Sintering, XRD, TEM, SEM, sebuah artikel singkat…

1. Sintering
Beberapa material yang akan di produksi menjadi bentuk yang berguna membutuhkan suatu proses konsolidasi dari partikel-partikel kecil menjadi suatu solid mass. Sintering adalah suatu proses perlakuan material pada suhu tinggi yang dapat menyebabkan partikel-partikel menyatu dan secara berangsur-angsur mereduksi volume dari ruang pori-pori diantara partikel-partikel tersebut. Sintering biasa digunakan untuk proses manufaktur komponen ceramics .
Ketika suatu powder material diproses menjadi suatu bentuk, partikel-partikel powder akan kontak satu sama lain pada beberapa tempat, dengan jumlah space pori-pori yang signifikan. Untuk mereduksi energy permukaan dari partikel, atom-atom mengalami difusi ke titik-titik kontak, menyebabkan partikel-partikel terikat dan menyebabkan pori-pori menyusut. Dengan menggunakan sintering, maka pori-pori yang terjadi akan dapat dieliminasi dan material akan menjadi padat (dense).
Suhu yang diperlukan untuk mendorong ikatan sinter versus densifikasi pada suatu material tergantung jenis material dan ukuran material tersebut. Dengan suhu tinggi, waktu yang lama, atau partikel yang berukuran kecil, ikatan akan tumbuh secara cepat dan densifikasi akan makin cepat pula.
Terdapat dua macam metode sintering, Liquid phase sintering dan, solid state sintering


2. X-ray diffraction (XRD)
X ray diffraction merupakan suatu teknik nondestruktif untuk mengetahui informasi mengenai struktur kristal, komposisi kimia, dan property fisika dari suatu material dan thin film. Ketika sinar x-ray mengenai suatu material, sinar x-ray akan berhamburan ke segala arah. Kebanyakan radiasi yang berhamburan akan saling melemahkan, namun sinar x-ray yang mengenai bidang kristalografik pada sudut spesifik akan diperkuat. Fenomena ini disebut difraksi. Sinar x-ray akan terdifraksi ketika kondisinya memenuhi hukum Bragg.
Sin Ө = λ/〖2d〗_hkl
Dimana, Ө= setengan sudut antara sinar yang terdifraksi dan sinar beam original; λ = panjang gelombang X-rays; dan d_hkl= ruang interplanar antara bidang-bidang yang menyebabkan penguatan konstruktif dari sinar.
Ketika material yang akan diteliti disiapkan dalam bentuk powder, selalu ada minimal partikel powder dimana (hkl) bidangnya orientasinya pada sudut Ө untuk memnuhi hokum Bragg. Maka dihasilkan berkas terdifraksi membuat sudut 2Ө dengan berkas tertabrak. Pada diffraktometer, detector x-ray bergerak mencatat sudut 2Ө pada saat berkas electron terdifraksi, memberikan karakteristik pola difraksi. Jika kita tahu panjang gelombang dari sinar x-ray, maka kita akan dapat menentukan jarak interplanar (interplanar spacing) dan bahkan mengidentifikasi bidang yang menyebabkan difraksi.

3. SEM (Scanning Electron Microscop)
SEM (scanning electron microscop) adalah suatu tipe dari mikroskop electron yang mana gambar dari permukaan suatu material didapatkan dengan men scan nya menggunakan sinar electron berenergi tinggi. Dengan menggunakan electon maka perbesaran yang didapat akan lebih besar dibandingkan dengan menggunakan sumber cahaya konvensional. SEM dapat menunjukkan gambar 3 dimensi secara detail. Karena tidak menggunakan cahaya, maka hasil gambar yang didapat akan berupa gambar hitam putih.

Berikut merupakan system kerja SEM;
Sampel yang akan diamati ditaruh didalam kolom mikroskop yang vakum. Setelah udara dipompa keluar sehingga keadaan di dalam vakum, pemancar electron akan memancarkan sinar electron nerenergi tinggi. Sinar ini akan menuju ke specimen setelah melalui sejumlah lensa magnetic yang didesain untuk memfokuskan electron ke specimen.

Ketika sinar electron tersebut mengenai target, maka akan ada electron yang terpencar keluar dari bidang target. Sebuah detektor akan menghitung electron ini dan mengirim sinyal ke sebuah amplifier. Gambar final yang terbentuk berdasarkan dari sejumlah electron yang diemisikan dari setiap spot dari sampel tersebut.

4. TEM (Transmission Electron Microscopy)
TEM adalah suatu teknik untuk mengetahui struktur mikroskopik dengan cara mentransmisikan berkas electron ke lapisan ultra tipis. Suatu citra yang terbentuk dari interaksi elektron yang ditransmisikan melalui specimen, citra mengalami pembesaran dan terfokus pada sebuah perangkat imaging, seperti pada lapisan film fotografi, atau oleh sebuah sensor seperti CCD kamera.
TEMS mampu menghasilkan resolusi pencitraan yang lebih tinggi daripada mikroskop cahaya. Hal ini memungkinkan instrumen untuk dapat memeriksa detail-bahkan sekecil satu kolom atom, yang puluhan ribu kali lebih kecil daripada yang terkecil dibanding objek yang diamati dalam mikroskop cahaya. TEM pertama dibangun oleh Max Knoll dan Ernst Ruska pada tahun 1931.

Sebuah “sumber cahaya” di bagian atas memancarkan elektron yang memancar melalui vakum di kolom mikroskop. Pemfokusan pada TEM menggunakan lensa elektromagnetik, untuk memfokuskan electron. Berkas elektron kemudian bergerak melalui spesimen yang akan diamati. Tergantung pada densitas material, beberapa elektron tersebar dan menghilang dari berkas. Pada bagian bawah mikroskop elektron yang tidak tersebar menabrak layar fluorescent, yang memunculkan sebuah “bayangan gambar” spesimen dengan bagian-bagian yang berbeda ditampilkan dalam kegelapan bervariasi menurut densitas mereka. Gambar tersebut dapat dipelajari secara langsung atau difoto dengan kamera.

  1. No trackbacks yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: