KARAKTERISTIK SIFAT TERMAL, SIFAT LISTRIK DAN STRUKTUR KRISTAL DARI KERAMIK SIC DENGAN ADITIF CLAY

ABSTRAK Karakteristik Sifat Termal, Sifat listrik Dan Struktur Kristal Dari Keramik SiC Dengan Aditif Clay. Telah dilakukan penelitian pembuatan keramik SiC  dari bahan baku SiC teknis dan aditif clay. Komposisi clay adalah ( 0,1,3,4) % berat, dimana fungsi clay adalah sebagai perekat, dan tidak mempengaruhi sifat dari SiC. Sintering dilakukan pada temperatur 1300o C, 1400oC dan 1500o C. Struktur kristal yang terbentuk diamati dengan XRD, semua sampel yang di-sinterring pada berbagai temperatur menunjukan fasa dominan α-SiC dengan struktur kristal rhombohedral. Koefisien muai termal diamati dengan dilatometer, yang memberikan hasil  koefisien muai termal 5.62.10-6 C-1. Resistivitas terbesar pada aditif 4 % dan diukur pada rentang temperatur 75o C sampai 450o C adalah 1142 Ω.cm. Dari hasil penelitian ini keramik SiC menunjukkan sifat stabil sehingga dapat digunakan untuk refraktori dan komponen pada industri nuklir. Kata kunci: Sifat termal, sifat listrik, keramik SiC, bahan aditif,  clay dan   struktur kristal.   ABSTRACT CHARACTERISTIC OF THERMAL PROPERTY, ELECTRICAL PROPERTY AND CRYSTAL STRUCTURE OF SiC CERAMIC WITH ADDITIF CLAY ADDITION. Ceramic SiC has been made from raw materials  SiC technics and clay as additive.  Clay composition is  0, 1 , 3, 4 % weight, where function of clay is as a binder and it can not influence properties of SiC. Sintering was done at temperatures 1300o C, 1400oC and 1500o C. The crystal structure was observed by using XRD, and all sintered samples have dominant phase α-SiC with rhombohedral crystal structure. The coefficient of thermal expansion was measured by using Dilatometer, and value of coefficient of thermal expansion is 5.62.10-6 C-1. The highest resistivity value at 4 % additive and at temperature measurement between 75 – 450 C is 1142 Ω.cm. And the result of research shows that ceramic SiC is stable materials and can be used for refractory and also as components in nuclear industrials. Key word: Thermal property, electric property, SiC ceramic, additife matterial, clay,  crystal structure

ANALISIS SIFAT TERMAL TERHADAP UNJUK KERJA PIN BAHAN BAKAR NUKLIR TIPE PWR PADA KONDISI TUNAK

ABSTRAK ANALISIS SIFAT THERMAL TERHADAP UNJUK KERJA  PIN BAHAN BAKAR NUKLIR TIPE PWR PADA KONDISI TUNAK. Telah dilakukan pembuatan sampel uji pin bahan bakar tipe Pressurized Water Reactor (PWR) di Instalasi Elemen Bakar Ekperimen (IEBE). Untuk mengetahui unjuk kerja dari pin tersebut perlu dilakukan analisis dengan melakukan pengujian di Power Ramp Test Facility (PRTF). Analisis dilakukan dengan pemodelan program kode komputer menggunakan program FEMAXI-V. Dari pemodelan ini dapat diketahui unjuk kerja bahan bakar, antara lain adalah proses termal maupun proses mekanik pada kondisi tunak (steady-state). Keluaran (output) dari program tersebut diperoleh data entalpi,distribusi burn-up, distribusi temperatur ke arah aksial maupun radial pada pin bahan bakar secara kualitatif. Hasil pemodelan dengan program FEMAXI-V diketahui bahwa semakin lama elemen bakar diiradiasi nilai entalpi dan burn-up menunjukkan adanya peningkatan. Pola distribusi burn-up dan pola distribusi temperatur pada pin ke arah aksial nilai tertinggi di posisi node ke 5, sehingga untuk memprediksi unjuk kerja bahan bakar pin terhadap proses termal maupun mekanik dipilih pada posisi node ke 5.Hasil analisis proses iradiasi kondisi tunak dengan power 107 W/cm, waktu iradiasi hingga 38112,0 jam mengalami penurunan gap radial, tetapi belum terjadi kontak antara pelet dan kelongsong dan tidak terjadi tekanan kearah aksial maupun radial. Kata kunci: elemen bakar nuklir, pin, kelongsong, pelet. ABSTRACT THERMAL PROPERTIES ANALYSISON THE PERFORMANCEOF PWR TYPEFUEL PIN AT A STEADY-STATE CONDITION. A PWR fuel pin has been manufactured at the Experimental Fuel ElementInstallation of BATAN for performance test in RampPowerTestFacility of the RSG-GAS Multipurpose Reactor. A pre-irradiation modeling was conducted using FEMAXI-V. The otputs of the steady-state modeling calculation include enthalpy data, burn-up distribution, and qualitative radial and axial temperature distribution. The modeling results show that longer irradiation time increases the value of enthalpy and burnup axially. The burn-up and temperature distribution pattern has the highest value at node 5, and this value is hence chosen for theprediction of fuel pin performance during thermal and mechanical processes. Analysis of steady state irradiation with a power of 107W/cm and irradiation time up to 38112.0 hours shows radial gap decrease but not causing contact of the pellet and the cladding, and there is no indication of occurance of pressure to axial and radial directions between the pellet and the cladding. Keywords: nuclear fuel elements, pin, cladding, pellet

ANALISIS PENGARUH MECHANICAL MILLING MENGGUNAKAN PLANETARY BALL MILLING TERHADAP STRUKTUR KRISTAL DAN STRUKTUR MIKRO SENYAWA LiBOB

ANALISIS PENGARUH MECHANICAL MILLING MENGGUNAKAN PLANETARY BALL MILLING TERHADAP STRUKTUR KRISTAL DAN STRUKTUR MIKRO SENYAWA LiBOB. Telah dilakukan pembuatan senyawa Lithium bis Oksalat Borat (LiBOB) dari bahan baku LiOH, asam oksalat dan asam borat dengan metode reaksi padat padat. Serbuk yang dihasilkan dilanjutkan penghalusan menggunakan planetary ball milling dengan durasi milling di buat bervariasi (4 jam, 5 jam, 6 jam, 10 jamdan 13 jam). Serbuk LiBOB yang dihasilkan dianalisis menggunakan X-Ray Diffractometer (XRD) untuk mengetahui fasa yang terbentuk, struktur kristal dan ukuran kritalitnya. Hasil identifikasi senyawa LiBOB dengan XRD berupa pola difraksi kemudian dianalisismenunjukkan terbentuknya 2 fasa yaitu fasa LiB(C2O4)2 dan fasa LiB(C2O4)2.(H2O) dengan sistem kristal orthorhombic. Kerapatan atom paling kecil pada senyawa LiBOB dengan durasi milling 5 jam dan volum unit sel paling besar pada senyawa LiBOB dengan durasi milling 10 jam. Diameter ukuran kristalit berubah seiring dengan durasi milling, sedang regangan kisi terendah pada durasi milling 4 jam dan tertinggi pada durasi milling 5 jam. Durasi milling 5 jam adalah paling bagus dimana pada fasa ini memberikan ruang paling besar pada tiap unit sel dan regangan kisi paling besar sehingga dapat memudahkan ruang gerak transfer ion Li pada baterai Lithium. Senyawa LiBOB hasil sintesis mempunyai sistem kristal yang teratur. Tingkat keteraturan kristal yang dihasilkan ditunjukan dengan perhitungan indeks kristalinitas yang tinggi

Karakteristik Morfologi Permukaan Pada Polimer PVdF-LiBOB-ZrO2 dan Potensinya untuk Elektrolit Baterai Litium

Membran elektrolit polimer pada baterai litium ion berfungsi sebagai media transport ion dan sebagai separator antara anoda dan katoda. Dalam penelitian ini, telah dilakukan sintesis membran elektrolit polimer LiBOB (Lithium Bis Oksalato Borate dengan rumus kimia LiB(C2O4)2) dengan menggunakan Polyvilinidine fluoride (PVdF) sebagai matriks dan bahan aditif  Zirkonium Oksida (ZrO2). Metoda yang dipergunakan adalah solution cast. Konsentrasi bahan aditif dibuat bervariasi. Membran yang terbentuk dikarakterisasi morfologi permukaan menggunakan Scanning Electrone Microscope (SEM), sifat elektrokimia dengan Cyclic Voltametric (CV) dan kapasitas baterai dengan kurva charge discharge. Hasil penelitian menunjukkan bahwa morfologi permukaan rantai polimer saling berikatan dan tersusun dengan bagus. Pori tertutup oleh rantai polimer secara rata yang berikatan membentuk jaring dan saling bertumpukan pada keadaan amorf. Terjadi reaksi oksidasi dan reduksi pada sel baterai dengan kapasitas charge sekitar 24 mAh pada tegangan 4 volt, sedangkan kapasitas discharge bernilai sama sekitar 24 mAh pada tegangan 4 volt dengan penambahan 10% ZrO2

Synthesis of LiBOB Fine Powder to Increase Solubility

Lithium bis (oxalate) borate or LiBOB compound has captured interest of researchers, because it is potentially viable to be used as electrolyte salt in lithium-ion battery system. This compound is easy to synthesize and considered to be more environmentally friendly compared to conventional electrolyte salt because LiBOB does not contain halogen element. This research focused on the synthesis of LiBOB fine powder, which main purpose is improving LiBOB salt solubility in liquid electrolyte solution. This will aid the ion transfer between electrodes which in turn will increase the electrolyte performance. Solid state reaction was employed in this experiment. Synthesis of LiBOB compound was performed by reacting oxalic acid dihydrate, lithium hydroxide monohydrate, and boric acid. The resulting powder was then processed into fine powder using ball milling technique with varying milling time (0, 6, 10, and 13) hour. Microstructure of the sample was then analyzed to obtain information regarding phase formation, functional groups, grain surface morphology, surface area, pore volume, solubility, and ionic conductivity. The analysis shown that LiBOB and LiBOB hydrate phase was formed during the reaction, there was no changed in existing phase during milling process, crystallinity index was shifted to lower value but there was no difference in functional groups. Highest value in surface area was found to be 83.11 m2/g, with pore volume of 1.21311e+02 A at 10 hours milling. Smaller powder size resulted in higher solubility, unfortunately the ionic conductivity was found to be decreased