Pengaruh Variasi Gas Input dan Arus Listrik Mesin DC Plasma Terhadap Karakteristik Partikel Nano Zno Dengan Metode DC Thermal Plasma

Abstract

Industri di abad 21 semakin hari semakin mengalami kemajuan yang sangat pesat. Dalam bidang material, penggunaan material berukuran makro mulai tergantikan dengan material berukuran nano yang memiliki kelebihan dari segi sifat fisika maupun kimia. Nanomaterial merupakan material dengan struktur eksternal maupun internal berskala nano (1-100 nm). Metode DC Thermal Plasma merupakan metode dengan sumber energi serbaguna dimana alat yang digunakan sangat efisien untuk proses sintesis nanopartikel logam dan oksida logam secara masal. Cara kerja dari metode DC Thermal Plasma adalah dengan menguapkan material prekursor dan mendinginkannya secara cepat. Penelitian ini menggunakan serbuk Zn sebagai material prekursor, sedangkan parameter yang digunakan yaitu variabel bebas gas input argon dan oksigen serta arus listrik mesin DC plasma sebesar 40 A dan 50 A, variabel kontrol yaitu powder carrier gas flow rate 10 lpm, plasma gas flow rate 15 lpm, proses pembakaran 15 detik, dan sudut injeksi prekursor 45º. Variabel terikat yaitu serbuk Zn dengan ukuran partikel < 45 µm yang akan diuji menggunakan Scanning Electron Microscope untuk mengetahui ukuran dan morfologi partikel serta X-Ray Diffraction untuk mengetahui ukuran kristal dan struktur kristal partikel. Hasil pengujian Scanning Electron Microscope menunjukkan ketiga variasi membentuk struktur nanorods dengan ukuran rata-rata sebesar 79 nm pada variasi Ar-40 A, 98 nm pada variasi O2-40 A, dan 88 nm pada variasi O2-50 A. Ukuran partikel terkecil yang ditemukan sebesar 26 nm pada variasi O2-50 A dan ukuran partikel terbesar yang ditemukan sebesar 271 nm pada variasi O2-50 A. Hasil pengujian X-Ray Diffraction menunjukkan ketiga variasi membentuk struktur kristal hexagonal wurtzite dengan parameter kisi a = 3,25 Å dan c = 5,21 Å. Ukuran kristal rata-rata yang terbentuk pada variasi Ar-40 A adalah sebesar 35 nm, variasi O2-40 A sebesar 40 nm, dan variasi O2-50 A sebesar 37 nm. Ukuran kristal terkecil yang ditemukan sebesar 28 nm pada variasi Ar-40 A dan ukuran kristal terbesar yang ditemukan sebesar 56 nm pada variasi O2-40 A.