INTERAKSI Ag DENGAN SUPERKONDUKTOR

BSCCO FASA 2223

Yustinus Purwamargapratala1* dan Wisnu Ari Adi!>

ABSTRACT

Interaction Ag with 2223phaseBSCCO superconductor. The addition o/Ag20 (0, 2.5, 5, and 10 wt%Ag) to matrix of2223 phase BSCCO superconductor that sintered at 845 oCfor 72 hours in air have beeninvestigated. The Ag additions promote thedecomposition of2223phasesto 2212phasesBSCCO andcausedpresent some impurities phases. The impurities areproducted bythe Agaddition ableto be usedas effectivelypinning sources to hold vortex (flux line) movement. The Tc measurement results are 111 K, 107 K, 105 K,and103Kwith addition ofO, 2.5, 5, and10 wt%Ag respectively. The Jc measurement results are 3.6xl(f,5.6x1(f, 6.9x1(f, and U.8xl(fAm'2 with addition ofO, 2.5, 5, and 10 wt %Ag respectively. From theXRDanalysis shown that the addititon ofAg caused peaks of 2212phases BSCCO are clearly visible and thesamples contain some impurities phases (CuO, Ca^CuO^, dan CajPbOJ. From the SEM analysis shown thatthe addititon ofAg should lead to a slight increase of the plate like grain size of 2223phase BSCCO withincreasing Ag content. From this experiment we conclude that the Tc depress and the Jc enhance withincreasing Agcontent. The addititon ofAg should leadtoa slight increase ofthe platelike grain size of2223phase BSCCO with increasingAg content.

Kata kunci: Superconductor, 2223 phase BSCCO, Ag.

PENDAHULUAN

Penelitian superkonduktor suhu transisikritis (7c) tinggi (STT) dewasa ini sudahsampai pada taraf aplikasi komersial. Aplikasipraktis yang sedang dikembangkan saat iniadalah multifilamen, kawat superkonduktor(Ag-clad superconductor wire), dan pitasuperkonduktor (Ag-clad superconductortape).Perak (Ag) merupakan salah satu golonganlogam diantara logam mulia yang tidakmerusak (non-poisoning) sifat super-konduktivitas bahan khususnya untuksuperkonduktor keramik. Bahkan denganpenambahan Ag ke dalam matrikssuperkonduktor keramik tersebut dapatmeningkatkan sifat mekanik dan rapat arus

kritis (Jc) bahan [1]. Nishio dan kawan-kawan[2], telah melakukan penambahan perak denganbeberapa variasi ke dalam matriksuperkonduktor sistem YBCO, dan ternyatadapat meningkatkan sifat mekaniknya hampirempat sampai lima kali dengan tanpamenurunkan suhu transisi kritis (Tc) bahansuperkonduktor tersebut. Hal yang sama jugadilakukan oleh Peters dan kawan-kawan [3],mereka membuktikan bahwa penambahanAg20 ke dalam superkonduktor sistem YBCOtidak merubah sifat superkonduktivitas bahandan menghasilkan ef&kfluks pinningyang lebihkuat. Yustinus [4] dan Winatapwa [5] jugatelah berhasil menambahkan Ag20 ke dalammatriks superkonduktor sistem YBCO danmenghasilkan peningkatan rapat arus kritis

l) Pusat Penelitian dan Pengembangan Iptek Bahan (P3IB), Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN)Kawasan Puspiptek Serpong, Cisauk, Tangerang, Banten, 15314Telp. 021-7560148 Fax. 021-7560148 E-mail: pratala vustinus@vahoo.com

10 MESIN, Volume 8 Nomor 1, Januari 2006,10 - 20

yang cukup signifikan.

Namun ada beberapa penelitian yangbertentangan, berkenaan dengan karakterpengrusakan perak ini ke dalam sistem BSCCO.Sarkar dan kawan-kawan [6], melaporkanbahwa dengan penambahan perak sampai 15 %volume, Tc bahan ini turun sebanyak 40 K danfasa 2223 relatif berkurang terhadap fasa 2212dibandingkan dengan sampel BSSCO murni.Jin dan kawan-kawan [7], melaporkan bahwapenambahan perak ke dalam sampel sistemBSCCO tidak merusak sifat superkonduktivitasapabila disinter di dalam oksigen murni.Sukirman dan kawan-kawan [8], mendapatkanbahwa dengan penambahan perakmenghasilkan peningkatan rapat arus kritissampai 2 kali lipat dibandingkan dengan tanpapenambahan Ag yang diukur pada suhu 77°K.

Berawal dari hasil penelitian sebelumnyayang sangat kontroversial ini, perlu dipelajaribagaimana interaksi Ag dengan superkonduktorBSCCO fasa 2223. Karakterisasi yang akandilakukan pada penelitian ini adalah pengaruhpenambahan Ag20 dengan variasi 0; 2,5 ; 5;dan 10 % berat Ag terhadap perubahan fasa,struktur mikro, suhu transisi kritis 7c, dan rapataruskritis Jc. Jadi penelitian ini bertujuan untukmemahami dan mengkaji interaksi antara Agdengan superkonduktor BSCCO fasa 2223.Sehingga diharapkan dapat diketahui lebih jauhpengaruh Ag terhadap sifat superkonduktivitasbahan BSCCO fasa 2223.

TEORI

Pengaruh Penetrasi pada Medan MagnetKritis (He).

Apabila medan magnet Ha diterapkanpada bahan superkonduktor, makasuperkonduktor tersebut akan berubah darikeadaan superkonduksi ke keadaan normalselama Ha > He. Ha adalah medan magnetyang diterapkan pada bahan dan bernilai dari 0sampai tak terhingga, sedangkan He adalah

Interaksi Ag dengan superkonduktor BSCCO fasa 2223(Yustinus Purwamargapratala dan Wisnu AriAdi)

batas medan magnet maksimum sebelum bahantersebut beralih sifat dari keadaan

superkonduksi ke keadaan normal (resistif).Menurut tinjauan termodinamika, hal inidisebabkan oleh adanya energi bebas Gibbssuperkonduktor yang berubah terhadap suatuharga:

dengan

MoM

- j" //0MdHa ,

permeabilitas udaramomen magnet.

Dalam keadaan superkonduksi, Mberharga negatif, jadi penambahan energi bebasini yang membawa bahan tersebut keluar darikeadaan terkondensasi.

Momen magnetik didefinisikan sebagai:

M =\ldV,

Dengan,V : volume sampel/ : intensitas magnetisasi

Medan magnet induksi diberikan oleh :

Dengan,B :

H :

B = /^H + /JoIt

medan magnet induksimedan magnet eksternal

Apabila diasumsikan bahwa B = 0 untuksetiap bagian dalam superkonduktor, sehinggaI - -H dan M = -HV, dengan kata Iain bahwamomen magnetik per unit volum tidakdipengaruhi oleh bentuk dan ukuran sampel,maka energi bebas Gibbs dapat didefinisikansebagai:

11

gn~8s =2^0#c>

dengan:gn : energi bebas per unit volum fase

normal

gs : energi bebas per unit volum fasesuperkonduksi

Energi bebas ini berada dalam daerahmedan magnet sama dengan nol seperti yangditunjukkan pada Gambar 1 [9].

fl,(T.H)

fl»(T.O)

Un-V^HeVj

fl,(T.O)

0 H,-—

UodanMagnet

Gambar 1. Pengaruh medanmagnetterhadapenergi bebas Gibbs dari keadaan normal dan

superkonduksi.

Dinamika Vortex

Setiap fluksoid yang berhasil meneroboske dalam bahan superkonduktor tipe II (STK)dalam keadaan tercampur (mixed) seperti yangterlihat pada Gambar 2, selalu dibendung oleharus perisai (screening current) yangmengelilinginya tanpadisipasi [11].

Sehingga terjadi lokalisasi fluksoidsecara lateral dengan nilai kuantisasi yang tetap,yaitu fa = h/2e = 2,0678 x 10*15 weber (hadalah konstanta plank dan e adalah muatanelektron) [10]. Pada keadaan ini, arus yangmengalir dalam bahan superkonduktor akanmenimbulkan rapat gaya Lorentz (FL) pada

12

sistem vortex yang bergantung pada rapat arusyang bersangkutan, dengan besarnya gayaLorentzadalah sebagai berikut:

FL =JxB = Jxnv$0n dan B-nv$Q

denganFL : gaya LorentzJ : rapat arusB : medan magnetnv : rapatvortex persatuan luasfa : flux quantum

Mli

SuperkonduktorTipeII

Normal

/hfetssner Mixed^— -—•

Hd E^ H<3 H

Gambar 2. Kurva M- H untuk STK

Akibatnya vortex dalam keadaan bebasini akan menimbulkan transport listrik yangdisipatif seperti yang terlihat pada Gambar 3[11].

Sehingga gerakan vortex ini perludicegah. Untuk itu diperlukan pinning untukmencegah gerak vortex ini. Gaya pinning inidapat dihitung melalui persamaan [12],:

Fp=JcH

dengan;Fp : Gaya pinningJc : Rapat arus kritisH : medan magnet terpasang

MBSIN. Volume 8 Nomor J, Januari 2006, 10- 20

Gambar 3 : Vortex tunggal

Superkonduktor tipe II konvensional(STK) memiliki sistem vortex yang terdistribusisecara periodik yang berbentuk tubular ataukolumnar dalam kerangka kisi heksagonaldengan struktur dasar segitiga Abrikosov,seperti tampak pada Gambar 4.

Gambar 4 : Vortex STK

Namun berlainan dengan STT, karena memilikiadanya impuritas sehingga pada umumnyaterdapat ketidaktertiban pada strukturnya.Sehingga sistem vortex yang terbentukmengandung ketidaktertiban pula.

BidangCu02

BidangCu02

BidangCu02

Gambar 5 : Vortex STT.

Walaupun demikian, pada medan magnetdan suhu yang rendah, sistem vortex ini masihmemiliki periodisitas berskala besar. Dankarena sifatnya yang anisotropik, maka vortexini akan terlokalisasi di sekitar bidang-bidangkonduksi Cu02, seperti yang terlihat padaGambar 5. Secara umum, dinamika gerakvortex dalam STT sangat komplek, karenamunculnya faktor-faktor baru yang berkaitandengan sifat elastik, pengaruh termal, gayaLorentz, dan gaya pinning [10]

TATA KERJA

A. Bahan

Prekusor superkonduktor BSCCO fasa 2223diperoleh dari STREM No. Katalog 83-2223,Z,o/#250686-S dengan kemurnian 99,9 %. Danstoikiometeri unsur superkonduktor BSCCOfasa 2223 ini adalah Bi : Pb : Sr: Ca : Cu = 1,6: 0,4 : 2 : 2 : 3. Serbuk Ag20 diperoleh dariSTREM No. Katalog 93-4743, £o/#136011-Sdengan kemurnian 99+ %.

B. Alat

Peralatan yang digunakan meliputi:timbangan analitik, hot plate, magnetic stirer,mortal agate, alat press, furnace, magnetpermanen SmCo, scanning electron microscope(SEM), x-ray diffractometer (XRD), alat ukurTc dan Jc.

Interaksi Ag dengan superkonduktor BSCCO fasa 2223{YustinusPurwamargapratala dan WisnuAri Adi)

13

C. Pelaksanaan Percobaan

Prekusor superkonduktor BSCCO fasa2223 ditimbang dengan neraca analitik masing-masing empat gram sebanyak empat cuplikan,kemudian dicetak dalam bentuk pelet (silindris)berukuran diameter 15 mm dengan tekanan8 ton.m'2. Sampel-sampel yang telah dicetaktadi disinterpada suhu 845 °C selama72jam didalam aliran udara biasa. Keempat sampel hasilsintering tersebut diuji sifat levitasinya, yaitudengan cara : sampel tersebut direndam kedalam nitrogen cair selama 10 menit, kemudiansatu per satu diletakkan di atas permukaanmagnet permanen pada suhu nitrogen cair(r=77K). Apabila sampel melayang di ataspermukaan magnet tersebut, maka bahantersebut diindikasikan sebagai bahan superkonduktor dan begitu sebaliknya. Kemudiankeempat sampel tersebut digerus kembali danditambahkan serbuk Ag20 sebanyak 0; 2,5; 5;dan 10 % berat Ag yang selanjutnya berturut-turut disebut dengan sampel BSCCO/Ag 0 %,BSCCO/Ag 2,5 %, BSCCO/Ag 5 %, danBSCCO/Ag 10 %. Keempat cuplikan yang telahditambahkan Ag20 tersebut dicetak kembalidalam bentuk pelet (sampel silindris) berukurandiameter 15 mm dengan tekanan 8 ton.m'2 dandisinter ulang pada suhu 845 °C selama 72 jamdi dalam atmosfir udara.

Pengamatan struktur mikro sampeldilakukan dengan bantuan SEM (scanningelectron microscope) merek Philip 515.Sedangkan kualitas dan kuantitas fasa-fasa yangada di dalam sampel diamati dengan teknikdifraksi sinar-X. Alat yang digunakan adalah X-ray Diffractometer Shimadzu. Pengukuran poladifraksi sampel dilakukan dengan berkas sinar-X dari Tube anode Cu dengan panjanggelombang, A, = 1,5406 A, mode: continuous-scan, step size : 0,02°, dan timeper step : 0.5detik. Rapat arus kritis Jc sampel diukur denganmenggunakan Metode Four Point Probe(MFPP) [13]. Ketiga karakterisasi tersebutdilakukan di Puslitbang Iptek Bahan - BATAN.

14

Sedangkan pengukuran suhu transisi kritis Tcditentukan dengan suseptibilitas magnet versussuhu yang diukur di Pusat Penelitian Fisika -LIPI.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Suhu transisi kritis (7c) keempat sampelini ditunjukkan pada Gambar 5. Pada Gambar 5diperlihatkan bahwa suseptibilitas magnetsemakin bertambah dengan meningkatnya suhu.Berdasarkan pada teori Bardeen CooperSchrieffer (BCS) bahwa apabila pada bahantersebut diterapkan medan magnet sebesar Hmaka hal ini juga berarti pemberian energi

H

sebesar \ju0MdH kepada bahan tersebut [9].o

Sedangkan besarnya energi kinetik pasanganelektron yang sering disebut dengan pairinteraction energy, yaitu energi yangdiperlukan untuk pembentukan pasanganelektron (pada superkonduktor BSCCO disebutdengan cooper pair) sangat bergantung padasuhu [11]. Apabila suhu Tjauh di bawah Tcmaka besarnya pair interaction energy ini akansemakin kuat. Dan apabila suhu T mendekatiharga Tc maka besarnyapair interactionenergyini akan semakin lemah. Pada akhirnya

H

besarnya energi eksternal IfoMdH ini akano

melebihi besarnya pair interaction energy,sehingga energi eksternal ini yang membawabahan tersebut keluar dari keadaan superkonduksi. Dengan kata lain energi ini samadengan energi yang diperlukan untukmelepaskan elektron yang berpasangan(depairing) menjadi elektron normal.

Pada Gambar 5 terlihat adanya duatransisi Tc, yaitu Tc untuk BSCCO fasa 2223dan fasa 2212 yang berturut turut disebutdengan fasa Tc tinggi (Tc FTT) dan fasa Tcrendah (Tc FTR). Rerata hasil pengukuran nilaiTc FTT sampel BSCCO/Ag 0 %, BSCCO/Ag

MESIN, Volume 8 Nomor 1. Januari 2006, 10- 20

BSCCO/Ag0%Ag

60

^=85K

80 100 '

Suhu,T(K)

(a) BSCCO/Ag 0 %

r*r-i"««140

BSCCO/Ag2,5 %Ag

7^=85K—•—■—♦ f ♦

60 60 100

Suhu,T(K)

. (b) BSCCO/Ag 2,5%

/TCm=m7K140

-a BSCCO/Ag*" 5%Ag

ff 1 BSCCO/Ag10% Ag

•a

CO^=85K

77^= 105 K CO^-85K

Tc= 103 K''FTT

60 60 100

Suhu,T(K)

(c) BSCCO/Ag 5%

120 140 60 60 100

Suhu, T (K)

(d) BSCCO/Ag 10%

140

Gambar 5. Suseptibilitas magnet versus suhu.

2,5%,BSCCO/Ag 5%, dan BSCCO/Ag 10 %berturut-turut adalah 111 K, 107 K, 105 K, dan103 K.

Sedangkan Tc FTR tampak sama padasuhu 85 °K. Tcprr menurun denganbertambahnya kandungan Ag di dalam sampel.Tc FTT dipengaruhi oleh jumlah kandunganBSCCO fasa 2223 di dalam sampel. JadiBSCCO fasa 2223 semakin berkurang denganbertambahnya kandungan Ag di dalam sampel.Hal ini menunjukkan bahwa penambahan Agini mempenganihi kestabilan dari matrikBSCCO fasa 2223. Hasil ini didukung lebihlanjut oleh pola difraksi sinar-X seperti yangditunjukkan padaGambar 6.

Interaksi Ag dengan superkonduktor BSCCO fasa2223(Yustinus Purwamargapratala dan WlsnuAriAdt)

Identifikasi fasa-fasa pada Gambar 6merujuk pada makalah Chiu dan kawan-kawan[1], kemudian dikonfirmasi dengan databaseJCPDS - International Center for DiffractionData (ICDD) tahun 1997, (•) BSCCO fasa2223, (O) BSCCO fasa 2212, (D) Ag, (•)CuO, (A) Ca2Pb04, dan (A) Ca2Cu03[14-19].

Pada Gambar 6 menunjukkan bahwasemakin besar penambahan Ag, baik kualitasmaupun kuantitas BSCCO fasa 2223 semakinmenurun dan diikuti dengan munculnyabeberapa impuritas (fasa non superkonduktor)yaitu CuO, Ca2Pb04, dan Ca2Cu03, sedangkanBSCCO fasa 2212 semakin tinggi.

15

Hasil ini bersesuaian dengan penelitianyang dilakukan oleh Chiu [1] dan Dou [20],mereka melaporkan bahwa berdasarkan dataDTA penambahan Ag20 akan menurunkansuhu lebur (melting point) pada sistem inisehingga berakibat akan terjadi larutan padatAg20-PbO-CuO seperti yang terlihat padaGambar 7. Pada Gambar 7 tampak terjadipergeseran meltingpoint untuk BSCCO denganpenambahan 10% Ag.

(A

W

Bwc

• •

i» i i i i i i i

0 W 20 » « 50 60 »

Sudut20/°Gambar 6. Pola difraksi sinar-X sampel

BSCCO/Ag dengan penambahan Ag (0-10 %)(•) BSCCO fasa 2223,(O) BSCCO fasa 2212,

(D) Ag, (•) CuO, (A) Ca2Pb04,dan (A) Ca2Cu03.

16

>Eksotermik

0%Ag

£10%Ag \ Meltingphintl

<1Endotermiki i

l

Melting

1 1

\point

780 800 820 840 860 880 900 920

Suhu(°C)

Gambar 7. Kurva DTA BSCCO dan

BSCCO/Ag [20]

Larutan padat Ag20 - PbO - CuOterdekomposisi pada suhu antara 187 - 450 °Cdan stabil pada suhu di atas itu [20]. Apabiladekomposisi ini terjadi pada suhu tinggi (suhusintering), maka Ag20 akan terdekomposisimenjadi Ag. Dan Ag ini yang mempromosikanterjadinya dekomposisi BSCCO fasa 2223menjadi BSCCO fasa 2212 sesuai denganpersamaan reaksi sebagaiberikut:

BSCCO fasa 2223 -» BSCCO fasa 2212 + CuO

+ Ca2Cu03 [20]

Munculnya fasa-fasa impuritas ininampak sekali terlihat pada sampel BSCCO/Ag10 %. Fasa Ca2Cu03 muncul pada sudut 20 =24,66° dan 32,28°. Fasa Ca2Pb04 muncul padasudut 26 = 18,17°. Dan fasa CuO muncul padasudut 26 = 38,73°. Kualitas dan kuantitasBSCCO fasa 2212 juga tampak semakin tinggi.Hal ini ditandai dengan semakin tajamnyapuncak-puncak yang dimiliki fasa ini.Sedangkan fasa Ag tampak semakin meningkatpada sudut 26 =38,12° dan 44,28°.

MBSIN. Volume 8 Nomor 1,Januari 2006, 10- 20

0% 2.5% 5%

Person berat Ag

Gambar 8. Rapat arus kritis versus penambahanAg di dalam sampel

Namun demikian nilai rapat arus kritis(Jc) semakin meningkat dengan bertambahnyakandungan Ag di dalam sampel seperti yangterlihat pada Gambar 8. Harga Jc untuk sampelBSCCO/Ag 0 %, BSCCO/Ag 2,5 %,BSCCO/Ag 5 %, dan BSCCO/Ag 10 %berturut-turut adalah 3,6 x 106; 5,6 x 106;6,9x10°; dan 11,8x10° Am-2

10%

Hasil ini bersesuaian dengan penelitianyang dilakukan oleh Winatapura [5] danSukirman [8], mereka mendapatkanpeningkatan Jc yang cukup signifikan. Salahsatu faktor yang menyebabkan harga Jcmeningkat adalah adanya fluks pinning yangcukup kuat seperti yang telah dilaporkan olehPeter dan kawan-kawan [3]. Arus yangmengalir dalam bahan superkonduktor akanmenimbulkan rapat gaya Lorentz (FL) padasistem vortex yang bergantung pada rapat arusyang bersangkutan. Akibatnya vortex dalamkeadaan bebas ini akan menimbulkan transportlistrik yang disipatif. Sehingga gerakan vortexini perlu dicegah. Untuk itu diperlukan pinninguntuk mencegah gerak vortex ini [10].

Sumber pinning ini dapat berupa cacatkristal yang disebabkan oleh impuritas. Danimpuritas yang dimiliki oleh superkonduktor initernyata efektif sebagai sumber pinning untukmenahan gerakan vortex (flux line). PadaGambar 6 jelas terlihat bahwa dengan

Interaksi Ag dengan superkonduktor BSCCO fasa2223(Yustinus Purwamargapratala dan Wisnu AriAdi)

penambahan Ag ke dalam sistem BSCCO fasa2223 ini mengakibatkan munculnya fasaimpuritas yang cukup besar. Namun apabilafasa impuritas ini berlebih akan merusak sifatsuperkonduktifitasbahan [13].

Faktor lain yang mempenganihi harga Jcadalah adanya porositas dan weak link. Denganpenambahan Ag ke dalam matrik BSCCO fasa2223 ini dapat mengurangi adanya porositasbahan dan meningkatkan ikatan antarbutir padabahan tersebut. Hasil ini didukung olehpengamatan struktur mikro seperti yang terlihatpada Gambar 9.

Pada Gambar 9 menunjukkan bahwastruktur plate like nampak jelas terlihat disemua sampel. Struktur seperti pelat (plat like)pada sampel BSCCO/Ag 2,5 %, BSCCO/Ag5 %, dan BSCCO/Ag 10 % ini memiliki bentukyang sama (similar) dengan sampel BSCCO/Ag0 %. Struktur bulat-bulat kecil merupakanBSCCO fasa 2212, dan daerah yang berwarnahitam merupakanvoids dari sampel.

Pada Gambar 9(b), struktur plate likeBSCCO/Ag tampak mulai membesar. Hal inidisebabkan Ag dapat mempercepat prosesdifusi antar butir di dalam matrik BSCCO fasa

2223. Berdasarkan data DTA bahwapenambahan Ag akan menurunkan suhu lebur(melting point) pada sistem ini. Disamping itubutir-butir BSCCO fasa 2212 juga tampakmulai semakin banyak dengan adanyakandungan Ag di dalam bahan. Hal inidisebabkan Ag merupakan promotor terjadinyadekomposisi BSCCO fasa 2223 menjadiBSCCO fasa 2212 sesuai dengan persamaanreaksi sebagai berikut:

BSCCO fasa 2223 -» BSCCO fasa 2212 + CuO

+ Ca2Cu03.

17

,0 4*29.1 fc& 2J*2E3 1?02>01 8E

10 ^m

(c). BSCCO/Ag 5 %

0i«290kU 202E3l/flflXQl .©E

10 Mm

(d). BSCCO/Ag 10%.

Gambar 9. Morfologi struktur mikro menggunakan SEMdengan perbesaran 2000 kali dari sampel.

Pada Gambar 9(c), struktur plate likeBSCCO/Ag tampak semakin lebih besardibandingkan dengan Gambar 9(b). Namunbutir-butir BSCCO fasa 2212 tampak semakinsedikit dibandingkan dengan Gambar 9(b).Seharusnya butir-butir BSCCO fasa 2212semakin banyak sesuai dengan analisis dataXRD yang menunjukkan bertambah tajamnyapuncak-puncak BSCCO fasa 2212 ini. Hal inididuga disebabkan proses etsa pada saat

preparasi SEM terlalu lama, sehingga terjadikorosi yang cukup dalam. Dan seolah-olahterjadi peningkatan jumlah voids pada sampel.

Pada Gambar 9(d), struktur plate likeBSCCO/Ag tampak semakin lebih besar danbutir-butir BSCCO fasa 2212 juga tampaksemakin banyak dibandingkan dengan Gambar9(b) dan Gambar 9(c).

MESIN. Volume 8 Nomor I, Januari 2006, 10-20

Penambahan Ag ini mengakibatkanukuran butir dari matrik BSCCO fasa 2223semakin membesar. Hasil ini juga bersesuaiandengan hasil penelitian yang dilakukan olehChui dan kawan-kawan [1]. Denganmembesarnya ukuran butir ini maka porositasdan sumber-sumber weak link dapat dikurangi.Disamping itu juga butir-butir BSCCO fasa2212 juga tampak semakin banyak denganmeningkatnya kandungan Ag di dalam bahan.Hal ini bersesuaian dengan hasil pengukuranXRD bahwa puncak-puncak BSCCO fasa 2212tampak semakin banyak hal ini menunjukkanbahwa derajat kristalinitasnya semakin tinggi.

KESIMPULAN

Penambahan Ag (0; 2,5; 5; dan 10 %berat) ke dalam matriks superkonduktorBSCCO fasa 2223 yang disinter pada suhu 845°C selama72jam telah dilakukan.Nilai Tc FTTmenurun dengan penambahan Ag (0 sampai 10% berat). Penambahan Ag ini mempengaruhikestabilan matriks BSCCO fasa 2223. Ag iniyang menyebabkan (promote) terjadinyadekomposisi BSCCO fasa 2223 menjadiBSCCO fasa 2212 dan memunculkan fasa

impuritas (CuO, Ca2Cu03, dan Ca2Pb04).Sedangkan harga Jc meningkat denganpenambahan Ag (0 sampai 10 % berat).Impuritas yang dihasilkan dari penambahan Agini dapat digunakan sebagai sumber pinningyang efektif untuk menahan gerakan vortex(flux line). Penambahan Ag ini mengakibatkanukuran butir seperti pelat (plate like)dari matrikBSCCO fasa 2223 semakin membesar.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terima kasihkepada Bapak Drs. Gunandjar, S.U. selakuKepala Puslitbang Iptek Bahan BATAN,Kepada Drs. W. Prasuad selaku PimproPuslitbang Iptek Bahan, Drs. Engkir Sukirman,

Interaksi Ag dengan superkonduktor BSCCO fasa 2223(Yustinus Purwamargapratala dan Wisnu AriAdi)

M.Sc, Drs. Didin S. Winatapura, Dra. GraceTj. Sulungbudi, dan kepada semua pihak yangtelah membantu dalam kelancaran penulisanmakalah ini.

DAFTARPUSTAKA

1. Chiu, Y.D., Lei, T.S., Kao, C.H., Journal ofMaterials Science, 29, (1994), 2678 - 2682.

2. Nishio, T., Itoh, Y., Ogasawara, F.,Suganuma, M., Yamada., Y., Mizurani, U.,J. Mater. Set, 24, (1989), 3228.

3. Peters, P.N., Siskk, R.C., Urban, E.W.,Huang, C.Y., Wu, M.K., Appl. Phys. Lett.,52, (1988), 2066.

4. Yustinus P, Gunawan, I., Wuryanto,Pembuatan KomposU YBCO-123/AgMelalui Pelarut Garam Cair Urea,Pertemuan dan Presentasi Ilmiah

Penelitioan Dasar Ilmu Pengetahuan danTeknologi Nuklir, Pusat Penelitian NuklirYogyakarta, BATAN, ISSN 0216-3128,Buku II hal 85-91, Yogyakarta, 23-25 April1996.

5. Winatapura, D. S., Wisnu, A. A., PengaruhPenambahan Perak Oksida terhadapRapat Arus Kritis Superkonduktor TcTinggi YBa2Cu$07.x, Jurnal Sains MateriIndonesia, ISSN 1411-1098, Volume 1, No.3, Juni 2000, hal. 21-26.

6. Sarkar, A.K., Maartense, I., Peterson, T.L.,J. Mater. Res., 7, (1992), 1672.

7. Jin, S., Sherwood, S.C., Tiefel, T.H.,Kammlott, G.W., Fastnacht, R.A., Davis,M.E., Zahurak, S.M., Appl. Phys. Lett., 52,(1988), 1628.

8. Sukirman, E., Wisnu, A. A., Sulisworo, P.,Prasuad, W., The Enhancement ofCriticalCurrent Density on the Bulk ofBPSCCO-System Superconductor with Silver,Proceedings ofthe 1998 Workshop on TheUtilization of Research Reactors, JAERI-

19

Conf 99-012, Department of ResearchReactor, Japan Atomic Energy ResearchInstitute, October A, 1999, pp. 98-106.

9. Wisnu, A. A., Sukirman, E., Winatapura,D. S., Sulungbudi, G.T., Faktor KoreksiDimensi Sampel pada Sifat ListrikSuperkonduktorYBa2Cu307.x denganMenggunakan Metode Four Point Probe,Majalah BATAN, VoLXXXIV, No. 1 / 2,Januari/April 2001, ISSN 0303-2876, hal15-30.

10. Rose-Innes, A.C., Rhoderick, E.H.,Introduction to Superconductivity,Pergamon Press, Oxford, 1969, page 92-110.

11. BuckelL, W., Superconductivity, VCHPublisher Inc., New York, page 112-159,1991.

12. Pandey, D., et al., Physica C,Superconductivity, 173, (1991), 476.

13. West, A., University of Aberdeen, OldAberdeen, Scotland, ICDD Grant-in-Aid,(1990).

14. Swanson, Tatge, Natl. Bur. Stand. (U.S.),Ciro, 539, 1,(1953), 23.

15. Martin, K., Mc. Carthy, G., North DakotaState Univ., Fargo, ND, USA, ICDDGrant-inAid,(\99\).

16. Scheer, M., Grier, D., McCarthy, G., NorthDakota State Univ., Fargo, ND, USA,ICDD Grant-inAid, (1994).

17. Breuer, Eysel, W., Mineral - Petrograph.Inst., Univ. Heidelberg, Germany, ICDDGrant-inAid, (1981).

18. Dou, S.X., Song, K.H., Liu, H.K., Sorrel,CO., Apperley, M.H., Gouchi, A.J.,Sawides, N., Hensley, D.W., Physica C,160, (1989), 533-540.

19. Roger Wordenweber, Rep. Prog. Phys., 62,(1999), 187-236.

20

20. Wisnu, A. A., Sukirman, E., Winatapura,D. S., Sulungbudi, G.T., Peningkatan FluxPinning Pada Bulk SuperkonduktorYBa2Cu307.x Melalui Proses Melt TextureGrowth, Jurnal Sains Materi Indonesia,ISSN 1411-1098, Volume 3, No. 1,Qktober2001, hal. 38-44.

MESIN, Volume 8 Nomor 1, Januari 2006,10 - 20