1. PENDAHULUAN

Teknologi superkonduktor semakin berkembang pesat sejak ditemukan bahan

superkonduktor suhu tinggi (SKST) pada pertengahan tahun 80-an. Bahan SKST

ini dapat diaplikasikan secara luas mulai dari aplikasi piranti elektronik (electronic

device), efek levitasi magnetic, Superconducting Fault Current Limiter (SFCL),

sampai digunakan sebagai kabel transmisi daya (Didin, dkk., 2006). Oleh karena

itu, untuk pemanfaatan dalam berbagai aplikasi ini bahan superkonduktor suhu

tinggi harus memiliki sifat superkonduktor yang sangat baik dan kekuatan mekanik

yang lebih tinggi.

Bahan yang berbasis superkonduktor suhu tinggi ini salah satunya adalah

Bi2Sr2CaCu2O8 (Bi-2212), kelebihan dari bahan ini adalah memiliki suhu kritis

yang tinggi sekitar 80 K (Rohmawati, Daminto, 2012), rapat arus kritis yang tinggi,

dan pembentukan fase yang cepat serta fase yang stabil. Seperti bahan

superkonduktor suhu tinggi yang lain, Bi-2212 ini juga memiliki sifat mekanik

yang kurang baik, seperti kekakuan, kekuatan dan keuletan yang rendah. Hal inilah

yang menghambat penerapan SKST Bi-2212 di bidang industri. Untuk

menghasilkan bahan SKST dengan sifat mekanik yang lebih baik dapat dilakukan

dengan menambahkan partikel yang berukuran nano seperti MgO, penambahan ini

terbukti dapat meningkatkan sifat mekanik dari bahan. Dalam penelitian ini, akan

dipaparkan mengenai sifat mekanik dan superkonduktor dari lembaran Bi-2212

yang dipadukan dengan MgO pada suhu ruang dan kriogenik.

2. METODE PENELITIAN

Sintesis bahan superkonduktor suhu tinggi dalam penelitian ini menggunakan

metode DIS (dip-coating thin stacking). Bahan-bahan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah serbuk Bi-2212, serbuk MgO berukuran nano, silver foil

(produk Alfa Aesar) dengan ketebalan 0,1 mm dan kemurnian 99,98% ; sorbitane

trioleate (C60H108O8); 1,3-propadianol (C3H8O2); polyvinyl butyral dan

trichloroethylen (C2HCl3).

Preparasi bahan

Pembuatan

prekursor basah

4 wt% sorbitane trioleate (C60H108O8)

1,3-propadianol (C3H8O2)

6 wt% polyvinyl butyral

68 wt% trichloroethylen (C2HCl3)

22 wt% serbuk Bi-2212 (dengan atau

tanpa MgO

dicampur

Pembuatan sampel

1. Pengadukan selama 24 jam

2. Pelapisan prekursor ke alumunium foil dengan

metode DIS

3. Lembaran Bi-2212 dipanaskan pada suhu 80˚C

selama 48 jam

4. Dipanaskan kembali pada 500˚C dengan dialiri gas

oksigen selama satu jam

5. Lembaran Bi-2212 ditumpuk dan dirolling

6. Dipanaskan dari suhu ruang sampai suhu 865˚C

selama 2,88 jam

7. Di holding time selama 6 menit

8. Didinginkan dari suhu 865˚C - 830˚C selama 3,5 jam

9. Proses annealing pada suhu 830˚C selama 48 jam

10. Pendinginan pada suhu ruang selama 2,77 jam

Karakterisasi

sampel

Di campur

Bi-2212

dengan dan

tanpa MgO

(22 wt%)

Sorbitane tri-

oleate

(C60H108O8)

(4 wt%)

Polyvinyl

butyral

(6 wt%)

1,3-

propadional

(C3H8O2)

Trichloroethylen

(C2HCl3)

(6 wt%)

Prekursor basah

Diaduk selama 24 jam

Prekursor dilapiskan ke alumunium foil dengan metode DIS

Lembaran Bi-2212 dipanaskan pada suhu 80˚C selama 48 jam

Dipanaskan kembali pada 500˚C dengan dialiri gas oksigen selama satu jam

Lembaran Bi-2212 ditumpuk dan dirolling

Dipanaskan dari suhu ruang sampai suhu 865˚C selama 2,88 jam

Di holding time selama 6 menit

Didinginkan dari suhu 865˚C - 830˚C selama 3,5 jam

Proses annealing pada suhu 830˚C selama 48 jam

Pendinginan pada suhu ruang selama 2,77 jam

Sampel

Karakterisasi sampel

DC electrical resistance

measurement

Transport critical

current density

XRD SEM

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 2. Kurva hambatan yang bergantung pada suhu dari lembaran Bi-2212 (dengan dan tanpa penambahan nano partikel MgO)

Sumber : A, Nasir, dkk., 2011

Jika dibandingkan antara lembaran yang dilapisi MgO 5 wt% dengan tanpa lapisan

MgO terdapat penurunan yang drastic pada suhu 0 K pada bahan tanpa penambahan

MgO. Hal ini menunjukkan tingkat kemurnian lembaran superkonduktor tanpa

tambahan MgO.

Gambar 3. Hasil SEM dari lembaran superkonduktor Bi-2212Sumber : A, Nasir, dkk., 2011

Gambar hasil SEM ini menunjukkan bahwa partikel MgO menyebar ke dalam serbuk

Bi-2212, sehingga MgO menutupi lubang-lubang yang dimiliki oleh lembaran Bi-

2212. Hal ini yang membuat bahan superkonduktor menjadi lebih kuat dan keras.