkan terima kasih kepada Prof.Yoshizawa dan seluruh anggota Yoshizawa lab. di Universitas Iwate, Jepang yang telah banyak membantu riset saya ini. DAFTAR PUSTAKA [1] Agung Imaduddin, (2001) Growth and physical properties of La 2-2xSr 1+2x Mn 2 O 7 single crystals, Iwate University. [2] A.Imaduddin, H. Kanazawa, N. Yoshimoto, M. Yoshizawa., (2000), Crystal growth and physical properties of La2-2xSr 1+2x Mn 2 O 7, Physica B, 281&282, hal [3] T. Kimura, Y. Tomioka, H. Kuwahara, A. Asamitsu, M. Tamura, Y. Tokura, Interplane Tunneling Magnetoresistance in a Layered Mangaite Crystal, (1996), Science, 274, hal [4] Y. Tomioka, A. Asamitsu, H. Kuwahara, Y. Moritomo, Y. Tokura, (1996), Magnetic-field-induced metalinsulator phenomena in Pr 1-x Cr x MnO 3 with controlled charge-ordering instability, Physical Review B, vol 53, 4, hal. R1689. [5] A. Urushibara, Y. Moritomo, T, Arima, A. Asamitsu, G. Kido, Y. Tokura, (1995), Insulator-metal transition and giant magnetoresistance in La 1- xsr x MnO 3, Physical Review B, vol 51, 20, hal [6] J.A.M. van Roosmalen, P. van Vlaanderen, E.H.P. Cordfunke, (1995) Phase in the perovskite-type LaMnO3+ Solid Solution and the La2O3-Mn2O3 Phase Diagram, Journal of Solid State Chemistry 114, hal [7] Accessed on Nov 2011, aue.html [8] Accessed on Nov 2011, RIWAYAT PENULIS Agung Imaduddin, lahir pada tanggal Bandung, 29 September Menyelsaikan S1, S2 dan S3 di iwate university. Saat ini bekerja sebagai peneliti pada Pusat Penelitian Metalurgi LIPI. Menentukan Arah Sumbu../Agung Imaduddin 121

18 122 Majalah Metalurgi, V , ISSN / hal

19 Indeks Penulis A Agung Imaduddin 117 Agus Budi Prasetyo 123 Andika Widya Pramono 131,137 Anton Suryantoro 131,137 B B. Soegiyono 161 Budi Priyono 153 E Efendi Mabruri 149 F F. Firdiyono 137 I I N. Jujur 161 I Nyoman Gede PA 149 N Nurhayati Indah Ciptasari 137 P Pius Sebleku 137 Puguh Prasetiyo 123 S Solihin 149 Sri Mulyaningsih 153 T T. Mustika 161 Indeks

20 Majalah Metalurgi, V , ISSN

21 Indeks B Back-reflection Laue 117, 120 E Elastisitas 131, 172 Elektroplating 153, 154, 158 Energi bebas Ginzburg Landau 131 Equal Angular Channel Pressing 149 H Hot press tanpa pengkondisian udara 161 K Komposit Matrik Aluminium 161, 162, 163 Konsentrat 123, 126, 127, 128, 129 Kristal tunggal 117, 118, 120 L Lapisan tahan temperatur tinggi 57, 153 Laterit kadar rendah 123, 124, 125, 126,127, 129 Low temperature superconductor 137 LSMO , 118, 119, 120 M Maglev 137 Magnetik separator 123 MRI 137 N Nano dalam tabung 137 Nano-powder-in-tube 137, 148 Nb3Sn 137 Nikel mengandung bijih besi (NCPI/NPI) 137 NMR 137 P Paduan Ni-Mo 153, 155, 159 Pendekatan Cahn-Hilliard 131 R Reduksi 123, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 149 S Sub-Grain 149, 151, 152 Saprolit 123, 126, 127, 129 Severe Plastic Deformation 149, 150, 151, 152 Struktur kisi 131 Superkonduktor Cu-Nb-Sn 137, 138 Superkonduktor temperatur rendah 137 T Tailing 123, 126, 127, 128, 129 Indeks

22 Majalah Metalurgi, V , ISSN

23 LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA P U S A T P E N E L I T I A N M E T A L U R G I Kawasan PUSPIPTEK Serpong 15314, Tlp Fax PANDUAN BAGI PENULIS 1. Penulis yang berminat menyumbangkan hasil karyanya untuk dimuat di dalam majalah Metalurgi, diharuskan mengirim naskah asli dalam bentuk final baik hardcopy atau softcopy (dalam file doc), disertai pernyataan bahwa naskah tersebut belum pernah diterbitkan atau tidak sedang menunggu penerbitannya dalam media tertulis manapun. 2. Penulis diminta mencantumkan nama tanpa gelar, afiliasi kedudukan dan alamat nya setelah judul karya tulisnya, dan ditulis dengan Times New Roman (TNR), jarak 1 spasi, font Naskah harus diketik dalam TNR font 12 dengan satu (1) spasi. Ditulis dalam bentuk hardcopy dengan kertas putih dengan ukuran A4 pada satu muka saja. Setiap halaman harus diberi nomor dan diusahakan tidak lebih dari 30 halaman 4. Naskah dapat ditulis dalam bahasa Indonesia atau bahasa Inggris, harus disertai dengan judul yang cukup ringkas dan dapat melukiskan isi makalah secara jelas. Judul ditulis dengan huruf kapital menggunakan TNR font 14 dan ditebalkan. Untuk yang berbahasa Indonesia, usahakanlah untuk menghindari penggunaan bahasa asing. 5. Isi naskah terdiri dari Judul naskah, Nama Pengarang dan Institusi beserta , Intisari/Abstract, Pendahuluan, Tata Kerja/Prosedur Percobaan, Hasil Percobaan, Pembahasan, Kesimpulan dan Saran, Daftar Pustaka, Ucapan Terimakasih dan Riwayat Hidup. Pakailah bahasa yang baik dan benar, singkat tapi cukup jelas, rapi, tepat dan informatif serta mudah dicerna/dimengerti. Sub judul ditulis dengan huruf kapital TNR font 12, ditebalkan tanpa penomoran urutan sub judul, misalnya : PENDAHULUAN PROSEDUR PERCOBAAN, dan seterusnya. 6. Naskah harus disertai intisari pendek dalam bahasa Indonesia dan abstract dalam bahasa Inggris ditulis TNR 10 jarak 1 spasi diikuti dengan kata kunci/keywords ditulis miring. Isi dari intisari/abstract merangkum secara singkat dan jelas tentang : Tujuan dan Ruang Lingkup Litbang Metoda yang Digunakan Ringkasan Hasil Kesimpulan 7. Isi pendahuluan menguraikan secara jelas tentang : Masalah dan Ruang Lingkup Status Ilmiah dewasa ini Hipotesis Cara Pendekatan yang Diharapkan Hasil yang Diharapkan 8. Tata kerja/prosedur percobaan ditulis secara jelas sehingga dapat dipahami langkahlangkah percobaan yang dilakukan. 9. Hasil dan pembahasan disusun secara rinci sebagai berikut : Data yang disajikan telah diolah, dituangkan dalam bentuk tabel atau gambar, serta diberi keterangan yang mudah dipahami. Penulisan keterangan tabel diletakkan di atas tabel, rata kiri dengan TNR 10 dengan spasi 1. Kata tabel ditulis tebal. Akhir ketrangan tidak diberi tanda titik.

24 LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA P U S A T P E N E L I T I A N M E T A L U R G I Kawasan PUSPIPTEK Serpong 15314, Tlp Fax PANDUAN BAGI PENULIS Contoh : Tabel 1. Harga kekerasan baja SS 316L Penulisan keterangan gambar ditulis di bawah gambar, rata kiri dengan TNR 10 jarak 1 spasi, format in line with text. Kata gambar ditulis tebal. Akhir ketrangan tidak diberi tanda titik. Contoh : Gambar 1. Struktur mikro baja SS 316L Pada bagian pembahasan terlihat adanya kaitan antara hasil yang diperoleh dengan konsep dasar dan atau hipotesis Kesesuaian atau pertentangan dengan hasil litbang lainnya Implikasi hasil litbang baik secara teoritis maupun penerapan 10. Kesimpulan berisi secara singkat dan jelas tentang : Esensi hasil litbang Penalaran penulis secara logis dan jujur, fakta yang diperoleh 11. Penggunaan singkatan atau tanda-tanda diusahakan untu memakai aturan nasional atau internasional. Apabila digunakan sistem satuan maka harus diterapkan Sistem Internasional (SI) 12. Kutipan atau Sitasi Penulisan kutipan ditunjukkan dengan membubuhkan angka (dalam format superscript) sesuai urutan. Angka kutipan ditulis sebelum tanda titik akhir kalimat tanpa spasi, dengan tanda kurung siku dan tidak ditebalkan (bold). Jika menyebut nama, maka angka kutipan langsung dibubuhkan setelah nama tersebut. Tidak perlu memakai catatan kaki. Urutan dalam Daftar Pustaka ditulis sesuai dengan nomor urut kutipan dalam naskah. Contoh: Struktur mikro baja SS 316L [2]. 13. Penyitiran pustaka dilakukan dengan memberikan nomor di dalam tanda kurung. Daftar pustaka itu sendiri dicantumkan pada bagian akhir dari naskah. Susunan penulisan dari pustaka sebagai berikut : 1. Buku dengan satu pengarang atau dua pengarang (hanya nama pengarang yang dibalik) : [1] Peristiwady, Teguh Ikan-ikan Laut Ekonomis Penting di Indonesia : Petunjuk Identifikasi. Jakarta : LIPI Press. [2] Bambang, Dwiloka dan Ratih Riana Teknik Menulis Karya Ilmiah. Jakarta : Rineka Cipta. 2. Buku dengan tiga pengarang atau lebih [1] Suwahyono, Nurasih dkk Pedoman Penampilan Majalah Ilmiah Indonesia. Jakarta : Pusat Dokumentasi dan Informasi Ilmiah, LIPI. 3. Buku tanpa nama pengarang, tapi nama editor dicantumkan. [1] Brojonegoro, Arjuno dan Darwin (Ed.) Pemberdayaan UKM melalui Program Iptekda LIPI, Jakarta : LIPI Press. 4. Buku tanpa pengarang, tapi ditulis atas nama Lembaga. [1] Pusat Bahasa Departemen Pendidikan dan Nasional Kamus Besar bahasa Indonesia Jakarta : Balai Pustaka.

25 LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA P U S A T P E N E L I T I A N M E T A L U R G I Kawasan PUSPIPTEK Serpong 15314, Tlp Fax PANDUAN BAGI PENULIS 5. Artikel dari Jurnal/majalah dan koran (bila tanpa pengarang) [1] Haris, Syamsudin ,,Demokratisasi Partai dan Dilema Sistem Kepartaian di Indonesia. Jurnal Penelitian Politik.: Jakarta. 6. Artikel dari bunga rampai [1] Oetama, Yacob ,, Tradisi Intelektualitas, Taufik Abdullah, Jurnalisme Makna. Dalam A.B. Lapian dkk. (Ed.), Sejarah dan Dialog Peradaban. Jakarta : LIPI Press. 7. Bahan yang belum dipublikasikan atau tidak diterbikan [1] Wijana, I dewa Putu ,,Bias Gender pada Bahasa Majalah Remaja. Tesis, Fakultas Ilmu Budaya Yogyakarta : Universitas Gajah Mada. 8. Bahan yang belum dipublikasikan atau tidak diterbikan [1] Wijana, I dewa Putu ,,Bias Gender pada Bahasa Majalah Remaja. Tesis, Fakultas Ilmu Budaya Yogyakarta : Universitas Gajah Mada. 9. Tulisan Bersumber dari Internet [1] Rustandy, Tandean Tekan Korupsi Bangun Bangsa. ( diakses 14 Januari 2007) 14. Ucapan terimakasih ditulis dengan huruf kapital TNR font 12 dan ditebalkan. Isi dari ucapan terimakasih ditulis dengan TNR 12 dan spasi Naskah yang dinilai kurang tepat untuk dimuat di dalam majalah akan dikirim kembali kepada penulis. Saran-saran akan diberikan apabila ketidak tepatan tersebut hanya disebabkan oleh format atau cara penyajian. 16. Penulis bertanggung jawab penuh atas kebenaran naskahnya. 17. Setiap penerbitan tidak ada dua kali atau lebih penulis utama yang sama. Apabila ada, salah satu naskahnya penulis utama tersebut ditempatkan pada penulis kedua. Serpong, 8 Juni 2009 Redaksi Majalah Metalurgi