Sintesis dan Karakterisasi Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O dengan Dopan TiO2 Menggunakan Tabung Stainless Steel (SS316) dan Ag dengan Metode Powder In Tube (PIT) untuk Aplikasi Kawat Superkonduktor

Abstract

Synthesis and characterization Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O with dopant TiO2 using Stainless Steel (SS316) and Ag Tubes by Powder In Tube (PIT) methods for the application of superconducting wire has been done. Synthesis Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O with dopant TiO2 using Stainless Steel (SS316) and Ag tubes carried out in several stages in-situ and ex-situ to determine the exact process in the synthesis BPSCCO with SS316 and Ag tube so as to be superconducting. The synthesis process consists of preparation of materials, Powder In Tube, heat treatment, and with Rolling Process as well as characterization using cryogenics, XRD and SEM. The effect of dopant substitution of TiO2 (5% at) on the formation of Bi-2233 phase on superconducting wire was also investigated in terms of the increase of critical temperature (Tc). This study aims to obtain a superconducting wire with a critical temperature (Tc) is high and can replace conventional wires and using SS316 tube can replace the commercial Ag tube is more affordable than SS316 tube. This research resulted in superconducting wires with Ag tube which has the highest critical temperature Tc onset = 99 K and 70 K Tc zero by substituting dopant TiO2 and compared with a superconducting wire without dopant turns TiO2 dopant substitution increase the Tc superconducting wire. Synthesis Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O with dopant TiO2 using tubes Stainless Steel (SS316) still can not replace the tube Ag. The critical temperature on the synthesis using SS316 tube still only formed Tc onset at around 10 K. The formation of impurity phase Fe2.75Ti0.25O4 and other impurity are strong reasons has not been established Bi-2223 phase Bi-2212 or on the synthesis Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O with dopant TiO2 using Stainless Steel tube (SS316). The ex-situ process in synthesis using SS316 tubes has not been appropriately applied to the manufacturing process since it is known that the BPSCCO phase is damaged after being inserted into the tube and the appropriate process is in-situ. The ultimate goal of this research is for superconducting wire applications that can be used on unlimited power lines, etc.

Sintesis dan karakterisasi Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O dengan dopan TiO2 menggunakan tabung Stainless Steel (SS316) dan Ag dengan metode Powder In Tube (PIT) untuk aplikasi kawat superkonduktor telah dilakukan. Sintesis Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O dengan dopan TiO2 menggunakan tabung Stainless Steel (SS316) dan Ag dilakukan dalam beberapa tahap in-situ dan ex-situ untuk mengetahui proses yang tepat pada sintesis BPSCCO dengan tabung SS316 dan Ag sehingga dapat bersifat superkonduktor. Proses sintesis terdiri dari preparasi bahan, Powder In Tube, perlakuan panas, dan penarikan (Rolling) serta karakterisasi menggunakan cryogenics, XRD dan SEM. Pengaruh substitusi dopan TiO2 (5 %at) terhadap pembentukan fasa Bi-2233 pada kawat superkonduktor juga diteliti dalam hal peningkatan suhu kritis (Tc). Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kawat superkonduktor dengan suhu kritis (Tc) yang tinggi dan dapat menggantikan kawat konvensional serta penggunaan tabung SS316 dapat menggantikan tabung Ag yang secara komersil lebih sulit terjangkau dibandingkan dengan tabung SS316. Penelitian ini menghasilkan kawat superkonduktor dengan tabung Ag yang memiliki suhu kritis tertinggi yaitu Tc onset = 99 K dan Tc zero 70 K dengan substitusi dopan TiO2 dan jika dibandingkan dengan kawat superkonduktor tanpa dopan ternyata substitusi dopan TiO2 meningkatkan Tc pada kawat superkonduktor. Sintesis Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O dengan dopan TiO2 menggunakan tabung Stainless Steel (SS316) masih belum dapat menggantikan tabung Ag. Suhu kritis pada sintesis menggunakan tabung SS316 masih hanya terbentuk Tc onset yaitu sekitar 10 K. Terbentuknya fasa impurity Fe2.75Ti0.25O4 dan impurity lainnya menjadi alasan kuat belum terbentuknya fasa Bi-2223 ataupun Bi-2212 pada sintesis Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O dengan dopan TiO2 menggunakan tabung Stainless Steel (SS316). Proses ex-situ pada sintesis yang menggunakan tabung SS316 ternyata belum tepat diaplikasikan pada proses pembuatan karena diketahui fasa BPSCCO rusak setelah dimasukkan ke dalam tabung dan proses yang tepat adalah secara in-situ. Tujuan akhir penelitian ini untuk aplikasi kawat superkonduktor yang dapat digunakan pada jaringan tenaga listrik tanpa batas dan lainnya.