XRD.ppt

(1)

DIFRAKSI

SINAR X

Oleh Oleh Kelompok 8: Kelompok 8: Ayu Nurjannah Ayu Nurjannah (1!""#1!11$% (1!""#1!11$% Kho&'a)ul *mmah Kho&'a)ul *mmah (1!""#1!1+% (1!""#1!1+%

R',ka *m' Far'a)u, San'yah R',ka *m' Far'a)u, San'yah

(2)

SE-ARA. X/RA0

Ditemukan pertama kali oleh Ditemukan pertama kali oleh R

Roentgen (Wilhelm oentgen (Wilhelm Conrad Roentgen),Conrad Roentgen), seorang profesor sika dan rektor

seorang profesor sika dan rektor

Universitas Wuerzburg di Jerman pada Universitas Wuerzburg di Jerman pada tahun !"#$

tahun !"#$

%ada saat ditemukan, %ada saat ditemukan, sifat&sifat sinar&' tidak

sifat&sifat sinar&' tidak

langsung dapat diketahui$ langsung dapat diketahui$ ifat&sifat alamiah

ifat&sifat alamiah (natur(nature)e) sinar&' baru seara pasti sinar&' baru seara pasti ditentuk

ditentukan pada an pada th "*th "* seiring dengan penemuan seiring dengan penemuan difraksi sinar&'$

difraksi sinar&'$ Difraksi sinar

Difraksi sinar&' ini &' ini dapat +melihat atadapat +melihat atauu

+membedakan ob-ek .ang berukuran kurang +membedakan ob-ek .ang berukuran kurang lebih  angstroom$

(3)

PENERTIAN

SINAR X

SSiinnar ar x x mmereruuppakakan an rradadiiasi asi elelekekttrromomagnagneettiik k ddenengangan p

paannjjanang g ggelelomombabanng g sesekkiittar ar 1 1 aanngsgsttoomoom, , lleettakaknnya ya ananttaarraa s

(4)

(5)

PRINSIP XRD



 /erupakan salah satu metode .ang digunakan/erupakan salah satu metode .ang digunakan

untuk mengidentikasi fasa kristalin dalam untuk mengidentikasi fasa kristalin dalam

material dengan ara menentukan parameter material dengan ara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel$

partikel$



 0al ini ter-adi sebagai akibat dari 0al ini ter-adi sebagai akibat dari pantulan elastispantulan elastis

(hamburan) .ang ter-adi ketika sebuah sinar (hamburan) .ang ter-adi ketika sebuah sinar berinteraksi dengan sebuah

berinteraksi dengan sebuah target$ %target$ %antulan .angantulan .ang tidak ter-adi

tidak ter-adi kkehilangan energi disebut pantulanehilangan energi disebut pantulan elastis (

elastis (elastic scateringelastic scatering)$ 1emudian, pantulan)$ 1emudian, pantulan elastis tersebut akan ditangkap oleh detektor$ elastis tersebut akan ditangkap oleh detektor$

(6)

(7)

INTERAKSI SINAR X

DENAN SA2PE3



 _B_Ber_er_da_das_s_ar_ar_kan_k_an_h_hu_uk_ku_um_{m B}_Br_r_agg,_agg,_k_kr_r_i_i_s_s_t_t_al_al_da_dapa_pat_t_di_di_pa_pan_nda_dan_ng_g

t

teerrddiirriiaattaassbbiidadanngg--bbiiddaannggddaattaarr((kkiissiikrkriissttaall))..JJiikkaabbeerrkkaass s

siinnaarrxxddiijjaattuuhhkkaannppaaddaassaammppeellkkrriissttaall,,mmaakkaassaammppeell t

tererssebuebut t akakan an memmembibiasaskkan an ssiinar nar x x yanyang g mmememiilliikki i ppananjjanangg gel

geloommbbaannggssaamamaddeennggaannjjaarraakkaannttaarrkikissiibbiiddaannggkkrriissttaall.. S

Siinar nar yanyang g didibibiasaskkan an kemukemudidian an akakan an didittangkangkap ap ololeheh d

deetteekkttoorr,,kkeemumuddiiaannddiitteerrjjeemmaahkhkaannsseebbaaggaaiippuunnccaakk d

(8)

INSTR*2ENTASI

F'lamen

Tar4e)

5l)er

(9)

INSTR*2ENTASI

(10)

(11)

inar 2

inar 2 dihasilkan dari penembakan target

dihasilkan dari penembakan target

(logam

(logam anoda

anoda) oleh elektron berenergi tinggi

) oleh elektron berenergi tinggi

.ang berasal dari hasil pemanasan lamen dari

tabung sinar 2 (

tabung sinar 2 (Rontgen

Rontgen)$ 3abung sinar2

)$ 3abung sinar2

tersebut terdiri atas empat

tersebut terdiri atas empat k

komponen utama,

omponen utama,

.akni



lamen (

lamen (katoda

katoda) .ang berperan sebagai

) .ang berperan sebagai

sumber elektron,



ruang vakum sebagai pembebas hambatan



target sebagai

target sebagai anoda

anoda



sumber tegangan listrik



_Sum6er

S'nar

(12)

(13)

T

Tuummbubukkan an eelleekkttrroon n dendengan gan lloogam gam ttarargegett m meenynyeebababkan:bkan:  _Ge_G_e_r_r_ak_a_ka_an_n_e_e_l_l_e_e_k_kt_t_r_r_o_o_n_n_d_di_i_p_pe_e_r_r_l_l_a_am_mb_ba_at_t_._._S_Se_e_ba_b_ag_g_i_i_an_a_n_k_ke_e_c_c_i_i_l_l el eleekkttrroonnbeberrhheennttiibbeerrggeerraakk..SSeebbaaggiiaanneenneerrggii el

elekekttrron on ddiiuubabah h mmenenjjadadi i ppananas as dadan n ssiinnarar--X X ddenengangan b

beerrbbaaggaaiippaannjjaannggggeelloommbbaanngg((wwhhiitteerradadiiaattiioonn))..



_E_En_ne_e_r_r_gi_gi_yan_yang_g_di_di_bebas_bebas_k_kan_an_di_di_gu_gun_nak_akan_an_u_un_nt_t_u_uk_k m

menengekgekssiittasi asi elelekekttrron on padpada a kkuulliit t K K atataau u L L aattauau k

kuulliitt--kkuulliittyyaannggllaaiinn,,tteerrggaannttuunnggppaaddaabbeessaarrnnyyaa en

eneerrggiitteerrsseebbuutt..



_T

_um6

_uka

_n

_Ele

_k)r

_on

en4an Tar4e)

(14)



 A

Akkiibbaat t aaddaannyya a tteemmppaat t kokossoonng g ppaadda a kkuulliit t KK,, s

sebuebuah ah elelekekttrron on ddarari i kukulliit t L L akakan an mmenengalgalamamii t

trraannssiissi i mmenenuujju u kkuulliit t K K ssaammbibil l mmelelepaepasskkanan radiasi.

radiasi.



 _R_Rad_adi_i_asi_asi_yan_yang_g_d_di_i_h_hasi_asi_l_l_k_kan_an_m_mer_er_u_up_pak_akan_an_s_s_i_i_n_nar_ar_-_-_X_X_yan_yang_g d

diiberberi i nnototaassi i KKα α yanyang g mmereruuppakakan an rradiadiasiasi m

mononokokrromomaattiik. k. RRadadiiaassi i iini ni adada a dduua a yaiyaittu u KK44

dan K dan K4*4*



_T

_um6

_uka

_n

_Ele

_k)r

_on

en4an Tar4e)

(15)



 _D_Dal_al_am_{am e}_e_ks_k_s_per_per_i_i_m_me_e_n_n_yan_yang_g_di_di_per_per_l_l_u_uk_kan_an_ad_adal_al_ah_ah r

raaddiiaassiiKKαα..OOlleehhkkaarreennaaiittuurraaddiiaassiiyyaannggllaaiinn h

haarruussddiibubuaannggddeennggananccaarraaddiiﬁﬁlltteerr..



 _S_Si_i_n_nar_ar_-_-_X_X_yan_yang_g_d_di_i_p_per_er_ol_ol_eh_eh_m_mer_er_u_up_pak_akaa_aan_n_s_s_i_i_n_nar_ar m

moonnookrkroommatatiik k yang yang akan akan didigungunakan akan uunnttuukk m

meerraaddiiaassiissppeessiimmeenn((ssaammppeell))..



_T

_um6

_uka

_n

_Ele

_k)r

_on

en4an Tar4e)

(16)

Untuk dapat menghasilkan sinar2 dengan Untuk dapat menghasilkan sinar2 dengan baik, maka logam .ang

baik, maka logam .ang digunakan sebagai targetdigunakan sebagai target harus memiliki titik leleh tinggi dengan nomor

harus memiliki titik leleh tinggi dengan nomor atom (5) .ang

atom (5) .ang tinggi agar tinggi agar tumbukan lebih efektiftumbukan lebih efektif$$ 6ogam .ang biasa digun

6ogam .ang biasa digunakan sebagai targetakan sebagai target

((anodaanoda) adalah Cu, Cr, ) adalah Cu, Cr, 77e, /o dan e, /o dan 8g$ edangkan8g$ edangkan logam .g biasa digunakan sebagai lter adalah 9i, logam .g biasa digunakan sebagai lter adalah 9i, :, /n, 9b, dan %d$

(17)



/aterial u-i (spesimen) dapat

digunaka

digunakan bubuk

n bubuk (po;der)

(po;der)



Ukuran kurang dari < mikro meter

atau *<< mesh



Diletakk

Diletakkan dalam sampel

an dalam sampel holder dan

holder dan

dipres untuk meratakan permukaan



_Samp

el

(18)



=erdasarkan persamaan =ragg, -ika seberkas sinar&=erdasarkan persamaan =ragg, -ika seberkas sinar&

2 di -atuhkan pada sampel kristal, maka bidang 2 di -atuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar&2 .ang memiliki kristal itu akan membiaskan sinar&2 .ang memiliki pan-ang gelombang sama dengan -arak antar kisi pan-ang gelombang sama dengan -arak antar kisi dalam kristal tersebut

dalam kristal tersebut



inar .ang dibiaskan dari bidang kristal inar .ang dibiaskan dari bidang kristal akanakan

ditangkap oleh detektor kemudian diter-emahkan ditangkap oleh detektor kemudian diter-emahkan sebagai sebuah punak difraksi$ /akin ban.ak

sebagai sebuah punak difraksi$ /akin ban.ak

bidang kristal .ang terdapat dalam sampel, makin bidang kristal .ang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan .ang dihasilkann.a$ 3iap kuat intensitas pembiasan .ang dihasilkann.a$ 3iap punak .ang munul pada pola 2RD me;akili satu punak .ang munul pada pola 2RD me;akili satu bidang kristal .ang memiliki orientasi tertentu

bidang kristal .ang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi$

dalam sumbu tiga dimensi$



_De)ek)o

r

(19)



 _Ti_T_i_ap_ap_pun_pu_nc_c_ak_ak_yang_yang_m_mu_un_nc_c_u_ul_l_pada_pada_pol_pol_a_a_XR_X_RD_D_m_me_e_w_waki_aki_l_l_i_i sat

satuubbiidadannggkkrriissttaallyyananggmmeemmiilliikkiioorriieennttasasiitteerrtteennttuu d

dalalam am ssuummbu bu ttiiga ga ddiimmenenssi i yang yang ddiissebuebut t iindndekeks s MMiillllerer



 _P_Pu_un_nc_c_ak-_ak-_pu_pun_nc_c_ak_ak_yang_yan_g_di_di_d_dap_apat_at_k_kan_an_da_dar_r_i_i_da_dat_t_a_a_p_pengu_enguk_ku_ur_r_an_an i

inniikkeemmuuddiiaannddiiccooccookkkkaannddeennggaannssttaannddaarrddiiffrraakkssiissiinnaarr- - X

X uunnttuuk k hhaammppiir r sseemmuua a jjeenniis s mmaatteerriiaall. . SSttaannddaar r iinnii d

diissebuebut t JCJCPPDDS S ((JoiJoinnt t CComommmiittttee ee PPoowwdder er DiDiﬀﬀrracacttiionon S

Sttanandadarr) ) uunnttuuk k mmeenngegettahahu u bibidadanng g dendengan gan iinndekdekss M

Miilllleerr((hhkkll))tteerrtteennttuuppaaddaappuunnccaakk--ppuunnccaakkddiiffrraakkssiiyyaanngg t

tererbentbentuuk k ppadada a didiffrrakakttogrogramam..



_De)ek)o

r

(20)

7on)oh D'rak)o4ram XRD

9Kr',)al 7Se

(21)

7on)oh D'rak)o4ram

XRD 9Amor

(22)

AP3IKASI



/embedakan antara material .ang

bersifat kristal dengan amorf



/engukur maam&maam keaakan dan

pen.impangan kristal$



1arakterisasi material kristal



>dentikasi mineral&mineral .ang berbutir

halus seperti tanah liat



(23)

2ENDETEKSI DEFE7T

KRISTA3

alah satu ontoh aplikasin.a adalah (diambil

alah satu ontoh aplikasin.a adalah (diambil dari salah satu dari salah satu -urnal-urnal ilmiah)?

ilmiah)?

ANA3ISIS 7A7A

ANA3ISIS 7A7AT STR*KT*R RT STR*KT*R RAFIT O3E.AFIT O3E. IRADIASI SINAR A22A

IRADIASI SINAR A22A A6,)rak

A6,)rak ::



 _{/enganalisis aat pada struktur grat (sebagai}_{/enganalisis aat pada struktur grat (sebagai bahan reaktor}_{bahan reaktor}

nuklir) .ang disebabkan oleh iradiasi sinar

nuklir) .ang disebabkan oleh iradiasi sinar gamma dgn metodegamma dgn metode difraksi sinar '$ ebelum dan sesudah diiradiasi dengan sinar difraksi sinar '$ ebelum dan sesudah diiradiasi dengan sinar gamma dilakukan identikasi struktur bahan grat dengan

gamma dilakukan identikasi struktur bahan grat dengan XRD. XRD.



 _{0asil identikasi menun-ukkan}_{0asil identikasi menun-ukkan punak intensitas grat}_{punak intensitas grat}_berkurang_berkurang

seara drastis oleh radiasi

seara drastis oleh radiasi sinar gamma$ %enurunan ini ter-adisinar gamma$ %enurunan ini ter-adi kare

karena interaksi radiasi sna interaksi radiasi sinar gamma dengan bahan gratinar gamma dengan bahan grat



 _%eningk_{%eningkatan dosis radiasi}_{atan dosis radiasi sinar gamma men.ebabkan}_{sinar gamma men.ebabkan}

peningkatan aat dalam struktur grat dalam hal disorder kisi peningkatan aat dalam struktur grat dalam hal disorder kisi

(24)

@R87>3 /ARU%8189 8680 83U A9B8W8

18R=9 B89@ /A/%U9B8> 3RU13UR

1R>3

(25)

2ETEDO3OI ANA3ISIS 7A7AT

STRKTR RAFIT O3E. IRADIASI

SINAR A22A



 _{%elet grat .ang terbentuk diidentikasi fasan.a}_{%elet grat .ang terbentuk diidentikasi fasan.a}

menggunakan difraktometer sinar&2 (

menggunakan difraktometer sinar&2 ( XRD) Phillips, XRD) Phillips, di Bidang Karakterisasi dan Analisis

di Bidang Karakterisasi dan Analisis 9uklir (=189),9uklir (=189), %3=>9&=8389

%3=>9&=8389



 ampel grat .ang ampel grat .ang telah diidentikasi dengantelah diidentikasi dengan XRD XRD

kemudian diiradiasi dengan sinar gamma pada kemudian diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis

dosis (#< & *#<) k@. dari Co&<(#< & *#<) k@. dari Co&<



 ampel grat .ang telah ampel grat .ang telah diiradiasi ini dilakukdiiradiasi ini dilakukanan

kembali identikasi fasa dengan

kembali identikasi fasa dengan XRD untuk XRD untuk mengetahui perubahan yang terjadi

(26)

.ASI3 ANA3

ISIS 7A7A

T STRKTR

RAFIT O3E. IRADIASI SINAR

A22A



%ola difraksi sinar&2 untuk bahan grat

sebelum dan sesudah iradiasi dengan

sinar gamma sampai dosis *#<

sinar gamma sampai dosis *#< k@.,

k@.,

ditun-ukk

ditun-ukkan pada @ambar di

an pada @ambar di slide

slide

berikutn.a

(27)

(28)

ANA3ISIS

7A7A

T STRKTR

RAFIT

O3E. IRADIASI SINAR A22A



 _{$>dentikasi fasa}_{$>dentikasi fasa}

Dari bahan grat

Dari bahan grat .ang dideteksi dengan .ang dideteksi dengan difraktometer sinardifraktometer sinar&&2 terlihat2 terlihat fasa karbon dengan punak C (<<*) pada sudut difraksi (* teta)

fasa karbon dengan punak C (<<*) pada sudut difraksi (* teta)

sekitar *,#< dan C (<<E) pada sudut difraksi (* teta) sekitar #E,#< sekitar *,#< dan C (<<E) pada sudut difraksi (* teta) sekitar #E,#< 

 _{*$ >dentikasi aat kristal}_{*$ >dentikasi aat kristal}

Caat .ang terbentuk oleh radiasi

Caat .ang terbentuk oleh radiasi sinar gamma ini dibuktikan dengansinar gamma ini dibuktikan dengan adan.a penurunan luasan garis difraksi, peningkatan sudut difraksi adan.a penurunan luasan garis difraksi, peningkatan sudut difraksi dan -arak antar kisi men-adi lebih pendek$

dan -arak antar kisi men-adi lebih pendek$ 

 _{F$ >dentikasi punak intensitas}_{F$ >dentikasi punak intensitas}

%unak intensitas bahan grat berkurang seara drastis oleh adan.a %unak intensitas bahan grat berkurang seara drastis oleh adan.a aat .ang terbentuk dalam s

aat .ang terbentuk dalam struktur kristal grat$ %enurunantruktur kristal grat$ %enurunan

intensitas ini dibuktikan lebih -auh dengan adan.a pergeseran sudut intensitas ini dibuktikan lebih -auh dengan adan.a pergeseran sudut difraksi dan perubahan luasan intensitas maksimum .ang dianalisis difraksi dan perubahan luasan intensitas maksimum .ang dianalisis dengan program origin, seperti ditun-ukan gambar

(29)

(30)

(31)

ANA3ISA TA;E3 DATA



%ada 3abel terlihat bah;a dengan adan.a

radiasi sinar gamma men.ebabkan

ter-adin.a pergeseran sudut difraksi dan

penurunan luasan garis difraksi bahan grat

dan semakin besar dosis radiasi sinar

gamma .ang diberikan maka penurunan

nilai ini

nilai ini semakin besar

semakin besar$ 

$ udut difraksi

udut difraksi

bergeser men-adi lebih besar, sedangkan

penurunan luasan garis difraksi ini

menapai sekitar G H untuk C (<<*) dan

sekitar #G H untuk C (<<E) pada dosis *#<

k@.$

(32)

2ENAPA SINAR A22A

2EN0E;A;KAN 7A7AT KRISTA3

PADA 2ATERIA3 RAFIT



 _%ro_{%roses terbentukn.a aat dalam struktur grat}_{ses terbentukn.a aat dalam struktur grat dapat}_dapat

di-elaskan dengan proses ter-adin.a interaksi radiasi sinar di-elaskan dengan proses ter-adin.a interaksi radiasi sinar gamma dengan bahan grat$ >nteraksi antara radiasi sinar gamma dengan bahan grat$ >nteraksi antara radiasi sinar

gamma dengan bahan grat, terutama oleh hamburan Compton gamma dengan bahan grat, terutama oleh hamburan Compton .ang men.ebabkan ionisasi dari atom&atom bahan$ 0amburan .ang men.ebabkan ionisasi dari atom&atom bahan$ 0amburan ini men.ebabkan eksitasi

ini men.ebabkan eksitasi elektron&eleelektron&elektron orbital atauktron orbital atau menghasilkan pasangan elektron&

menghasilkan pasangan elektron&hole. lektron!elektron yanghole. lektron!elektron yang terionisasi ini

terionisasi ini memberikan energi kinetik .ang memberikan energi kinetik .ang ukup untukukup untuk dapat men.ebabkan penambahan ionisasi atau

dapat men.ebabkan penambahan ionisasi atau memberikanmemberikan energi .ang ukup pada atom untuk

energi .ang ukup pada atom untuk menimbulkan pergesermenimbulkan pergeseranan



_{Jika ener}_{Jika energi dari atom .ang bergeser ini t}_{gi dari atom .ang bergeser ini tidak ukup untuk}_{idak ukup untuk}

memutuskan atom karbon lain atau untuk meloloskan diri dari memutuskan atom karbon lain atau untuk meloloskan diri dari struktur, sehingga memberikan kisi atom (disebut dengan

struktur, sehingga memberikan kisi atom (disebut dengan intersisi) setelah atom&atom karbon bergeser dari posisin.a intersisi) setelah atom&atom karbon bergeser dari posisin.a

(33)

ANA3ISIS

7A7A

T STRKTR

RAFIT

O3E. IRADIASI SINAR A22A



 _{KESI2P*3AN :}_{KESI2P*3AN :}

$ Dari hasil penelitian ini

$ Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkadapat disimpulkan bah;a n bah;a iradiasiiradiasi bahan grat dengan sinar gamma sampai dosis

bahan grat dengan sinar gamma sampai dosis *#< k@.*#< k@. men.ebabkan ter-adin.a

men.ebabkan ter-adin.a penurunan punak intensitaspenurunan punak intensitas difraksi, peningkatan sudut difraksi, penurunan luasan

difraksi, peningkatan sudut difraksi, penurunan luasan garisgaris difraksi

difraksi$$ Dan -ugaDan -uga perubahan bidang kisiperubahan bidang kisi sehinggasehingga men.ebabkan pergeseran garis difraksi$

men.ebabkan pergeseran garis difraksi$ *$

*$ Dalam Dalam struktur struktur grat grat telah telah terbentuk terbentuk aat aat oleh oleh radiasiradiasi sinar gamma karena adan.a perubahan bidang

sinar gamma karena adan.a perubahan bidang kisikisi sehingga men.ebabkan pergeseran garis difraksi$ sehingga men.ebabkan pergeseran garis difraksi$

F $ 8kan tetapi sampai dosis *#< k@. belum menun-ukkan F $ 8kan tetapi sampai dosis *#< k@. belum menun-ukkan

ter-adin.a perubahan fasa dan struktur grat ter-adin.a perubahan fasa dan struktur grat

(34)

AP

AKA. DE

FE7T I

NI ;E

R*NA<



 8dan.a aat atau kerusakan pada bahan karbon8dan.a aat atau kerusakan pada bahan karbon

(grat) akan memberikan dampak pengaruh pada sifat (grat) akan memberikan dampak pengaruh pada sifat elektronik dan magnetik bahan seara bersamaan$

elektronik dan magnetik bahan seara bersamaan$



 %enelitian ini perlu %enelitian ini perlu dilakukdilakukan dalam rangka untukan dalam rangka untuk

membuka -alan menu-u diaplikasikann.a teknik radiasi membuka -alan menu-u diaplikasikann.a teknik radiasi (dalam hal ini radiasi sinar gamma) pada industri

(dalam hal ini radiasi sinar gamma) pada industri manufaktur elektronik$

manufaktur elektronik$



 tudi mendasar tentang aat sik di dalam grat .angtudi mendasar tentang aat sik di dalam grat .ang

telah dilakukan ini berguna untuk mengka-i aspek telah dilakukan ini berguna untuk mengka-i aspek keselamatan .ang berkaitan dengan

keselamatan .ang berkaitan dengan decommissioningdecommissioning reaktor dan sistem pemodelan untuk aat di dalam reaktor dan sistem pemodelan untuk aat di dalam bahan karbon .ang lebih