THICK FILM - Direktori File UPI

HIBAH BERSAING DIKTI TAHUN I

HIBAH BERSAING DIKTI TAHUN I (( 2008 2008 ) ) PEMBUATAN KERAMIK FILM TEBAL (

PEMBUATAN KERAMIK FILM TEBAL ( THICK FILM THICK FILM ) ) CuFe

CuFe

₂₂

O O

₄₄

BERBAHAN DASAR MINERAL YAROSIT UNTUK TERMISTOR NTC BERBAHAN DASAR MINERAL YAROSIT UNTUK TERMISTOR NTC

Oleh :

Dra. Wiendartun, M.Si, Drs Dani Gustaman Syarif,M.Eng, Dr Dadi Rusdiana,M.Si Kerjasama

Jurusan Fisika UPI - PTNBR BATAN TUJUAN



 MendapatakanMendapatakan kemampuankemampuan dalamdalam memproduksimemproduksi termistortermistor NTCNTC bentukbentuk filmfilm tebal

tebal..



 MemberikanMemberikan nilainilai tambahtambah kepadakepada mineralmineral yangyang melimpahmelimpah didi IndonesiaIndonesia khususnya

khususnya yarosityarosit (Mayoritas(Mayoritas oksidaoksida Fe)Fe)..



 DiversifikasiDiversifikasi bentuk,bentuk, daridari bentukbentuk diskdisk atauatau peletpelet keke filmfilm tebaltebal yangyang lebihlebih ekonomis

ekonomis (Hibah(Hibah PEKERTI)PEKERTI)..

Produk Termistor Karakteristik NTC

Contoh Aplikasi Keuntungan

Film Tebal



 Pembakaran dilakukan Pembakaran dilakukan pada suhu rendah.

pada suhu rendah.



 Perlu sedikit bahan.Perlu sedikit bahan.



 Memungkinkan Memungkinkan

HASIL TAHUN I Penampilan visual Penampilan visual

Substrat Alumunia Substrat Alumunia

Film tebal Film tebal yang belum yang belum dibakar dibakar

Film tebal Film tebal 1100 1100^ooC/1 jamC/1 jam

y = 3161,9x - 7,4115

y = 3322,2x - 9,0701

y = 3507,6x - 10,467 -2

0 2 4

0,0025 0,0030 0,0035

1/T(1/K)

Ln Resistansi (MOhm)

900^oC D 1000^oC

1100^oC

Karakteristik Listrik Karakteristik Listrik

Pembakaran 1100^oC Pembakaran 1000^oC

Pembakaran 900^oC

XRD

Pembakaran 1100^oC Pembakaran 1000^oC

Pembakaran 900^oC

SEM

No. Firing Temperature

(^oC) B (^oK)

 (%/^oK)

RRT

(M.Ohm) Ea (eV)

1.

2.

3.

900 1000 1100

3162 3508 3322

3,5 3,9 3,7

22,8 3,4 7,4

0,27 0,30 0,29 Persyaratan pasar untuk tahanan jenis listrik suhu ruang (RT) = 10 ohm.cm-1Mohm.cm [M

Tabel Tabel 1.Film Tebal (Yarosite asli)

1.Film Tebal (Yarosite asli)

2.Yarosit Larutan Pengendapan 2.Yarosit Larutan Pengendapan

Pembakaran 1100^oC Pembakaran 1000^oC

Pembakaran 900^oC

Struktur Micro Struktur Micro

Pembakaran 1100^oC Pembakaran 1000^oC

Pembakaran 900^oC

XRD

METODOLOGI TAHUN I

Penggerusan Pengayakan Analisis kimia, XRD

Pencampuran

Karakterisasi : 1. Sifat Listrik.

2. XRD 3. Struktur mikro.

Serbuk yarosit asli

Frit gelas Organic

vehicle Pasta

Screen Printing Pemanasan (Curing)

Keramik film tebal

SEM

Metalisasi (Electroding)

TAHAP 1

Pencampuran

Karakterisasi : 1. Sifat Listrik.

2. XRD 3. Struktur mikro.

Fe2O3hasil pemurnian yarosit

Frit gelas Organic

vehicle

Pasta

Screen Printing Pemanasan (Curing)

Keramik film tebal Metalisasi (Electroding)

TAHAP 2

• Pembuatan keramik film tebal untuk termistor NTC telah dapat dibuat dengan baik, baik dengan memakai Fe₂O₃dari yarosit asli (ore) maupun dengan memakai Fe₂O₃ dari yarosit olahan (Hasil pelarutan-pengendapan).

• Dari tiga suhu pembakaran yang digunakan yaitu 900^oC, 1000^oC dan 1100^oC, suhu pembakaran 1000^oC lah yang paling optimal.

• Karakteristik listrik termistor film tebal yang dibuat memenuhi kebutuhan pasar

KESIMPULAN KESIMPULAN Flowrate sensor

Incubator



 Memungkinkan Memungkinkan miniaturisasi dan miniaturisasi dan hibridisasi.

hibridisasi.

Mineral Yarosit

Squeeze

“snap-off”

distance

“Screen”

Substrate

“screen”

stress

Coated

Film Paste

SCREEN PRINTING ^{No. Firing}

Temperature (^oC)

B (^oK)

 (%/^oK)

RRT (M.Ohm)

Ea (eV)

1.

2.

3.

900 1000 1100

4857 3027 3596

5,4 3,4 4,0

125,6 7,8 37,6

0,42 0,26 0,31

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA

 Yoshihiro Matsuo, Takuoki Hata, Takayuki Kuroda, “Oxide thermistor composition”, US Patent 4,324,702, April 13, 1982.

 WIENDARTUN, DANI GUSTAMAN SYARIFThe Effect of TiO2 addition on the Characteristics of CuFe2O4 ceramics for NTC thermistors, Proceeding of The International Conference on Mathematics and Natural Sciences (ICMNS) ISBN: 979-3507-91-8 ITB November 29-30, 2006.

 WIENDARTUN Dkk,Karakterisasi Keramik CuFe2O4 yang ditambah Al2O3 untuk thermistor NTC dengan menggunakan Fe2O3 dari Yarosit, Proceeding pada Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir,ISSN:1658-3601, BATAN Bandung 17-18 juli 2007.

TERIMA KASIH

•• HIBAH BERSAING DIKTI TAHUNHIBAH BERSAING DIKTI TAHUN--II NO. 014/SP2H/PP/DP2M/III/2008 NO. 014/SP2H/PP/DP2M/III/2008

KARAKTERISTIK LISTRIK R = Ro exp.(B/T) R = Electrical resistivity,

Ro = Electrical resistivity at infinite temperature,

B = The thermistor constant, T = The temperature in Kelvin.

Ea = k.B k = Konstanta Boltzmann 2.Yarosit Larutan Pengendapan

2.Yarosit Larutan Pengendapan

Tabel Karakteristik Listrik Tabel Karakteristik Listrik

 B 2000^oK

  2,2%/^oK

 SR= (10 - 10⁶) ohm.cm Persyaratan pasar untuk tahanan jenis listrik suhu ruang (RT) = 10 ohm.cm-1Mohm.cm dan )

HIBAH BERSAING TAHUN I ( 2008 ) HIBAH BERSAING TAHUN I ( 2008 ) PEMBUATAN KERAMIK FILM TEBAL (

PEMBUATAN KERAMIK FILM TEBAL ( THICK FILM THICK FILM ) )

CuFe2O4 BERBAHAN DASAR MINERAL YAROSIT UNTUK TERMISTOR NTC CuFe2O4 BERBAHAN DASAR MINERAL YAROSIT UNTUK TERMISTOR NTC

Oleh :

Dra. Wiendartun, M.Si, Drs Dani Gustaman Syarif, M.Eng, Dr Dadi Rusdiana, M.Si Kerjasama

Jurusan Fisika UPI - PTNBR BATAN TUJUAN

TUJUAN



 MendapatakanMendapatakan kemampuankemampuan dalamdalam memproduksimemproduksi termistortermistor NTCNTC bentukbentuk filmfilm tebal

tebal..



 MemberikanMemberikan nilainilai tambahtambah kepadakepada mineralmineral yangyang melimpahmelimpah didi IndonesiaIndonesia khususnya

khususnya yarosityarosit (Mayoritas(Mayoritas oksidaoksida Fe)Fe)..



 DiversifikasiDiversifikasi bentuk,bentuk, daridari bentukbentuk diskdisk atauatau peletpelet keke filmfilm tebaltebal yangyang lebihlebih ekonomis

ekonomis (Hibah(Hibah PEKERTI)PEKERTI)..

Produk Termistor Karakteristik NTC

Contoh Aplikasi Keuntungan

Film Tebal



 Pembakaran dilakukan Pembakaran dilakukan pada suhu rendah.

pada suhu rendah.



 Perlu sedikit bahan.Perlu sedikit bahan.



 Memungkinkan Memungkinkan miniaturisasi dan miniaturisasi dan

KARAKTERISITIK LISTRIK HASIL TAHUN I

No. Firing Temperature

(^oC) B (^oK)

 (%/^oK)

RRT

(M.Ohm) Ea (eV)

1.

2.

3.

900 1000 1100

3162 3508 3322

3,5 3,9 3,7

22,8 3,4 7,4

0,27 0,30 0,29 Persyaratan pasar untuk tahanan jenis listrik suhu ruang (RT) = 10 ohm.cm-1Mohm.cm [M

y = 3161,9x - 7,4115

y = 3322,2x - 9,0701

y = 3507,6x - 10,467 -2

0 2 4

0,0025 0,0030 0,0035

1/T(1/K)

Ln Resistansi (MOhm)

900^oC D 1000^oC

1100^oC

Penampilan visual Penampilan visual

Substrat Alumunia Substrat Alumunia

Film tebal Film tebal yang belum yang belum dibakar dibakar

Film tebal Film tebal 1100 1100^ooC/1 C/1

jam jam

METODOLOGI TAHUN I

Penggerusan Pengayaka n Analisis kimia, XRD

Pencampuran

Karakterisasi : 1. Sifat Listrik.

2. XRD 3. Struktur mikro.

Serbuk yarosit asli

Frit gelas Organic

vehicle Pasta

Screen Printing Pemanasan (Curing)

Keramik film tebal SEM

Metalisasi (Electroding)

TAHAP 1

Pencampuran

Karakterisasi : 1. Sifat Listrik.

2. XRD 3. Struktur mikro.

Fe2O3hasil pemurnian yarosit

Frit gelas Organic

vehicle Pasta

Screen Printing Pemanasan (Curing)

Keramik film tebal Metalisasi (Electroding)

TAHAP 2 KESIMPULANKESIMPULAN

•• PembuatanPembuatan keramikkeramik filmfilm tebaltebal untukuntuk termistortermistor NTCNTC telahtelah dapatdapat dibuatdibuat dengan

dengan baik,baik, baikbaik dengandengan memakaimemakai FeFe22OO33 daridari yarosityarosit asliasli (ore)(ore) maupunmaupun dengan

dengan memakaimemakai FeFe22OO33 daridari yarosityarosit olahanolahan (Hasil(Hasil pelarutanpelarutan--pengendapan)pengendapan)..

•• DariDari tigatiga suhusuhu pembakaranpembakaran yangyang digunakandigunakan yaituyaitu 900900oC,oC, 10001000oCoC dandan 1100

1100oC,oC, suhusuhu pembakaranpembakaran 10001000oCoC lahlah yangyang palingpaling optimaloptimal..

•• KarakteristikKarakteristik listriklistrik termistortermistor filmfilm tebaltebal yangyang dibuatdibuat memenuhimemenuhi kebutuhankebutuhan pasar

pasar Flowrate sensor

Incubator miniaturisasi dan

miniaturisasi dan hibridisasi.

hibridisasi.

Mineral Yarosit

Squeeze

“snap-off”

distance

“Screen”

Substrate

“screen”

stress

Coated

Film Paste

SCREEN PRINTING

R = Ro exp.(B/T) R = Electrical resistivity,

Ro = Electrical resistivity at infinite temperature,

B = The thermistor constant, T = The temperature in Kelvin.

Ea = k.B K = Konstanta Boltzmann

No. Firing Temperature

(^oC) B (^oK)

 (%/^oK)

RRT

(M.Ohm) Ea (eV)

1.

2.

3.

900 1000 1100

4857 3027 3596

5,4 3,4 4,0

125,6 7,8 37,6

0,42 0,26 0,31

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA

 Yoshihiro Matsuo, Takuoki Hata, Takayuki Kuroda, “Oxide thermistor composition”, US Patent 4,324,702, April 13, 1982.

 WIENDARTUN, DANI GUSTAMAN SYARIF The Effect of TiO2 addition on the Characteristics of CuFe2O4 ceramics for NTC thermistors, Proceeding of The International Conference on Mathematics and Natural Sciences (ICMNS) ISBN: 979-3507- 91-8 ITB November 29-30, 2006.

 WIENDARTUN Dkk, Karakterisasi Keramik CuFe2O4 yang ditambah Al2O3 untuk thermistor NTC dengan menggunakan Fe2O3 dari Yarosit,Proceeding pada Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir,ISSN:1658-3601, BATAN Bandung 17-18 juli 2007.

TERIMA KASIH

HIBAH BERSAING DIKTI TAHUN HIBAH BERSAING DIKTI TAHUN--II NO. 014/SP2H/PP/DP2M/III/2008 NO. 014/SP2H/PP/DP2M/III/2008

Persyaratan pasar untuk tahanan jenis listrik suhu ruang (RT) = 10 ohm.cm-1Mohm.cm dan

 B 2000^oK

  2,2%/^oK

 SR= (10 - 10⁶) ohm.cm