PENGARUH PENAMBAHAN NiO TERHADAP KARAKTERISTIK KERAMIK FILM TEBAL Fe2O3 UNTUK SENSOR GAS ASETON

Abstract

Pembuatan keramik film tebal Fe2O3-NiO telah dilakukan dengan menggunakan Fe2O3 lokal sebagai bahan dasar untuk sensor gas aseton.  Serbuk Fe2O3 dicampur dengan serbuk NiO dengan konsentrasi 0, 10 dan 50% mol secara homogen. Serbuk campuran kemudian dicampur dengan organic vehicle (OV) terbuat dari campuran terpineol dan etil selulose dengan komposisi 75% berat serbuk campuran dan 25% berat OV dan diaduk membentuk pasta. Pasta dilapiskan di atas substrat alumina dengan metode screen printing lalu dibakar pada suhu 900oC selama 90 menit hingga membentuk keramik film tebal. Film tebal dianalisis dengan difraksi sinar-x (XRD) dan mikroskop elektron (SEM). Resistansi listrik keramik film tebal diukur pada berbagai suhu di ruangan berisi udara dan berisi gas aseton. Karakterisasi XRD menunjukkan bahwa struktur kristal yang terbentuk adalah Fe2O3 hematit dan NiFe2O4 kubik spinel sebagai fase kedua untuk penambahan konsentrasi NiO 10% dan 50%. Penambahan NiO diketahui memperkecil ukuran butir film tebal Fe2O3 dan meningkatkan resistansi listriknya. Keramik film tebal yang dibuat sensitif terhadap gas aseton.

Fabrication of thick film Fe2O3-NiO ceramics for acetone gas sensor has been carried out using local Fe2O3as raw material.  The Fe2O3 powder was mixed with NiO powder homogeneously with NiO concentration of 0, 10 and 50 mole %. The mixed powder was then mixed with organic vehicle (OV) made of alpha terpineol and ethyl cellulose with composition of 75 weight % mixed powder and 25 weight % OV forming a paste. The paste was coated on alumina substrates by screen printing method, then fired at 900oC for 90 minutes to produce thick film ceramics. The thick film was analyzed using x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). Resistance of the thick films was measured at different temperatures in chamber containing air and containing acetone gas. XRD characterization showed that the crystal structures are hematite Fe2O3 and NiFe2O4 cubic spinel as second phase for the addition of 10% and 50% NiO concentration. It was known that the addition of NiO decreases grain size of the thick film of Fe2O3 and increases its electrical resistance. The produced thick films were sensitive to acetone gas.